基于应力在线监测的回采工作面冲击地压危险性分析

包鑫阳 马烽 韩大永

摘 要：为有效防治工作面冲击地压灾害，采用应力在线监测手段对红阳三矿1204-2回采工作面进行监测，结果表明，红阳三矿1204-2工作面发生冲击地压的危险性不大，可以进行安全开采；也说明应力在线实时监测可以作为一种达到有效防冲目的的手段，现场应用性能良好。

关键词：应力在线；冲击地压；危险性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.11.063

冲击地压是复杂的矿井动力灾害[1-2]，沈阳焦煤股份有限公司红阳三矿是典型的冲击地压矿井，其开采深度达到1000m以上，开采中工作面冲击显现强烈，为此，该矿井安装了应力在线系统，监测工作面开采过程中的实时应力数据，据此推演和判断其发生冲击地压的可能性，以期为该矿井工作面采掘过程中的冲击地压防治提供借鉴。

1 1204-2工作面应力在线布置

对1204-2工作面进行了应力在线布置，如图1所示。具体方式为：1）回风顺槽共布置两段，第一段自工作面前方20m开始，沿回风顺槽上帮布置测点组，第二段在距回风顺槽出口520m～560m段沿两帮布置测点组。每个测点组布置两个测点，即一个浅孔，一个深孔，孔深分别为8m和14m，组内测点间距约1.5m，第一段相邻两测点组间距约20m，共计布置10组，第二段相邻两测点距如图1所示，共布置6组；2）运顺顺槽也布置两段：第一段，沿两帮布置，下帮自工作面前方20m、上帮自工作面前方40m分别开始布置测点组；第二段，在距运输顺槽出口400m～500m段沿顺槽两帮布置测点组。每个测点组布置两个测点，即一个浅孔，一个深孔，孔深分别为8m和14m，组内测点间距约1.5m。上帮自工作面前200m测点间距约20m，以外40m；下帮测点间距约40m。

2 基于应力在线数据的冲击危险性分析

自1204-2工作面生产以来，工作面两顺共布置应力在线测点约40组，监测数据量大，因此结合回采和测点组布置情况，选取部分测点组进行分析。其中回风顺槽选择2#、3#、7#、8#、14#、16#测点组；运输顺槽下帮选择2#、3#、7#、8#、12#测点组，上帮（区段煤柱侧）选择1#、4#、8#测点组，基本覆盖工作面两顺已回采地段和当前工作面超前影响范围。测点组具体位置如表1所示。

选取2018年1月1日～3月22日的监测数据进行分析，测点监测数据曲线图如图2所示。由于数据量巨大，这里仅拿出部分数据进行展示说明。亦由于安装和其它一些因素，回风顺槽2#、8-1#、7-1#、16-1#测点出现负值或波动较大，数据失真，在此不做分析。

图2给出了工作面回采超前影响范围内应力测点随采动影响的变化，反映了工作面前方煤体应力的变化趋势。例如，回风顺槽7#、14-1#测点和运输顺槽7-1#、8#、12#、4-1#煤柱、8#煤柱测点在工作面推到一定距離时均发生变化，很好的反映了工作面回采的超前影响范围；7-2#测点由于人工补压产生较大波动，但在补压后波动较小；除上述测点外，其余各测点基本无大的波动。总的来说，各个测点应力监测值变化较小，且不超过预警指标，主要原因是监测区域内实施

了大直径钻孔卸压，煤体应力集中程度低，冲击危险程度低。

为了准确掌握工作面回采超前影响范围，现对受采动影响显现明显的测点进行分析，选择回风顺槽14-1#测点和运顺顺槽8-1#测点（8#测点组的两个测点是同步变化，因此选取一个进行分析）作为分析对象，各测点监测值与推进距离的关系如图3所示。

由图3可知，14-1#测点和8-1#测点应力值在初始阶段均降低，并达到一定程度后趋于稳定。当工作面推进到距14-1#测点93m和距8-1#测点70m处，两测点监测数值开始升高，且升高幅度不大，但能反映超前影响范围。因此，根据应力在线数据分析，建议在工作面回采期间，工作面前方100m（考虑一定的富余量）范围内煤体作为关键区域，应特别加强工作面前100m范围内的冲击监测预警及防冲措施，保证工作面安全开采。

3 结论

采用微震监测手段，对红阳三矿1204-2工作面回采期间的实时应力进行了分析，总体认为本工作面发生冲击地压的危险性和微震程度都不大，可以进行安全开采。也说明应力在线监测手段可以对冲击地压的防治工作提供一定的参考和借鉴。

参考文献：

[1]窦林名，何学秋.冲击地压防治理论与技术[M].徐州：中国矿业大学出版社，2001.

[2]潘一山.煤矿冲击地压[M].北京：科学出版社，2018.

作者简介：包鑫阳（1987-），男，辽宁沈阳人，硕士研究生，两防办主任，研究方向：矿山压力与矿井动力灾害防治相关研究。