T2292孤岛工作面防治冲击地压综合技术

2015-12-22陈琪仁开滦集团唐山矿业分公司河北唐山063000

中国新技术新产品 2015年12期

关键词：板边溜子风道

陈琪仁（开滦集团唐山矿业分公司，河北　唐山　063000）

陈琪仁
（开滦集团唐山矿业分公司，河北唐山063000）

冲击地压严重威胁井下安全生产，是煤矿井下开采过程中严重的灾害之一。本文在唐山煤业公司T2292工作面地质开采环境特征的基础上，探讨了冲击地压形成的内外因和内在斑裂产生的机理，并据此提出了相应的切合实际的防治措施。

冲击地压；预防；措施；综合防治

一、工作面概况

T2292工作面东邻T2293采空区，西邻T2291采空区，南至T2290边眼，北邻T2194、T2195采空区，上方T1351、T1351上、T2254等采空区。T2292工作面倾斜长154m。工作面平均倾角8°，工作面共安装ZF6200-16/32型液压支架95组，ZF6200-16/32型排头过渡支架6组，工作面前部安装MG-730型采煤机一台、SGZ-730/400型刮板输送机一套，后部安装SGZ-960/800型刮板输送机一套，工作面第21组支架位置存在F1逆断层，落差2.5m，第94组支架位置揭露一逆断层，落差2.5m。

1 冲击地压发生的条件

冲击地压形成和发生的条件是很复杂的，作为一种矿山岩体破坏现象，有其特殊的宏观和微观特征。首先是煤岩体中应力超过其极限强度，以煤岩破坏为先导；其次是煤层和围岩在集中应力作用下，吸收能量积聚应变能；另一个是“诱发”因素导致其突变破坏，瞬间释放应变能。冲击地压发生必须具备如下条件：①煤层具有冲击倾向性。研究表明，9煤层冲击地压的特殊显现性，在正常的生产过程中，冲击地压基本无显现，在老顶大面积来压时，煤层中的原岩应力状态发生改变，导致临近工作面顺槽巷发生强烈的冲击地压的原因之一。 ②回采工作面附近存在较大的能量集中。冲击地压发生在回采工作面前方15m～50m的支承压力区，煤层积聚巨大弹性应变能，当其超过煤层的迹象强度时，便产生冲击地压。当走向支承压力与倾向支承压力叠加时，产生的冲击地压更为强烈和频繁。T2292工作面地质构造复杂，断层多，开采深度及强度大，区域内构造应力大，煤岩体能量集中，这是该工作面发生冲击地压的内因。 ③采掘顺序及开采方法。开采过程中不可避免地留有煤柱，在采掘中形成支承压力的叠加。另外，过多的留有煤柱和在高应力集中区煤柱内，冲击地压较为强烈。④工作面推进速度的影响。回采工作面推采过大后，工作面煤体集中应力得不到及时释放，容易造成应力集中，因此工作面推采速度也是影响冲击地压发生的因素之一。

2 冲击地压的防治措施

2.1预测。冲击地压是能够预测的。其预测方法如下所述：①钻屑法。钻屑法，是通过在煤体中钻一小直径钻孔，根据钻孔时排出的煤粉量及其变化规律和有关动力现象，达到一系列探测目的施工方法。②围岩收敛的监测。采用十字布点法在T2292工作面风道、溜子道两巷超前50m ～100m范围内设置巷道变形观测站，每周不少于二次进行观测，以及时掌握巷道在回采的采动影响下产生变形情况，做好巷道超前的监控工作；在T2292风道、溜子道两巷道中距5s采空区50m、100m、150m处采用同样方法设置巷道变形观测站，即溜子道距T2290板边眼500m、550m、600m，风道距T2290板边眼610m、660m、710m各设一组测站每周至少观测一次，当巷道变形达到10mm/d时，矿压组要进行日观测。③支架载荷的监测。在T2292工作面支架上共安装9组压力自计仪，分别安装在10组、20组、30组、40组、50组、60组、70组、80组、90组支架上（每组包括前柱、后柱），每周安排人员使用采集器取一次数据，上井后提出、并加以整理分析，如发现数据过大或超限时，及时汇报上级领导，并与生产单位取得联系，做好回采工作面采场控顶的监护工作。④电磁辐射仪的监测。T2292工作面回采期间，采用中国矿业大学研制的KBD5电磁辐射仪对T2292回采工作面风道、溜子道两巷超前设点进行监测（风道、溜子道各5批，每批间隔为20m），对其数据进行提取整理分析当电磁辐射仪强度值达到85、脉冲数达到8300或辐射值有连续递增现象时，要及时向上级领导及有关部门汇报，并安排人员对压力显现较大部位进行钻屑取粉工作。⑤钻孔应力计。T2292工作面开采时，矿压组要在T2292工作面风道、溜子道两巷溜子道距T2290板边眼450m～600m，风道距T2290板边眼560m～710m范围内，按设好钻孔应力计，钻孔应力计间距50m～100m，施工单位要进行班观测，井上要有详细的记录，当钻孔应力计的数据达到6mp时要要及时赶赴现场进行矿压观测工作。

二、冲击地压的综合防治

实践表明，仅凭一种措施预防冲击地压是不可能的，只有采取综合防治的方法，才能有效的减少和消除冲击地压对工作面的威胁。

1 煤层注水

注水范围：溜子道、辅助风道距T2290板边眼450m～860m范围，注水孔间距6m、孔深8m；方向：水平方向垂直煤壁、上下方向可根据现场煤层倾角实际情况进行调整，但最大角度不得超过10度，注水孔要打在T2292工作面采面一侧。封孔设计及注水施工要求方式：①封孔施工参数：②注水量：根据施工现场条件计算，每个孔的注水量应不小于80m3，具体注水量应根据现场情况进行调整。注水设备及器材：注水泵、管路、封孔器。

施工要求：（1）注水时，应时刻注意煤壁充水情况。如有煤壁挂汗等显示煤壁注水充盈等迹象，应立即倒换注水孔。（2）封孔时，应保证封孔质量，确保封孔后严密不漏水。

2 预防冲击地压放松动炮卸压法

为了降低冲击地压的危害性，煤矿开采通常采用放松动炮对煤体进行卸压，放松动炮炮眼一般布置及装药量如下：炮眼布置于风道、溜子道上、下帮，垂直煤壁布置，炮眼与水平夹角为8°～10°，距底1.5m，沿走向孔间距为10m，炮眼深度为6m～8m。每次打三个眼，一次起爆，使用煤矿许用炸药，每眼装药量600g～900g，水炮泥封泥长度不小于1m，其余用黄泥封实。