千米深井回采工作面防冲安全管理

王超+杜习成

摘要： 星村煤矿属深井开采，回采的3303工作面埋深为-1170～-1120m，深部冲击危险问题突出，为避免回采工作面发生冲击地压事故，通过研究回采工作面冲击地压发生机理，提出相应治理意见，保证回采工作面安全回采。工程实践表明，该技术得到成功应用，保证了工作面的安全回采。

Abstract： Deep Mining is applied at Xingcun Coal Mine. The depth of being mined 3303 working face is from -1170 meters to -1120 meters. The problem of preventing risk of rock burst is prominent. To avoid rock burst accidents happen at working face， relevant management advices are given to ensure the safe mining at working face through research on the occurrence mechanism of rock burst at working face. Engineering practice shows that this technology is successfully applied， and the safe mining at working face.

关键词： 千米深井；回采；防冲

Key words： deep well of one kilometer；stoping；scour prevention

中图分类号：TD355 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）11-0042-02

0 引言

星村煤矿位于曲阜市陵城镇境内，井田范围：东起峄山断层，西至曲阜井田的31勘探线，北以F40断层为界，南以滋阳断层与兴隆庄井田和东滩井田相邻，面积约32.6km2。星村煤矿自2003年建矿，2006年投产，同年10月达产，设计生产能力45万t/a，2009年核定生产能力90万t/a。

星村煤矿采用立井开拓，有主、副井和西风井3个井筒，副井进风兼辅助提升，主井回风兼箕斗提升，西风井为进风井，混合式通风。矿井主采3煤层，煤层埋藏在

-600～-1800m，目前开采在-1100m以上，属深井开采，煤层厚平均8.0m，现回采的3303工作面埋深为-1120～

-1170m，采用综采放顶煤回采工艺。

1 冲击地压安全管理

1.1 冲击地压

冲击地压是以突然、急剧、猛烈的形式释放煤岩体变性能，抛出煤岩体，造成支架损坏、片帮冒顶、巷道堵塞、伤及人员，并产生巨大的响声和岩体震动的现象[1]。冲击地压已成为岩石地下工程和岩石力学领域的世界性难题。为避免冲击地压事故的发生，3303工作面采取的主要防冲措施有：加强监测手段，采用锚网带+锚索+钢棚支护，采取多种卸压措施。

1.2 监测手段

3303工作面两顺槽每隔60m安装顶板离层仪，锚杆（索）液压枕测承载，并设专人进行巷道变形观测，观测数据由专人进行分析，对异常段进行加密布点，重点监督；回采工作面每个支架安装压力表，并有在线传输，实时观察支架压力情况和顶板管理情况；采用波兰SOS微震监测系统对井下各地点实施全天24小时监测[2]，对监测到的较大震动进行专项分析，分析内容包括震动时间、震源位置、震动能量、震动时的施工情况及对支护的破坏情况及震动发生的原因分析，根据分析结果制定专项卸压措施，报矿负责人及技术负责人批准后实施；在回采工作面两顺槽安装冲击地压在线监测预警系统，实时在线监测各通道压力情况，对监测到的异常区域进行分析，根据分析结果及时对相关区域下达卸压通知；现场进行钻屑法监测，每天进行一次，通过重量和体积两个指标判断冲击危险；使用电磁辐射法进行监测[3]，每天进行一次，根据监测结果对照临危指标判断冲击危险。通过上述监测手段，保证工作面进行24小时全覆盖监测，出现危险及时安排现场进行解危卸压。

1.3 支护形式

3303工作面两顺槽采用锚网带+锚索+钢棚的支护形式，顶板锚杆型号KMG500-22-2400，间排距800×800mm，帮部为同型号同间排距的锚杆布置方式，锚杆预紧力不低于280Nm，锚固力120kN，施工时使用扭矩放大器加大预紧力，顶板钢带为宽×厚=100×10mm的梯形钢带，帮部用厚5mm，长度为1400mm、2000mm的宽钢带，锚杆均打在钢带上。网子为8#菱形金属编织网，锚索型号SK18/8.0-1700Q，间排距1.6×1.6m，每排3根锚索，且必须保证锚入稳定岩层不小于1.5m，两帮各一根。施工时保证及时支护，通过锚网带组合拱加强围岩控制，同时用锚索形成大厚度的组合体，使支护进一步加强。当巷道变形量较大或揭露地质构造时，缩小锚杆、锚索间排距，减小空顶距，保证支护及时有效。在工作面进行回采前，在超前80m范围内的两顺槽进行架棚，架棚采用一梁三柱或一梁四柱，棚距1.0m，棚梁使用π型钢梁，上方使用道木接顶，道木至少使用两层，保证单体支柱有一定的弹性形变空间，避免单体支护被压弯。架棚随工作面回采进行前延。

1.4 卸压措施

3303工作面两顺槽在施工时，迎头及帮部采取大直径钻孔及煤层注水方式进行卸压，钻孔直径110mm，迎头钻孔深度为3.5倍巷高加循环进尺，保证3.5倍的卸压保护带，帮部钻孔深度为3.5倍巷高。在工作面进行回采前，对超前150m范围内采用卸压爆破+大直径钻孔的方式进行卸压，并对巷道帮部进行煤层注水软化煤体，爆破孔深度为13m，钻孔直径42mm，每孔使用6卷×270mm×400mm长×300g重的水胶炸药，外端使用内径30mm的PVC管装药。大直径卸压大孔深度20m，钻孔直径110mm，间距3m。根据回采情况，对超过2个月的范围进行二次卸压，卸压方式为大直径卸压大孔，二次卸压大孔与一次卸压大孔呈插花布置，间距仍为3m。

针对3303工作面老顶较坚硬，不易垮落的实际，对煤层顶板进行爆破预裂，防止坚硬顶板积聚大量弹性能而发生大面积冒顶或冲击地压事故，顶板爆破时保证至少5m的老顶不被破坏。

对于有底煤的巷道，采用大直径钻孔进行卸压，并对有底煤段进行重点监测，为避免底板型冲击地压事故的发生，必要时对底板进行爆破卸压，保证工作面的安全回采。

2 结论

3303工作面在合理有效的支护形式的保证下，在各项监测手段和卸压措施严格落实的前提下，在《山东省防止冲击地压暂行规定（试行）》、《星村煤矿防冲综合管理制度》、《星村煤矿冲击地压实施细则》的指导下，避免了冲击地压事故的发生，实现了3303工作面的安全回采。

冲击地压是世界性难题，星村煤矿面临着严重的冲击地压挑战，在坚持“安全第一，预防为主”的前提下，秉承“先卸后掘，不卸不掘；先卸后采，不卸不采”的原则，落实好各项防冲制度，不断钻研新的防冲技术，保证煤矿深井安全回采。

参考文献：

[1]钱鸣高，石平五，许家林.矿山压力与岩层控制[M].徐州：中国矿业大学出版社，2010.

[2]冀贞文，孙春江，姜福星.波兰煤矿冲击地压防治技术现状及分析[J].煤炭科学技术，2008，36（1）.

[3]窦林名，何学秋，王恩元，冲击矿压预测的电磁辐射技术及应用[J].煤炭学报，2004，29（4）.endprint