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深部采場沖擊地壓監測與解危安全技術應用

文檔作者：劉來軍文檔來源：海力財富集團有限公司		點擊數：	更新時間： 2022年11月28日
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總第198期
doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2016．02．010
深部采場沖擊地壓監測與解危安全技術應用
劉來軍
(海力財富集團有限公司，山東寧陽 271400)
摘要：礦井采用合理的開拓布置和開采方式，對防治深井沖擊地壓至關重要。國內外煤礦實踐表明，不
合理的開采技術條件是造成礦井沖擊地壓的主要因素。某礦1309綜采面布置已經形成，從開采設計角度
防治沖擊地壓難有新的效果；根據煤層沖擊傾向性鑒定結果，結合1309綜采面的具體地質及開采技術條
件，對工作面沖擊危險陛進行了分析評價，從沖擊地壓監測方法、各類解危措施等方面進行了應用；通過采
取一系列措施確保了礦井安全生產，為礦井后續開采奠定了基礎指明了方向．對類似礦井有較好的借鑒價
值。
關鍵詞：深部采場；沖擊地壓；監測；解危
中圖分類號：TD324 文獻標識碼：B 文章編號：1005—2798(2016)02—0029—03
開采設計防范沖擊地壓一般屬于區域性的防范
措施，按照圍巖應力分布基本規律，進行科學合理的
開采設計，從控制圍巖應力集中程度入手，盡量避免
產生大量的彈性能積聚地點。消除產生沖擊地壓的
根源，才能減少沖擊地壓危害程度；某礦東翼采區工
作面布置已經形成。從開采設計角度難有新的效果。
只能采取解危措施來治理沖擊地壓。為此，根據煤
層沖擊傾向性鑒定結果。結合該礦1309綜采面的具
體地質及開采技術條件。對工作面沖擊危險性進行
了分析評價。從沖擊地壓監測方法、各類解危措施等
方面進行了應用；通過采取一系列措施確保了礦井
安全生產
1 1309工作面概況及危險區域劃分
1．1 1309工作面概況
1309綜采工作面位于某礦井東翼采區的北翼，
1309綜采工作面走向長度約2 100 m，傾斜長
200 m，3下煤以亮煤為主，煤層平均厚度2．7 m，傾
角8～23。，平均13。：根據1307下巷實際揭露的斷
層性質，分析對本工作面有影響的斷層共有16條，
其中影響大的有3條。影響中的有2條．影響小的有
11條，全部是正斷層，與實際揭露基本相符。
1．2 1309工作面沖擊地壓危險區域劃分
根據工作面沖擊地壓危險性的多因素耦合評價
及《1309工作面沖擊傾向性評價及防治技術》、
(2014年度沖擊地壓安全評價》，1309工作面沖擊
地壓危險區域劃分為：一般危險區域13個、中等危
險區域7個
1) 當工作面推進40～55 ITI，老頂初次來壓期
間，頂板覆巖對工作面前方煤體形成超前支承壓力
影響區，同時該區域受FⅢ 斷層(落差30 In)、
F ∞ 斷層(落差0．6 111)和1307工作面采空區影
響，工作面在該區域推進時形成沖擊地壓一般危險
區域。
2) 當工作面推進90 140 m左右單工作面見
方，工作面推進到260 320 m工作面雙見方時，工
作面上方的堅硬巖層將發生斷裂，該巖層斷裂對工
作面的動壓影響較大．極易誘發沖擊地壓，形成沖擊
地壓中等危險區域。
3) 當1309工作面推采至聯絡巷附近時產生
應力疊加，產生沖擊地壓一般危險區域。
4) 當工作面推采至褶曲軸部時很容易發生
沖擊地壓，因此形成沖擊地壓一般危險區域。
5) 當工作面推進到F㈣ 斷層(落差3～
5 m)、F 塒 斷層(落差7 m)、F 一"斷層(落差
8．5 m)附近區域20 30 m范圍時．斷層兩側本身
的殘余構造應力與工作面超前支承壓力會產生疊
加，使斷層附近的支承壓力相應增高。形成沖擊地壓
中等危險區域。
6) 當工作面推進到F鯽 斷層組、F ，町 斷
層組、F1309-20斷層組、F。，∞加斷層組，附近區域20—
30 m范圍時，斷層兩側本身的殘余構造應力與工作
面超前支承壓力疊加，使斷層附近的支承壓力增高，
形成沖擊地壓一般危險區域。
1309工作面沖擊地壓危險局部區域劃分示意
見圖1
收稿日期：2015-07-28
