興安煤礦四水平11層中部區(qū)三段沖擊地壓危險(xiǎn)評(píng)估及治理

摘 要：煤礦動(dòng)力災(zāi)害一直是巖體力學(xué)及礦山壓力防治研究難點(diǎn)。沖擊地壓作為礦井中最嚴(yán)重的動(dòng)力現(xiàn)象之一，從理論到防治都尚未完全解決。隨著礦井開采深度的增加，發(fā)生沖擊地壓的礦井越來越多，強(qiáng)度也越來越大本文通過回采及結(jié)合礦生產(chǎn)實(shí)際，提出并制定了適合本礦開采條件的沖擊地壓危險(xiǎn)預(yù)測(cè)方法，根據(jù)沖擊傾向性鑒定結(jié)果結(jié)合在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，經(jīng)過卸壓治理及煤層注水從而建立了適合興安煤礦沖擊地壓防治的安全開采體系。

關(guān)鍵詞：沖擊地壓 卸壓解危 安全回采

前言

在實(shí)際應(yīng)用中，針對(duì)不同類型的沖擊地壓危險(xiǎn)，應(yīng)視情況采取不同的卸壓措施，可以將爆破卸壓方法與其它防沖方法聯(lián)合運(yùn)用并不斷改進(jìn)施工技術(shù)及參數(shù)，達(dá)到理想的防沖目的，為煤礦的安全生產(chǎn)，創(chuàng)造條件。本文根據(jù)沖擊傾向性鑒定結(jié)果結(jié)合在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，經(jīng)過卸壓治理及煤層注水從而建立了適合興安煤礦沖擊地壓防治的安全開采體系。

興安煤四水平11層中部區(qū)三段西部自四水平11層中部區(qū)二段底板層機(jī)道起，東部至四水平11層中部區(qū)三段底板層設(shè)計(jì)機(jī)道為界；北部自設(shè)計(jì)三段底板層切眼起，南部至設(shè)計(jì)停采線為界。全區(qū)走向長(zhǎng)約1070m，傾斜寬平均134.5m，傾斜面積143900m2，平面積131459m2。本區(qū)西部二段已采，東、南、北部均未開采，上覆7號(hào)煤層（北部）、9號(hào)煤層（南部）、下伏12、13號(hào)煤層未采。

1煤層沖擊傾向性

1.1沖擊地壓危險(xiǎn)評(píng)估

根據(jù)龍控發(fā)【2013】138號(hào)文規(guī)定，由于地質(zhì)因素和開采因素對(duì)沖擊地壓的影響程度及沖擊地壓危險(xiǎn)狀態(tài)等級(jí)評(píng)定的指數(shù)Wt1和Wt2的具體表達(dá)式，根據(jù)這兩個(gè)指數(shù)，確定出工作面周圍沖擊地壓危險(xiǎn)狀態(tài)等級(jí)評(píng)定的綜合指數(shù)Wt。綜合評(píng)價(jià)確定興安煤礦四水平11層中部區(qū)三段有中等沖擊危險(xiǎn)傾向性，如下表：

煤層沖擊地壓危險(xiǎn)狀態(tài)整體定性評(píng)估綜合指數(shù)Wt表

1.2沖擊危險(xiǎn)區(qū)域劃分

1、說明：由于四水平11層中部區(qū)三段為中等沖擊危險(xiǎn)，設(shè)計(jì)軌道沿空送巷，不留設(shè)煤柱。根據(jù)龍控發(fā)【2013】138號(hào)文規(guī)定，利用區(qū)域沖擊地壓危險(xiǎn)程度分段定級(jí)影響因素及指數(shù)得知，影響因素主要是：1）斷層影響；2）地質(zhì)構(gòu)造；3）多巷道交叉。

2、危險(xiǎn)區(qū)域劃分：1）距斷層30米范圍內(nèi)；2）向斜軸前后50米內(nèi)；3）多巷道交叉附近；4）一次見方或二次見方。通過上段回采可得知，回采工作面推進(jìn)或掘進(jìn)掘送至危險(xiǎn)區(qū)域期間，壓力值會(huì)有所升高，隨時(shí)觀察巷道變形情況，加強(qiáng)巷道支護(hù)。

2沖擊地壓治理方法

2.1監(jiān)測(cè)監(jiān)控

2.1.1微震監(jiān)測(cè)

采用波蘭SOS微震監(jiān)測(cè)對(duì)四水平中部區(qū)進(jìn)行區(qū)域監(jiān)測(cè)，及時(shí)分析收集的數(shù)據(jù)，并根據(jù)趨勢(shì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)近期沖擊地壓發(fā)生的趨勢(shì)及應(yīng)力釋放情況，及時(shí)預(yù)警通知。

2.1.2電磁輻射

回采期間每天安排專人使用KBD5對(duì)工作面機(jī)軌兩巷進(jìn)行電磁輻射監(jiān)測(cè)，并將根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果結(jié)合SOS微震監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合數(shù)據(jù)分析。

2.1.3KJ743煤礦沖擊地壓無線監(jiān)測(cè)

機(jī)上幫及軌道下幫每隔20米安裝一組煤體壓力傳感器，監(jiān)測(cè)超前煤體應(yīng)力變化。防沖大隊(duì)設(shè)專人24小時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，將采集數(shù)據(jù)結(jié)合微震數(shù)據(jù)、電磁輻射數(shù)據(jù)做綜合分析預(yù)報(bào)。

