基于鋼錐沖擊的煤層卸壓方法研究

任智敏，呂夢蛟,*，王 飛，王 禹，張廣太

(1.山西工程職業學院 礦業工程系，山西 太原 030009；2.太原理工大學 應急管理學院，山西 太原 030024；3.潞安集團左權五里堠煤業有限公司，山西 晉中 032600)

由于堅硬頂板運動、地質構造等因素，煤層沖擊地壓廣泛存在于煤礦生產中，會給井下工作人員帶來安全隱患[1]。有關沖擊地壓的防治技術主要有：一是工作面煤層預注水。通過回采巷道向工作面煤層內打注水鉆孔，工作面回采前進行高壓持續注水，以軟化煤層，降低煤層強度、剛度和沖擊傾向性指標，并改善煤層支承壓力的分布狀況[2]。但由于預注水被煤體吸收且不可回收，導致耗水量較大[3-4]。有時水中可能含有放射性化學物質，對煤質造成影響，必須有效處理后才能使用[5]。另外，注水設備與耗材成本相對較高。二是煤層鉆孔卸壓。將鉆孔打至煤層高支承應力區，通過鉆孔周圍新產生的集中應力擾動處于極限平衡狀態的支承壓力帶[6]，從而降低該區域煤層剛度和支承能力，使得支承壓力峰值向煤壁深部轉移，同時形成新的變形和彈性能的釋放，以消除或減弱煤層的沖擊危險性[7-8]。此方法在德國等歐美國家得到良好應用，工程經驗表明采面鉆孔深度以3 倍采高、巷幫鉆孔深度以4 倍巷高為宜[9]。三是煤層松動爆破卸壓。利用松動爆破在煤層內產生大量裂隙，以改變煤層力學性能，緩減煤壁變形或破壞時能量釋放的速率和量級，弱化煤層沖擊傾向性[10]。但爆轟產物容易污染煤層。……