南山煤礦回收殘留煤柱工作面安全開采技術實踐

孫錦華

摘? 要：沖擊地壓防治對于南山煤礦是一個重要工作，主要針對煤巖體破裂產生的動載影響進行監(jiān)測，與針對局部區(qū)域煤體集中靜載的監(jiān)測手段相配合，同時控制回采速度，保證巷道支護質量等方法，確保井下殘留煤柱工作面安全開采。

關鍵詞：煤柱工作面? 安全開采? 南山煤礦

中圖分類號：TD823? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1672-3791（2019）02（c）-0050-02

1? 南山煤礦西一區(qū)18層四分段下塊概況

工作面走向長度平均160m，平均傾斜長度68m（26～110m），煤層厚度平均8m，采用滑移放頂煤方法開采，工作面開采時間為2016年8月29日，工作面于2017年5月24日回采到指定停采位置;回采煤量約為13.6萬t。

⑴ 煤層頂?shù)装逄卣鳌?/p>

所采煤層頂板基本頂為30～40m灰白色中砂巖，直接頂為2m厚灰白色細砂巖，底板直接底為2m厚炭質粉砂巖，基本底為40m灰白色中砂巖。

⑵ 鄰區(qū)、鄰層。

① 鄰區(qū)對照。

該區(qū)上區(qū)段：西一區(qū)18層四分段底板層綜放面采空區(qū)，由綜采一隊于2008年11月8日回采完畢。

該區(qū)下區(qū)段：盆底區(qū)北翼18層一分段底板層綜放面采空區(qū)，由綜采二隊于2011年5月24日回采完畢。

該區(qū)右區(qū)段：北五區(qū)18層六分段下塊底板層綜放面采空區(qū)：由綜采一隊于2006年11月27日回采完畢。

② 鄰層對照。

該區(qū)下區(qū)段上覆：盆底區(qū)北翼15-2層一分段底板層綜放面采空區(qū)，由綜采二隊于2008年1月3日回采完畢。

該區(qū)右區(qū)段上覆：北五區(qū)15-2層六分段下塊底板層綜放面采空區(qū)，由綜采二隊于2004年7月18日回采完畢。

2? 工作面采前沖擊危險性評估

⑴ 煤層沖擊地壓危險狀態(tài)整體定性評估綜合指數(shù)Wt=0.57屬于中等沖擊危險。

⑵ 危險區(qū)域劃分。

該工作面中弱沖擊危險區(qū)域4個，中等沖擊危險區(qū)域1個，強沖擊危險區(qū)1個。具體劃分情況如下。

工作面回風道距設計切眼30～45m，回采期間受工作面見方及該層煤體側壓影響，評價為弱沖擊危險;回風道75～95m范圍，受斷層及區(qū)段小煤柱側壓影響，評價為中等沖擊危險;回風道135～160m范圍受外側此層區(qū)段三角煤柱影響評價為強沖擊危險。

工作面溜子道距切眼30～45m范圍受工作面見方及該層煤體側壓影響，評價為弱沖擊危險;溜子道75～95m、135～160m范圍，受此層煤體側壓影響，評價為弱沖擊危險。

3? 工作面沖擊地壓綜合防治

⑴ 工作面防沖優(yōu)化布置。

工作面所屬煤層為18#煤，經礦大等科研機構沖擊傾向性鑒定，結果為頂板弱沖擊，煤層弱沖擊;工作面回采前經防沖大隊進行危險性評價，結果為中等沖擊危險;工作面原設計停采線位置外錯與上區(qū)段采空區(qū)50m，回采期間將受到外側本層煤柱側壓影響，故將設計停采線向設計切眼方向移動50m，即與上區(qū)段切眼平齊，這樣有效的避免了因工作面停采線與上區(qū)段外錯導致的局部應力集中。

⑵ 工作面防沖工程設計。

① 煤體大孔徑鉆孔卸壓。

通過對煤體進行大孔徑鉆孔卸壓，改變了巷道深部煤體的力學性質，使得具有沖擊傾向的煤體內部出現(xiàn)破碎帶，釋放出彈性能量，降低了沖擊危險性，并避免了沖擊地壓的發(fā)生。

