兴安煤矿四水平11层中部区三段冲击地压危险评估及治理

摘 要：煤矿动力灾害一直是岩体力学及矿山压力防治研究难点。冲击地压作为矿井中最严重的动力现象之一，从理论到防治都尚未完全解决。随着矿井开采深度的增加，发生冲击地压的矿井越来越多，强度也越来越大本文通过回采及结合矿生产实际，提出并制定了适合本矿开采条件的冲击地压危险预测方法，根据冲击倾向性鉴定结果结合在线监测系统，经过卸压治理及煤层注水从而建立了适合兴安煤矿冲击地压防治的安全开采体系。

关键词：冲击地压 卸压解危 安全回采

前言

在实际应用中，针对不同类型的冲击地压危险，应视情况采取不同的卸压措施，可以将爆破卸压方法与其它防冲方法联合运用并不断改进施工技术及参数，达到理想的防冲目的，为煤矿的安全生产，创造条件。本文根据冲击倾向性鉴定结果结合在线监测系统，经过卸压治理及煤层注水从而建立了适合兴安煤矿冲击地压防治的安全开采体系。

兴安煤四水平11层中部区三段西部自四水平11层中部区二段底板层机道起，东部至四水平11层中部区三段底板层设计机道为界；北部自设计三段底板层切眼起，南部至设计停采线为界。全区走向长约1070m，倾斜宽平均134.5m，倾斜面积143900m2，平面积131459m2。本区西部二段已采，东、南、北部均未开采，上覆7号煤层（北部）、9号煤层（南部）、下伏12、13号煤层未采。

1煤层冲击倾向性

1.1冲击地压危险评估

根据龙控发【2013】138号文规定，由于地质因素和开采因素对冲击地压的影响程度及冲击地压危险状态等级评定的指数Wt1和Wt2的具体表达式，根据这两个指数，确定出工作面周围冲击地压危险状态等级评定的综合指数Wt。综合评价确定兴安煤矿四水平11层中部区三段有中等冲击危险倾向性，如下表：

煤层冲击地压危险状态整体定性评估综合指数Wt表

1.2冲击危险区域划分

1、说明：由于四水平11层中部区三段为中等冲击危险，设计轨道沿空送巷，不留设煤柱。根据龙控发【2013】138号文规定，利用区域冲击地压危险程度分段定级影响因素及指数得知，影响因素主要是：1）断层影响；2）地质构造；3）多巷道交叉。

2、危险区域划分：1）距断层30米范围内；2）向斜轴前后50米内；3）多巷道交叉附近；4）一次见方或二次见方。通过上段回采可得知，回采工作面推进或掘进掘送至危险区域期间，压力值会有所升高，随时观察巷道变形情况，加强巷道支护。

2冲击地压治理方法

2.1监测监控

2.1.1微震监测

采用波兰SOS微震监测对四水平中部区进行区域监测，及时分析收集的数据，并根据趋势预测预报近期冲击地压发生的趋势及应力释放情况，及时预警通知。

2.1.2电磁辐射

回采期间每天安排专人使用KBD5对工作面机轨两巷进行电磁辐射监测，并将根据监测结果结合SOS微震监测数据进行综合数据分析。

2.1.3KJ743煤矿冲击地压无线监测

机上帮及轨道下帮每隔20米安装一组煤体压力传感器，监测超前煤体应力变化。防冲大队设专人24小时对数据进行监测，将采集数据结合微震数据、电磁辐射数据做综合分析预报。

2.1.4钻屑法

开采前先将11层煤鉆屑基数值取定，根据实际观察巷道变形情况对应力集中区域进行打钻取粉，取出钻粉值的1.5倍与基础数值进行对比，达到或超过基础数值，则认定该区域煤体应力增大，有发生冲击倾向，需及时进行卸压解危处理（煤体卸压爆破或施工煤体大孔径卸压）。

2.2卸压治理：

为了充分卸压防治冲击地压的发生，兴安煤矿在11号煤层做了大量的卸压工作，其中包括顶板倾斜卸压爆破孔、顶板走向断顶爆破卸压孔、煤层大孔径卸压措施、煤体注水措施。

2.2.1顶板走向断顶措施主要作用切断本段与上段的悬梁臂，避免顶板大面积来压。

具体方法是在机道及顶板巷内沿走向进行深孔爆破切顶，走向布置5米/个，进行深孔爆破切顶。

2.2.2顶板倾斜卸压爆破孔是为了缩小顶板来压步距，避免悬顶面积过大。

具体方法是在机道上帮沿倾向扇形布置深钻孔对顶板预裂爆破：每15米1组，进行深孔爆破切顶。在顶板巷上下帮沿倾向扇形布置深钻孔对顶板预裂爆破：每15米1组，进行深孔爆破切顶。机道及顶板巷倾斜卸压孔在平面位置一致。

2.2.3煤层大孔径卸压措施是为了释放煤体内高应力，将煤体所承受的应力降到安全值，保证生产的安全。

具体方法是在机道下帮沿煤层方向，眼距1.5m，孔径133mm。钻孔有压实现象在间隔处补孔。

2.2.4煤体注水措施可以软化煤体，增加煤体的可塑性，破坏煤层节理。

具体方法在轨道下帮、机道上帮施工煤体注水孔，10米一个，进行高压注水。

当工作面处于严重危险区域或监测到有冲击危险时，工作面停产，根据危险程度选择卸压措施，卸压后用钻粉率进行校正，无冲击危险方可恢复生产。

3冲击地压技术创新

3.1优化开采方案

根据上段回采实践，南部煤体较坚硬，回采前在机轨道布置钻孔，进行高压注水，软化煤体提高回采率。

3.2优化设计方案

本段在掘送前串轨道时采用沿空送巷布置，避免区段煤柱应力集中，发生冲击地压现象。

3.3优化卸压方案

本煤层停采线临近断层，煤层顶板倾斜爆破卸压每隔15米一组，距停采线150米范围加密至7.5米一组，卸压的加密使顶板垮落步距缩短，来压后顶板及时冒落，不产生大面积悬顶造成应力增加。

4落实防冲规定

开采期间，严格落实冲击地压各项管理规定，完善各项规章制度，其中个体防护方面全员配备防冲帽斗及防冲服；设备管理方面机轨道不存放闲置设备，设备及物料捆绑生根；安全生产期间机道执行无人值守行，轨道封闭管理，并严格执行正规循环、匀速推进等制度。

5结论

通过开采情况结合监测数据综合分析，采取有效的综合防治卸压手段，并及时调整技术方案，消除了冲击地压事故，防止冲击地压的发生，经过卸压治理工作面已安全开采出了800米，由于采取防沖措施得当，自开采以来没有发生冲击现象，实现了煤矿的安全生产，提高了生产效率，更好的保证了煤矿工人的人身安全，也为兴安煤矿治理冲击地压煤层打下良好的治理经验。

作者简介：

李明（1986.4-）男，2012年6月毕业于黑龙江科技学院通风与安全工程专业，本科学历，助理工程师，现在龙煤鹤岗矿业公司兴安煤矿防冲大队从事技术工作。