趙樓煤礦5303工作面沖擊地壓危險性分析

2019-06-06 02:39:50魏永啟魏效曙

山東煤炭科技 2019年5期

魏永啟周芳魏效曙

（1.兗州煤業股份有限公司，山東鄒城 273500；2.山東新方集團股份有限公司，山東濰坊 261000）

1 礦井基本情況

趙樓煤礦位于菏澤市鄆城、巨野兩縣境內，處于巨野煤田中部。井田東西寬約12～15.9km，南北長約9.9km，面積143.356km2，埋深-700～-1200m，煤厚平均6.19m，煤種主要以1/3焦煤、氣肥煤、氣煤為主。礦井設計生產能力300萬t/年，核定生產能力336萬t/年，剩余服務年限42年。礦井于 2009年12月29日投產，采用立井單一水平開拓方式，中央并列抽出式通風，井口標高+45m，井底車場水平標高-860m。在工廠內布置主、副、風3個井筒及選煤廠等，采煤方法采用長壁綜合機械化放頂煤開采。

2 工作面概況

2.1 工作面位置

5303工作面位于礦井南部，東鄰5302工作面，西鄰5304工作面，北鄰三、五采運輸巷，南鄰五采區與九采區邊界，至FZ14逆斷層上盤邊界。5303工作面位置如圖1所示。

圖1 5303工作面位置圖

2.2 煤層概況

5303工作面所采煤層為3煤，厚度3.2～8.4m，平均6.1m。煤層傾角0～8°，平均5°。煤層普氏系數 (f) 0.8～2.3，平均 1.6。

5303工作面3煤層直接頂、底板及基本頂、基本底特性如表1所示。

2.3 地質構造

5303工作面自北向南主要發育Fd47、NF2、F5201、Fd69、Fd54、Fd55六條正斷層，落差分別為 0～15m、0～3.5m、0～3.5m、0～2.5m、0～7m、0～5m。該工作面斷層情況如表2所示。

表1 5303工作面煤層頂底板巖層特性一覽表

表2 工作面斷層匯總表

3 工作面沖擊危險性分析

3.1 地質因素影響分析

（1）開采深度

5303工作面采深在830～920m，屬于深部開采工作面，百萬噸煤炭沖擊地壓發生次數0.62～0.67，該工作面的開采深度對沖擊地壓的影響非常大。

（2）煤巖的物理力學特性

通過對趙樓煤礦3煤層試樣的沖擊傾向性各項指數測定結果及3號煤層頂板各分巖層的彎曲能量如表3、表4所示。

表3 趙樓煤礦3煤層試樣沖擊傾向性各項指數測定結果

表4 趙樓煤礦3號煤層頂板各分巖層的彎曲能量

以上三批煤樣沖擊傾向性測試結果都屬于強沖擊傾向性，3煤層為具有強沖擊傾向性的煤層。因此可推斷5303工作面煤層也具有強沖擊傾向性。

3煤層復合頂板彎曲能量指數為38.35kJ，大于10kJ，小于100kJ，判定3煤層頂板巖層為弱沖擊傾向性。

3煤層的單向抗壓強度均在20MPa以上，如表5所示，強度較高，說明誘發沖擊地壓的應力條件較低。

表5 趙樓煤礦3號煤層試樣力學性質測試結果

（3）厚層難冒頂板的影響

如圖2所示，當堅硬頂板與煤層厚度比值大于0.75時，沖擊能指數隨著頂板與煤層高度比值的增加而升高。5303工作面基本頂為厚度平均14.82m的中砂巖或細砂巖，為堅硬的砂巖分類，工作面煤層平均厚度為6.1m，即5303工作面堅硬頂板與煤層厚度比值為2.43，對應沖擊能指數為9.65，對工作面沖擊危險性有較大影響。