浅谈冲击地压对孟村矿井的危害及其防护措施

第伟伟

摘 要：冲击地压事故已经成为矿井生产的主要灾害，严重威胁矿井的安全生产，近年来，随着孟村矿井基建期间地质条件日益复杂，冲击地压对矿井安全生产的危害日趋加重。为切实做好冲击地压的防治工作，预防、杜绝或减少冲击地压事故，确保矿井安全生产，矿井高度重视冲击地压防治工作，实施了多种有效的防治措施，取得了较好的效果，保证了矿井的安全生产。

关键词：冲击地压；微震监测法；大孔径卸压

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.091

1 井田及矿井概况

彬长矿区总面积800km2，总资源量为8978.83Mt。该区煤层埋藏较深，上世纪70年代末在矿区东南浅部的水帘沟，有水帘、火石嘴、阴山、虎神沟等乡镇煤矿开始建设并投产。这些乡镇煤矿规模小，采用高落式采煤法生产。到上世纪90年代，本矿区第一个经过正规设计、正规开采的下沟矿井开工建设，1997年建成投产。进入21世纪，本矿区亭南矿井、大佛寺矿井、蒋家河矿井、胡家河矿井、小庄矿井和孟村矿井相继开始建设。

孟村井田位于彬长矿区中西部，东以西—平铁路及福银高速（G70）煤柱为界；南以亭南井田及无煤区为界；西与杨家坪井田相邻；北以高家堡井田及无煤区为界。根据陕西省国土资源厅《关于划定陕西省黄陇侏罗纪煤田彬长矿区孟村煤矿矿区范围的批复》文件，孟村井田由18个拐点圈定而成，东西长10.6km，南北宽8.3km，井田面积约63.6km2，行政区划属陕西省咸阳市长武县管辖。

4号煤层为本井田基本全区可采的厚～巨厚煤层，埋深390～620m，厚度3.70～26.02m，平均16.13m。层厚度总体东北部区域煤层较厚，由中东部向南、向西逐渐变薄，变化规律明显。井田可采储量601.44Mt，矿井按6.00Mt/a的规模计算经计算，矿井服务年限为71.6年。

2 简析冲击地压及其对孟村矿井的危害

冲击地压是矿山井巷和采场周围煤岩体在受外界扰动失稳时，由于弹性变形能的瞬时释放而产生突然剧烈震动破坏的动力现象。发生在煤矿开采中的冲击地压一般都是因为在掘进或采煤过程中，围岩强度适应不了集中的过高应力而突发的失稳破坏，它会对开挖的工作面造成严重的破坏，还会对设备造成一定程度的损坏，甚至会造成严重的人员伤亡，对矿井开采工作造成难以估量的损伤。

孟村矿井基建期间动力显现日益强烈，安全隐患加大，动力显现频次、强度日益增大，顶板多次抽冒，威胁工人人身安全。煤壁片帮严重，巷道成型差，支护施工困难，掘进进尺难以保证。

2014年7月19日凌晨5时，401101工作面措施巷剧烈动力显现，140m巷道顶板瞬间整体下沉200-300mm，造成3处冒顶，停产近1个月；2015年8月31日零点班4点30分，中央一号辅助运输大巷出现了剧烈的冲击地压显现，导致该巷道1450m至迎头段（共计35m）右帮整体向巷道中部位移400mm-600mm，巷道变形严重，两处金属网连接处出现破裂，木托盘压裂，帮部物料被打翻在地，给矿井的基本建设带来了极大影响。

3 孟村矿对冲击地压的防治措施

冲击地压事故已经成为矿井生产的主要灾害，严重威胁矿井的安全生产，为切实做好冲击地压的防治工作，预防、杜绝或减少冲击地压事故，确保矿井安全生产，孟村矿高度重视冲击地压防治工作，采取了多种有效的防治措施，取得了较好的效果，保证了矿井的安全建设。

