鶴崗礦區沖擊地壓發生規律、類型及防治對策

連鴻全

黑龍江龍煤鶴崗礦業有限責任公司 黑龍江 鶴崗154100

1鶴崗礦區沖擊地壓危害概述

鶴崗煤田位于老爺嶺隆起的東部，鶴佳凹陷的西部邊緣，地處依舒斷裂、青黑山斷裂、黑龍江斷裂所形成的三角區內，新華夏系第二隆起帶的西北部，是一個近南北向的槽地。鶴崗煤田自北向西受沖擊地壓的影響逐漸升高，沖擊地壓已成為制約鶴崗礦區深部開采的主要災害。

2鶴崗礦區沖擊地壓發生規律分析

(1)沖擊地壓發生時期。鶴崗礦區沖擊地壓主要發生在回采、掘進和巷道擴修3個時期，其中發生在回采期間的為33起，占55%；發生在掘進時期的為21起，占35%；發生在擴修及等待貫通時期的為6起，占10%。可見，采掘擾動時期發生的沖擊地壓占事故總數的90%，回采時期沖擊地壓的發生起數最多。

(2)沖擊地壓發生地點。鶴崗礦區77%的沖擊地壓在回風巷道內有強烈顯現，其中，回采期間發生的33起沖擊地壓案例中，有27起導致回風巷破壞，占比82%；掘進期間21起沖擊地壓案例中，有15起導致回風巷破壞，占比71%；擴修期間6起沖擊地壓案例中，有4起發生導致回風巷破壞，占比67%。

(3)沖擊地壓發生深度。鶴崗礦區各礦井沖擊地壓發生起始深度差異較大，富力煤礦首次沖擊地壓地點埋深僅340 m，也是鶴崗礦區埋深最淺的沖擊地壓案例。峻德煤礦首例沖擊地壓埋深為370 m，但該礦73%的沖擊地壓發生在埋深450 m 的水平，其余水平發生起數均較少。南山煤礦500 m 埋深沖擊地壓起數顯著大于470 m 埋深沖擊地壓起數。興安煤礦開采至600 m以深時才發生首例沖擊地壓。

3沖擊地壓發生類型分析

根據沖擊地壓主控因素可將鶴崗礦區沖擊地壓可分為4大類，分別為：堅硬頂板主導型、“三側采空”孤島型、上覆煤柱主導型及構造主導型。

(1)堅硬頂板主導型。該類沖擊地壓僅受單側或雙側采空區堅硬頂板因素影響，是鶴崗礦區沖擊地壓的主要類型。峻德煤礦發生的26起沖擊地壓案例中，23次均為該類型沖擊地壓。

(2)“三側采空”孤島型。該類沖擊地壓主要受三側采空區堅硬頂板影響，本質上與堅硬頂板型屬于一類，但在載荷量級和煤巖層工程結構上具有其特殊性，因此單獨化為一類。南山煤層13起沖擊地壓案例均為“三側采空”孤島型；富力礦有4起沖擊地壓、峻德礦1起沖擊地壓是在回收孤島煤柱時發生。

(3)上覆遺留煤柱主導型。該類沖擊地壓的主要因素為上覆煤柱，輔助因素為采空區堅硬頂板。上覆煤柱是多煤層開采礦井的特有條件，對沖擊地壓礦井而言是重大安全隱患。

(4)構造主導型。該類沖擊地壓的主要因素為采空區堅硬頂板，輔助因素為褶曲、斷層等地質構造。構造區煤巖層應力分布異常，局部集中水平較高，可對堅硬頂板影響下的沖擊危險源形成疊加影響。

4基于鶴崗礦區沖擊危害規律、類型防治策略

(1)區域防范和局部治理相結合防沖理念。合理的開拓布置和開采布局對于避免應力集中和疊加，防止沖擊地壓關系極大。鶴崗礦區的南山礦部分煤層處于盆底構造區，在這種情況下先開采盆底區再開采其它區域要比將盆底區放到最后開采沖擊危險性小得多。后期，南山礦優化了開采設計，將防沖設計加入到開采設計中，沖擊地壓發生次數得到了大幅降低。當然，僅僅采取區域防范不可能根治沖擊地壓，還需要局部治理措施的跟進，以達到最優防沖效果。

(2)針對上覆殘留煤柱提前開展防沖設計。鶴崗礦區可采煤層眾多，煤層間一般采用下行開采方式，上部煤層采空區殘留煤柱可對下部多個煤層產生加載作用，其影響范圍要比殘留煤柱本身的尺度大得多。下部煤層采掘至其影響范圍內時，沖擊危險性明顯增大。上覆殘留煤柱引起的沖擊地壓災害往往更為嚴重。實際上，一旦上部煤層采空區中殘留煤柱，對下部煤層的加載是必然的。為了給下部各煤層采掘創造有利條件，應及早在下部某一個層位回采過程中加以解決，否則越往深部開采，受影響的煤層面積越大。

(3)堅硬頂板預裂和小煤柱護巷相結合的防沖方法。根據鶴崗礦區沖擊地壓案例統計表明，區段煤柱寬度小于10 m 時，臨空巷道沖擊地壓絕大多數發生在回采期間，而區段煤柱寬度大于10 m 時，臨空巷道掘進期間就頻繁發生沖擊地壓，回采期間更為嚴重。事實上，如果煤層頂板較軟，可以隨采隨冒，并能夠完全充填采空區，那么階段煤柱對臨空巷道沖擊危險的影響將會微乎其微，可見堅硬頂板是臨空巷道沖擊風險的核心因素。

5結語

鶴崗礦區通過對以往案例分析總結，結合國內沖擊地壓先進防治礦井經驗，針對發生的規律、類型、主控因素分別采區針對性防治措施，保證了峻德、興安、富力和南山四礦多個沖擊地壓危險工作面安全開采，取得了較好的應用效果。