構建“345”全員全要素工作體系提升礦井沖擊地壓治理能力

文 /丁 悅

（作者單位：山東能源臨礦集團古城煤礦）

（責任編輯：龐永厚）

沖擊地壓又稱巖爆，是指井巷或工作面周圍巖體由于彈性變形能的瞬時釋放而產生突然劇烈破壞的動力現象，是煤礦重大災害之一。山東能源臨礦集團古城煤礦面對沖擊地壓災害防治這一影響礦井煤炭資源安全高效開采的“頭號公敵”和世界級難題，堅持“理念深入，體系先行，綜合保障”原則，經過10多年的理論研究，通過精準“把脈”，結合現場防治經驗，不斷“對癥下藥”，探索形成了“三低防沖理論體系”“四強防沖治理體系”“五有防沖管理體系”的“345”防沖治理模式，逐漸把沖擊地壓這只“地虎”關進“籠子”，實現了沖擊地壓防治的“有震無災、有沖無傷、可防可控”。

把脈問診，理念深入，提出“三低防沖理論體系”

沖擊地壓發生的根本原因是巷道圍巖高應力集中，基于沖擊地壓應力機理和礦井防治實際，古城煤礦提出了“低擾動、低應力、低密度”的“三低防沖理論體系”，通過源頭抓防沖，避免形成應力集中區，破壞煤體結構，改變煤體物理力學性質，實現降低沖擊傾向性、降低應力、轉移應力及吸能保護作用的目的。

防沖卸壓作業

一是低擾動。通過對工作面布置進行超前分析論證，進一步優化采掘設計，精確計算工作面采寬和留寬，把巷道布置在應力集中區以外，并合理安排采掘順序，避免相向作業，避免采掘擾動形成應力集中區，從開采技術因素上為沖擊地壓治理創造有利條件。

二是低應力。通過破壞煤體結構，將硬煤變軟煤，降低巷道周邊的應力，降低應力峰后曲線的斜率，向深部轉移應力峰值，擴大塑性區，形成足夠強、足夠寬的低應力保護帶，使煤體不能積聚彈性能或達不到威脅安全的程度。

三是低密度。對同等體積的煤體抽出大量煤粉，破碎煤體，使煤體密度減小，改變煤體物理力學性質，由高密度脆硬的煤體變為低密度松軟的煤體，從而形成低密度保護帶，起到動載釋放、吸能保護、緩沖礦震來壓的作用，從而降低煤體沖擊傾向性。

對癥下藥，體系先行，形成“四強防沖治理體系”

古城煤礦注重預防為主、防治結合、綜合治理，經過不懈的理論探索和現場實踐，總結提煉了符合礦井地質條件和開采技術條件的以“強卸壓、強支護、強監測、強監督”為核心手段的“四強防沖治理體系”，取得良好實踐效果。

一是強卸壓。強卸壓作為沖擊地壓防治核心，可以起到主動防范作用。沖擊地壓發生的根本原因是巷道圍巖高應力集中，古城煤礦采取大直徑鉆孔卸壓、爆破卸壓、頂底板預裂等手段措施，將巷道圍巖周邊高應力降低并向深部轉移，通過強卸壓手段有效解決巷道圍巖高應力集中問題。

二是強支護。強支護是沖擊地壓防治的重要舉措，可以起到被動防范作用。由于地質因素復雜，卸壓工程局部執行困難，卸壓周期較長，卸壓后的巷道可能應力再次積聚，以及未探明的隱伏斷層構造等原因，發生沖擊顯現不能完全避免。為此，古城煤礦通過強支護包括增強加密巷道錨桿（索）的主動支護、增強工作面支架阻力、使用超前單元式防沖支架增強超前支護等措施來抵御巷道沖擊造成的破壞，效果顯著。

三是強監測。強監測是沖擊地壓防治的輔助手段，可以確定危險區域，并對危險等級進行劃分。古城煤礦通過微震監測、應力在線監測、鉆屑法等監測預警手段對礦井沖擊危險進行分區分級，確定重點區域和范圍，對局部危險區域進行實時監測預警和檢驗，指導卸壓區域和卸壓強度，從而保證高應力區域及時解危。

四是強監督。為加強卸壓工程施工管理，創建良好的安全生產環境，古城煤礦建立了由安監員現場驗收、工區內部檢查驗收、防沖辦不定期抽查、旬檢查月驗收三級綜合驗收管理制度，確保卸壓工程施工質量，保障卸壓工程有效可靠。

精準施策，綜合保障，構建全員全要素抓防沖格局

古城煤礦始終高度重視沖擊地壓防治工作，不斷健全完善防沖工作安全責任制，建立起“有措施、有落實、有監督、有考核、有獎懲”的“五有防沖管理體系”，進一步明確了各部門、各職級與各崗位人員的防沖職責，形成了層層有責、人人有責、各負其責的全員全要素抓防沖的濃厚工作氛圍。

一是加強組織領導，健全工作機制。成立了沖擊地壓防治工作領導小組，健全完善了防沖管理機構和專職防沖隊伍；制訂了《防治沖擊地壓綜合管理制度》《沖擊地壓防治小目標考核制度》等一系列制度，編制了《2018-2022年沖擊地壓防治五年規劃》《卸壓孔施工手冊》《古城煤礦沖擊地壓防治實用技術》等工作規劃和技術手冊；定期組織開展防沖業務知識專項培訓、沖擊地壓事故案例教育和沖擊地壓事故應急演練；通過宣傳欄、微信、班前會、安全活動日，每日一題、每月一考等途徑，加大沖擊地壓防治宣傳力度，職工人手一本《古城煤礦沖擊地壓防治知識手冊》，讓沖擊地壓防治觀念入腦、入心、入行，營造了“人人都是防沖員，群防群治保安全”的工作氛圍。

二是遵循規程標準，嚴格制度落實。古城煤礦認真落實《煤礦安全規程》《防治煤礦沖擊地壓細則》等規章標準要求，按照“區域先行、局部跟進、分區管理、分類防治”的防沖原則，不斷優化采場布局，合理安排采掘順序，嚴格執行“先卸壓后采掘，不卸壓不采掘”制度，嚴格限制采掘工作面推進速度，嚴格落實“人員準入制度”和個體防護措施，明確了具有沖擊地壓危險的采掘工作面限員人數，并配備了防沖服和壓風自救裝置。同時，強化監督管理和工作考核，嚴格落實獎懲措施，提升各級人員的責任意識，扎實推進各項防沖工作，保障礦井安全生產。

三是加大資金投入，提升保障能力。古城煤礦樹立“科學防沖、科技治災”理念，加大資金投入，不遺余力推進裝備升級、工藝升級，僅2018年就投入防沖資金2744萬元，引進了ZDY4200LPS液壓鉆車等先進設備。同時，不斷優化和完善沖擊地壓監測系統，積極探索沖擊地壓互聯網+、大數據管理模式，通過開展CT震動波主動反演，形成了工作面沖擊危險區域云圖，使沖擊區域危險程度直觀可視，并將探頭位置、鉆孔密度、監測區域、施工記錄等信息全部集中反映在沖擊地壓綜合預警平臺上，實現了防沖工作的“一張圖”管理，構筑了“全礦微震—應力監測—鉆粉檢驗”從整體到局部的監測監控體系，沖擊地壓災害智能監測、預警、分析準確率達到國內領先水平。