采用ZY-750D型液壓鉆機（功率18.5kW），鉆桿φ50mm，鉆頭直徑φ113mm，鉆桿長度0.76m，在回風道及溜子道強沖擊危險區(qū)域每1m布置一組，每組兩個進行大孔徑鉆孔卸壓，角度分別+5°、+8°;在中等沖擊危險區(qū)域每2m布置一組，每組兩個大孔徑卸壓鉆孔。施工完后為防止孔內有瓦斯?jié)B出，及時用黃泥或水泥灰封孔，封孔長度不小于1m。該工作面在掘進期間及回采期間不間斷進行循環(huán)施工，直至回采完成，鉆孔深度15～30m。截止到回采結束，共計施工大孔徑卸壓鉆孔400余個，累計鉆孔11000余m。

② 煤體注水鉆孔軟化卸壓。

鉆孔布置：利用兩巷施工的大孔徑鉆孔每10m執(zhí)行一對靜壓注水孔;溜子道注水孔角度為+17°，孔深約40m;回風道注水孔角度為+5°，孔深約30m。發(fā)現(xiàn)煤層出現(xiàn)滲水現(xiàn)象時，停止注水。工作面推進到距鉆孔15m時，停止該鉆孔注水工作。注水隊派專人負責，詳細做好注水時間，注水量及泵壓記錄。截止到回采結束共計施工注水鉆孔62個。

⑶ 工作面沖擊地壓監(jiān)測。

① SOS微震在線監(jiān)測系統(tǒng)。

南山煤礦在全礦范圍內布置一套SOS微震監(jiān)測系統(tǒng)，全面覆蓋礦區(qū)，并形成完整監(jiān)測體系，實現(xiàn)井上下數(shù)據(jù)同步。當該工作面附近出現(xiàn)異常震源數(shù)據(jù)時，由防沖大隊下達預警通知單，經礦領導審批后采區(qū)立即處理確保安全生產。

工作面自開采以來震源情況如下：工作面自2016年9月19日起回采至2017年5月24日回采結束共計發(fā)生震源193次，其中4次方以上震源59次。

位置主要集中在上區(qū)段三角煤柱區(qū)域附近，對工作面及上下兩巷影響不大，直至回采完成未出現(xiàn)明顯沖擊顯現(xiàn)。

② KJ743應力在線監(jiān)測系統(tǒng)。

南山煤礦KJ743地應力無線監(jiān)測系統(tǒng)在工作面形成后安裝探頭10套，并建立井上下局域網絡，實現(xiàn)井上下數(shù)據(jù)同步，對工作面進行24h監(jiān)測。KJ743應力在線監(jiān)測系統(tǒng)自2016年9月安設以來，最大應力值為5.6MPa，數(shù)據(jù)平穩(wěn)，未超過該面設置的預警值（10MPa）。

③ 煤粉率監(jiān)測。

在西一區(qū)18層四分段下塊工作面附近、劃分危險區(qū)域為綠色無沖擊危險區(qū)域內取標準值，確定標準值后，在工作面每回采15m或出現(xiàn)異常震源時，在工作面及上下兩巷距切眼15～20m處進行取值，所取值與標準值進行對比，當所取值小于標準值1.5倍時，且其他檢測系統(tǒng)無異常數(shù)據(jù)時，可正常進行回采作業(yè)，每次取值不得少于5個孔。截止到回采結束，所取煤粉率數(shù)值均在標準值1.5倍以下。

4? 結語

⑴該工作面采用微震與應力相結合的監(jiān)測手段，微震作為一種區(qū)域性的監(jiān)測方法，主要針對煤巖體破裂產生的動載影響進行監(jiān)測，與針對局部區(qū)域煤體集中靜載的監(jiān)測手段相配合，可以實現(xiàn)沖擊地壓的綜合監(jiān)測。

⑵控制回采速度，除采用大孔徑、注水鉆孔等卸壓措施外，該工作面采用了較慢的回采速度勻速推進（同時要滿足防火要求），這樣大大降低了能量微震事件的發(fā)生頻率，讓煤巖體內能量平緩釋放。

⑶支護質量要保證，在工作面回采期間，定期對巷道內的支護質量進行檢測，對危險區(qū)域或支護失效位置提前采取措施，有利于巷道的抗沖擊能力，降低沖擊地壓發(fā)生的危險。

沖擊地壓防治對于南山煤礦是一個重要工作，南山煤礦在進行沖擊地壓防治實踐的過程中，還應不斷健全和完善沖擊地壓防治的技術體系，通過不斷總結現(xiàn)場經驗、降低防治成本、提高防治水平，最終達到在保證安全的前提下產生較好的經濟效益的目的。

參考文獻

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