2.1.4鉆屑法

開采前先將11層煤鉆屑基數(shù)值取定，根據(jù)實(shí)際觀察巷道變形情況對(duì)應(yīng)力集中區(qū)域進(jìn)行打鉆取粉，取出鉆粉值的1.5倍與基礎(chǔ)數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，達(dá)到或超過基礎(chǔ)數(shù)值，則認(rèn)定該區(qū)域煤體應(yīng)力增大，有發(fā)生沖擊傾向，需及時(shí)進(jìn)行卸壓解危處理（煤體卸壓爆破或施工煤體大孔徑卸壓）。

2.2卸壓治理：

為了充分卸壓防治沖擊地壓的發(fā)生，興安煤礦在11號(hào)煤層做了大量的卸壓工作，其中包括頂板傾斜卸壓爆破孔、頂板走向斷頂爆破卸壓孔、煤層大孔徑卸壓措施、煤體注水措施。

2.2.1頂板走向斷頂措施主要作用切斷本段與上段的懸梁臂，避免頂板大面積來壓。

具體方法是在機(jī)道及頂板巷內(nèi)沿走向進(jìn)行深孔爆破切頂，走向布置5米/個(gè)，進(jìn)行深孔爆破切頂。

2.2.2頂板傾斜卸壓爆破孔是為了縮小頂板來壓步距，避免懸頂面積過大。

具體方法是在機(jī)道上幫沿傾向扇形布置深鉆孔對(duì)頂板預(yù)裂爆破：每15米1組，進(jìn)行深孔爆破切頂。在頂板巷上下幫沿傾向扇形布置深鉆孔對(duì)頂板預(yù)裂爆破：每15米1組，進(jìn)行深孔爆破切頂。機(jī)道及頂板巷傾斜卸壓孔在平面位置一致。

2.2.3煤層大孔徑卸壓措施是為了釋放煤體內(nèi)高應(yīng)力，將煤體所承受的應(yīng)力降到安全值，保證生產(chǎn)的安全。

具體方法是在機(jī)道下幫沿煤層方向，眼距1.5m，孔徑133mm。鉆孔有壓實(shí)現(xiàn)象在間隔處補(bǔ)孔。

2.2.4煤體注水措施可以軟化煤體，增加煤體的可塑性，破壞煤層節(jié)理。

具體方法在軌道下幫、機(jī)道上幫施工煤體注水孔，10米一個(gè)，進(jìn)行高壓注水。

當(dāng)工作面處于嚴(yán)重危險(xiǎn)區(qū)域或監(jiān)測(cè)到有沖擊危險(xiǎn)時(shí)，工作面停產(chǎn)，根據(jù)危險(xiǎn)程度選擇卸壓措施，卸壓后用鉆粉率進(jìn)行校正，無沖擊危險(xiǎn)方可恢復(fù)生產(chǎn)。

3沖擊地壓技術(shù)創(chuàng)新

3.1優(yōu)化開采方案

根據(jù)上段回采實(shí)踐，南部煤體較堅(jiān)硬，回采前在機(jī)軌道布置鉆孔，進(jìn)行高壓注水，軟化煤體提高回采率。

3.2優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

本段在掘送前串軌道時(shí)采用沿空送巷布置，避免區(qū)段煤柱應(yīng)力集中，發(fā)生沖擊地壓現(xiàn)象。

3.3優(yōu)化卸壓方案

本煤層停采線臨近斷層，煤層頂板傾斜爆破卸壓每隔15米一組，距停采線150米范圍加密至7.5米一組，卸壓的加密使頂板垮落步距縮短，來壓后頂板及時(shí)冒落，不產(chǎn)生大面積懸頂造成應(yīng)力增加。

4落實(shí)防沖規(guī)定

開采期間，嚴(yán)格落實(shí)沖擊地壓各項(xiàng)管理規(guī)定，完善各項(xiàng)規(guī)章制度，其中個(gè)體防護(hù)方面全員配備防沖帽斗及防沖服；設(shè)備管理方面機(jī)軌道不存放閑置設(shè)備，設(shè)備及物料捆綁生根；安全生產(chǎn)期間機(jī)道執(zhí)行無人值守行，軌道封閉管理，并嚴(yán)格執(zhí)行正規(guī)循環(huán)、勻速推進(jìn)等制度。

5結(jié)論

通過開采情況結(jié)合監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)綜合分析，采取有效的綜合防治卸壓手段，并及時(shí)調(diào)整技術(shù)方案，消除了沖擊地壓事故，防止沖擊地壓的發(fā)生，經(jīng)過卸壓治理工作面已安全開采出了800米，由于采取防沖措施得當(dāng)，自開采以來沒有發(fā)生沖擊現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了煤礦的安全生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)效率，更好的保證了煤礦工人的人身安全，也為興安煤礦治理沖擊地壓煤層打下良好的治理經(jīng)驗(yàn)。

作者簡(jiǎn)介：

李明（1986.4-）男，2012年6月畢業(yè)于黑龍江科技學(xué)院通風(fēng)與安全工程專業(yè)，本科學(xué)歷，助理工程師，現(xiàn)在龍煤鶴崗礦業(yè)公司興安煤礦防沖大隊(duì)從事技術(shù)工作。