3.1 掘进头大孔径卸压

3.1.1 迎头大直径钻孔卸压

（1）卸压参数（表1）

（2）施工方式。掘进迎头布置3个钻孔，三花眼布置，钻孔长度80m，超前距小于10m时再重新打卸压钻孔，始终保证掘进迎头前方10m处于卸压范围。

3.1.2 帮部大直径钻孔卸压

（1）卸压参数（表2）

（2）施工方式.左帮卸压孔垂直于巷帮三花眼布置，钻孔直径113mm，孔间距1.4m，钻孔长度13m，封孔长度3m，滞后迎头不得超过50m；右帮卸压孔与瓦斯抽放孔交错布置，钻孔直径113mm，孔间距2.5m，钻孔长度13m，封孔长度3m，滞后迎头不得超过50m。如图1所示。

（3）底板大直径钻孔卸压。1）卸压参数.底板大直径钻孔卸压参数见表3所示。

2）施工方式。在底板施工大直径钻孔卸压，向迎头方向倾角60°，钻孔直径113mm，孔间距1.4m，封孔长度3m，根据底煤实际情况，钻孔施工至距煤层底板1m位置，卸压孔距工作面迎头滞后不得超过50m。

3.2 微震检测法

通过微震检测法对各掘进头巷道压力进行在线监测，发现异常及时采取措施。微震检测法确定掘进工作面冲击地压危险状况主要根据矿震能量等级，指标包括：①震动能量的最大值Emax和大多数的震动能量值；②一定掘进进度释放的微震能量总和（∑E）。

冲击地压危险状况：1.一般：102～105J，最大Emax>5×105J；2. ∑E>5×105J/每5m进度。

中等冲击地压危险状况：1.一般：102～105J，最大Emax<5×105J；2. ∑E<5×105J/每5m进度。

弱冲击地压危险状况：1.一般：102～104J，最大Emax<5×104J；2. ∑E<5×104J/每5m进度。

无冲击地压危险状况：1.一般：102～103J，最大Emax<5×103J；2. ∑E<5×103J/每5m进度。

孟村矿通过钻屑法对各巷道卸压措施进行验证，钻屑法确定掘进工作面冲击地压危险状况主要根据煤粉超临界指标率，煤粉超临界指标率的计算公式为：煤粉超临界指标率=（实测粉煤量—煤粉量临界值）/煤粉量临界值

注：煤粉量临界值（标准值）取值方法：采用钻机配?42mm钻头、?40mm螺旋钻杆打孔取煤粉，钻孔2-6m段，煤粉量临界值=实测煤粉量×1.5；钻孔7-10m段，煤粉量临界值=实测煤粉量×2，单位kg/m。

3.2.1 钻孔基本参数

（1）钻孔距巷道底板1—1.5m，垂直于巷帮（或迎头煤壁）布置；

（2）掘进工作面迎头布置2孔，间距1.5m；

（3）钻孔孔深为10m，一般布置3个，且避开采动影响区或其它应力集中区；

（4）详细记录检测时间、地点及每米的煤粉量；

（5）标准煤粉量的标定方法：在盘区围岩压力相对小的地方，分别布置10个钻孔，取10个钻孔每米煤粉量的平均值。

3.2.2 冲击地压危险状况判定

（1）冲击地压危险状况：煤粉超临界指标率>50%。

（2）中等冲击地压危险状况：煤粉超临界指标率在25%～0%之间。

（3）弱冲击地压危险状况：煤粉超临界指标率在0～25%之间。

（4）无冲击地压危险状况：煤粉超临界指标率<0。

3.3 个体防护法

冲击地压危险区域内掘进的巷道迎头向外150m处应设置安全警戒，由专人负责警戒，进出人员必须进行登记、销号。进入警戒线内的人员，均按规定穿戴防冲服和钢盔等个体防护用品。

4 结束语

冲击地压对矿井建设的影响严重威胁着矿井开采的安全性，但这一问题不是不可攻克的，采取多种措施，或是借助先进开采技术，都可消除这一问题对矿井建设的影响，从而促进矿井基本建设安全运行。

参考文献：

[1]陶勇.冲击地压致灾因素及防控技术研究与探讨[J].山东煤炭科技，2012（06）.

[2]吴敏，马玲玲.浅谈煤矿冲击地压的机理及防治措施[J].理论研究，2012（11）.