T2292孤島工作面防治沖擊地壓綜合技術(shù)

陳琪仁（開(kāi)灤集團(tuán)唐山礦業(yè)分公司，河北　唐山　063000）

T2292孤島工作面防治沖擊地壓綜合技術(shù)

陳琪仁
（開(kāi)灤集團(tuán)唐山礦業(yè)分公司，河北唐山063000）

沖擊地壓嚴(yán)重威脅井下安全生產(chǎn)，是煤礦井下開(kāi)采過(guò)程中嚴(yán)重的災(zāi)害之一。本文在唐山煤業(yè)公司T2292工作面地質(zhì)開(kāi)采環(huán)境特征的基礎(chǔ)上，探討了沖擊地壓形成的內(nèi)外因和內(nèi)在斑裂產(chǎn)生的機(jī)理，并據(jù)此提出了相應(yīng)的切合實(shí)際的防治措施。

沖擊地壓；預(yù)防；措施；綜合防治

一、工作面概況

T2292工作面東鄰T2293采空區(qū)，西鄰T2291采空區(qū)，南至T2290邊眼，北鄰T2194、T2195采空區(qū)，上方T1351、T1351上、T2254等采空區(qū)。T2292工作面傾斜長(zhǎng)154m。工作面平均傾角8°，工作面共安裝ZF6200-16/32型液壓支架95組，ZF6200-16/32型排頭過(guò)渡支架6組，工作面前部安裝MG-730型采煤機(jī)一臺(tái)、SGZ-730/400型刮板輸送機(jī)一套，后部安裝SGZ-960/800型刮板輸送機(jī)一套，工作面第21組支架位置存在F1逆斷層，落差2.5m，第94組支架位置揭露一逆斷層，落差2.5m。

1 沖擊地壓發(fā)生的條件

沖擊地壓形成和發(fā)生的條件是很復(fù)雜的，作為一種礦山巖體破壞現(xiàn)象，有其特殊的宏觀和微觀特征。首先是煤巖體中應(yīng)力超過(guò)其極限強(qiáng)度，以煤巖破壞為先導(dǎo)；其次是煤層和圍巖在集中應(yīng)力作用下，吸收能量積聚應(yīng)變能；另一個(gè)是“誘發(fā)”因素導(dǎo)致其突變破壞，瞬間釋放應(yīng)變能。沖擊地壓發(fā)生必須具備如下條件：①煤層具有沖擊傾向性。研究表明，9煤層沖擊地壓的特殊顯現(xiàn)性，在正常的生產(chǎn)過(guò)程中，沖擊地壓基本無(wú)顯現(xiàn)，在老頂大面積來(lái)壓時(shí)，煤層中的原巖應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生改變，導(dǎo)致臨近工作面順槽巷發(fā)生強(qiáng)烈的沖擊地壓的原因之一。 ②回采工作面附近存在較大的能量集中。沖擊地壓發(fā)生在回采工作面前方15m～50m的支承壓力區(qū)，煤層積聚巨大彈性應(yīng)變能，當(dāng)其超過(guò)煤層的跡象強(qiáng)度時(shí)，便產(chǎn)生沖擊地壓。當(dāng)走向支承壓力與傾向支承壓力疊加時(shí)，產(chǎn)生的沖擊地壓更為強(qiáng)烈和頻繁。T2292工作面地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷層多，開(kāi)采深度及強(qiáng)度大，區(qū)域內(nèi)構(gòu)造應(yīng)力大，煤巖體能量集中，這是該工作面發(fā)生沖擊地壓的內(nèi)因。 ③采掘順序及開(kāi)采方法。開(kāi)采過(guò)程中不可避免地留有煤柱，在采掘中形成支承壓力的疊加。另外，過(guò)多的留有煤柱和在高應(yīng)力集中區(qū)煤柱內(nèi)，沖擊地壓較為強(qiáng)烈。④工作面推進(jìn)速度的影響。回采工作面推采過(guò)大后，工作面煤體集中應(yīng)力得不到及時(shí)釋放，容易造成應(yīng)力集中，因此工作面推采速度也是影響沖擊地壓發(fā)生的因素之一。