作者簡介：劉來軍(1971一)，男，山東寧陽人，高級工程師，注冊安全工程師，從事技術工作。
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2016年2月 劉來軍：深部采場沖擊地壓監測與解危安全技術應用 第25卷第2期
2．3．1 防沖卸壓孔的設計參數
1) 防沖卸壓鉆孔的位置：① 當鉆孔布置在上
巷下幫時。鉆孔俯角沿煤層傾斜方向向下布置．孔口
距底板1．0 1．5 m；② 當鉆孔布置在下巷上幫時，
鉆孔仰角沿煤層傾斜方向向上布置，孔口距底板
1．0 ～1．5 m 。
2) 防沖卸壓孔深：≥15 m。
3) 防沖卸壓孔徑：150 mm。
4) 卸壓孔間距：1309工作面一般沖擊地壓危
險區域卸壓孔間距5 I11，中度沖擊地壓危險區域卸
壓孔間距3 1TI．嚴重沖擊地壓危險區域卸壓孔間距
2 1TIo
5) 防沖卸壓孔設計施工個數：①1309工作面
上巷設計長度2 060 m，預計需施工卸壓孔約687
個：②1309工作面下巷設計長度約2 100 m，預計需
施工卸壓孔約700個。
6) 防沖卸壓鉆孔角度：鉆孔的角度確定，原
則上與煤層傾角保持一致，使鉆孔始終保持在煤層
內(見圖5)。
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圖5 大直徑卸壓鉆孔傾向剖面示意
2．3．2 卸壓孔施工
1) 鉆機采用ZQJ一300／6型礦用防沖鉆機，
鉆桿采用1 m／根 D89 mm麻花鉆桿配D150 mill鉆
頭及其附屬設備。
2) 卸壓孔為干打眼，操作前，在施工巷道下
風口布置一道全斷面噴霧。
2．4 煤層超前注水防沖
2．4．1 煤層注水防治沖擊地壓的原理
煤層注水是通過鉆孔注水軟化濕潤煤體，降低
煤塵．還能改變煤體結構和物理力學性質，從而改變
煤層開采過程中能量釋放的均勻性、瞬間性和穩定
性以達到防治沖擊地壓的目的。
2．4．2 煤體注水方式及注水孔設計
1) 煤層注水鉆孔位置：在1309上巷平行于工
作面布置，對1309工作面煤層進行超前注水。
2) 孔距：設計孔距為15 nl。
3) 孑L深：深度為不小于工作面長度的2／3。
根據現場實際情況，1309工作面里段面長105 m、中
段面長148 m、外段面長187 m，故各段孔深分別是
70 1TI、99 flit、125 m。
4) 孔徑：終孑L直徑54 mm。
5) 鉆孔角度：鉆孔的角度確定，原則上與煤
層傾角保持一致。使鉆孔始終保持在煤層內，考慮到
鉆桿的下沉，開口位置選在煤層中上部，即距底板
1．0—1．5 m處。
6) 注水時間：，提前注水時間不少于1個月，
超前注水距離工作面不少于60 m。
7) 每孔注水量：每孔注水量按公式p=K·T
· W／q=K·L·5·M · ·W／q計算。
8 )注水壓力：6—12 MPa。
2．5 安全及個體防護一般措施
1) 建立專門的礦壓監測機構，建立健全沖擊
地壓崗位責任制及管理制度，制定相關技術管理規
定。
2) 培訓技術人員，裝備先進儀器裝備；加強
對沖擊地壓的研究，提高防范能力。
3) 所有人員不得在沖擊地壓危險區域的巷
道底板或物料上休息，所有人員不得在下列地點逗
留：①巷道高度不夠1．8 ITI范圍；②人行道安全間隙
不夠0．8 m處：③錨桿失錨或其它支護薄弱地點；④
安設錨索的正下方；⑤井下設備或物料附近；⑥距工
作面150 m的范圍內等。
4) 監測到有沖擊危險時，要立即通知現場人
員撤離危險區，并及時匯報調度室及有關領導，并安
排針對性的卸壓工作。
5) 打卸壓孔和煤層注水孔時只允許在低應
力區開始施工，且要由低應力區逐步向中應力區鉆
進。
3 結語
在該礦1309綜采工作面布置已經形成，從開采
設計角度防治沖擊地壓難有新的效果的情況下。根
據煤層沖擊傾向性鑒定結果，結合1309綜采面的具
體地質及開采技術條件。對工作面沖擊危險性進行
了分析劃分：沖擊地壓監測采用了以鉆屑法為主，同
時采用工作面礦壓監測、電磁輻射儀監測相結合的
方法．解危措施主要采取了注水卸壓的方法等解危
措施：通過采取一系列有效措施，積累了采面防治沖
擊地壓實際操作技術數據，保障了礦井安全生產。
[責任編輯：王偉瑾]
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