2 沖擊地壓的防治措施

2.1預(yù)測(cè)。沖擊地壓是能夠預(yù)測(cè)的。其預(yù)測(cè)方法如下所述：①鉆屑法。鉆屑法，是通過(guò)在煤體中鉆一小直徑鉆孔，根據(jù)鉆孔時(shí)排出的煤粉量及其變化規(guī)律和有關(guān)動(dòng)力現(xiàn)象，達(dá)到一系列探測(cè)目的施工方法。②圍巖收斂的監(jiān)測(cè)。采用十字布點(diǎn)法在T2292工作面風(fēng)道、溜子道兩巷超前50m ～100m范圍內(nèi)設(shè)置巷道變形觀測(cè)站，每周不少于二次進(jìn)行觀測(cè)，以及時(shí)掌握巷道在回采的采動(dòng)影響下產(chǎn)生變形情況，做好巷道超前的監(jiān)控工作；在T2292風(fēng)道、溜子道兩巷道中距5s采空區(qū)50m、100m、150m處采用同樣方法設(shè)置巷道變形觀測(cè)站，即溜子道距T2290板邊眼500m、550m、600m，風(fēng)道距T2290板邊眼610m、660m、710m各設(shè)一組測(cè)站每周至少觀測(cè)一次，當(dāng)巷道變形達(dá)到10mm/d時(shí)，礦壓組要進(jìn)行日觀測(cè)。③支架載荷的監(jiān)測(cè)。在T2292工作面支架上共安裝9組壓力自計(jì)儀，分別安裝在10組、20組、30組、40組、50組、60組、70組、80組、90組支架上（每組包括前柱、后柱），每周安排人員使用采集器取一次數(shù)據(jù)，上井后提出、并加以整理分析，如發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)過(guò)大或超限時(shí)，及時(shí)匯報(bào)上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)，并與生產(chǎn)單位取得聯(lián)系，做好回采工作面采場(chǎng)控頂?shù)谋O(jiān)護(hù)工作。④電磁輻射儀的監(jiān)測(cè)。T2292工作面回采期間，采用中國(guó)礦業(yè)大學(xué)研制的KBD5電磁輻射儀對(duì)T2292回采工作面風(fēng)道、溜子道兩巷超前設(shè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)（風(fēng)道、溜子道各5批，每批間隔為20m），對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行提取整理分析當(dāng)電磁輻射儀強(qiáng)度值達(dá)到85、脈沖數(shù)達(dá)到8300或輻射值有連續(xù)遞增現(xiàn)象時(shí)，要及時(shí)向上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)及有關(guān)部門(mén)匯報(bào)，并安排人員對(duì)壓力顯現(xiàn)較大部位進(jìn)行鉆屑取粉工作。⑤鉆孔應(yīng)力計(jì)。T2292工作面開(kāi)采時(shí)，礦壓組要在T2292工作面風(fēng)道、溜子道兩巷溜子道距T2290板邊眼450m～600m，風(fēng)道距T2290板邊眼560m～710m范圍內(nèi)，按設(shè)好鉆孔應(yīng)力計(jì)，鉆孔應(yīng)力計(jì)間距50m～100m，施工單位要進(jìn)行班觀測(cè)，井上要有詳細(xì)的記錄，當(dāng)鉆孔應(yīng)力計(jì)的數(shù)據(jù)達(dá)到6mp時(shí)要要及時(shí)趕赴現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行礦壓觀測(cè)工作。

二、沖擊地壓的綜合防治

實(shí)踐表明，僅憑一種措施預(yù)防沖擊地壓是不可能的，只有采取綜合防治的方法，才能有效的減少和消除沖擊地壓對(duì)工作面的威脅。

1 煤層注水

注水范圍：溜子道、輔助風(fēng)道距T2290板邊眼450m～860m范圍，注水孔間距6m、孔深8m；方向：水平方向垂直煤壁、上下方向可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)煤層傾角實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，但最大角度不得超過(guò)10度，注水孔要打在T2292工作面采面一側(cè)。封孔設(shè)計(jì)及注水施工要求方式：①封孔施工參數(shù)：②注水量：根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)條件計(jì)算，每個(gè)孔的注水量應(yīng)不小于80m3，具體注水量應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行調(diào)整。注水設(shè)備及器材： 注水泵、管路、封孔器。

施工要求：（1）注水時(shí)，應(yīng)時(shí)刻注意煤壁充水情況。如有煤壁掛汗等顯示煤壁注水充盈等跡象，應(yīng)立即倒換注水孔。（2）封孔時(shí)，應(yīng)保證封孔質(zhì)量，確保封孔后嚴(yán)密不漏水。

2 預(yù)防沖擊地壓放松動(dòng)炮卸壓法

為了降低沖擊地壓的危害性，煤礦開(kāi)采通常采用放松動(dòng)炮對(duì)煤體進(jìn)行卸壓，放松動(dòng)炮炮眼一般布置及裝藥量如下：炮眼布置于風(fēng)道、溜子道上、下幫，垂直煤壁布置，炮眼與水平夾角為8°～10°，距底1.5m，沿走向孔間距為10m，炮眼深度為6m～8m。每次打三個(gè)眼，一次起爆，使用煤礦許用炸藥，每眼裝藥量600g～900g，水炮泥封泥長(zhǎng)度不小于1m，其余用黃泥封實(shí)。

結(jié)語(yǔ)

礦井沖擊地壓直接威協(xié)井下安全生產(chǎn)，為了嚴(yán)防由此產(chǎn)生的安全事故，筆者結(jié)合唐山礦的生產(chǎn)實(shí)踐，探討了生產(chǎn)礦井沖擊地壓的形成條件及影響因素，提出了符合生產(chǎn)實(shí)際的切實(shí)可行的防治措施 ，指出了沖擊地壓的危害日趨嚴(yán)重，應(yīng)引起足夠重視，并認(rèn)為綜合防治是治理沖擊地壓的有效措施。

[1]錢(qián)鳴高，劉聽(tīng)成.礦山壓力及控制[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1991.

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