新巨龙煤矿深井冲击地压防治措施与方法

范士福

（山东新巨龙能源有限责任公司 ，山东 菏泽 274918）

0 引 言

新巨龙煤矿位于山东省巨野县龙固镇，现开采3层煤，地面标高为＋43.91，井下标高为-830.8～-797.5m，为形成2305N采煤工作面生产系统，掘进2305N下平巷。2305N下平巷北段位于-810水平二采区北翼，巷道标高-830.8～-797.5m，平均埋深在857.15m，巷道埋深较大；2305N下平巷北段位于2304N下平巷以东，-980延深辅二下山以北，西为2304N下平巷，北为2305N工作面。该巷道布置在3煤中，3煤厚9.27m，岩性为炭质泥岩，3煤层属稳定煤层，结构简单。煤层走向为343°-18°，倾向为73°-108°，倾角1-8°。经3煤煤岩样鉴定，3煤及顶板岩层具有冲击倾向性；本施工巷道分为2个高度危险区、2个一般危险区。

1 掘进施工防冲安全措施

为防止掘进过程中发生冲击地压，对掘进迎头短壁煤层注水，弱化煤体强度。注水孔设计：迎头全煤时，在掘进迎头均匀布置6个钻孔，第一排自顶板以下1m，左帮1m开始布置，间距1m，第二排孔与第一排孔排距1m进行布置，平行巷道走向，钻孔深度不小于1.2m。封孔方法：采用6个短壁封孔注水器封孔。钻孔工序：每个循环支设完迎头临时支护后，打煤层注水孔与永久支护平行作业，成孔后即刻接通注水管进行注水，注水时间不得低于30min，若采用小循环施工，一次注水切割两个循环。注水管必须是专用的管路，只能在分水器上接出，不得与其他用水管路混用。采用防尘管路补水，保持注水煤体湿润不失水，保证注水效果。

2 监测预报措施

2.1 动压信息收集

三班各配备1名兼职信息记录员，填写动压显现记录表，及时准确详细记录迎头动压显现，对事件发生的时间、区域、强度、次数、巷道支护破坏情况，巷道围岩变化情况等生产工序进行记录与描述，经现场班长、安监员签字后每班上井后交至防冲监控中心，由监控中心人员进行分析，夜班需在5：30分前向防冲监控中心（88701、88712）汇报。出现大能量微震事件(强烈震顶)，断锚杆、断锚索，瞬时帮突底鼓等强烈矿压显现，要即时汇报冲击地压监控中心（88701、88712）。

2.2 矿压观测

1）顶板离层观测。离层仪间距不大于60m，安设时距离迎头不大于15m，断层前后15m范围内各安设1个离层仪，在巷道拐点、三岔门处均需安设离层仪。施工接近断层动压显现强烈时，加密安设顶板离层仪，离层仪初设读数应在10～20mm之间。

2）表面位移观测。巷道每隔60m设一组表面位移测站，安设距迎头不大于5m，与离层仪测站间隔30m错位布置，配合顶板离层仪设点观测，采用十字测量法观测。表面位移各基点要安设在同一断面，基点锚杆垂直于巷道帮部和顶板，锚杆外露不大于50mm并涂红漆，扎带标记，严禁挪做他用。

三岔口表面位移设置：位于三岔门各巷道出口2m处分别设置一个表面位移观测站，并在三岔门中央设置顶底板移近量观测站一组。所有离层指示仪、表面位移测站必须挂牌板管理，现场建立观测台账，牌板必须在人行道侧巷帮吊挂平直一条线。每天防尘时，对离层仪表面进行冲刷，确保其清洁，便于读数。离层指示仪读数时，要统一读取刻度环内测数值。迎头50m范围内离层指示仪、表面位移测站必须由技术员每天观测，并将观测记录填写至牌板。迎头50m以外测站观测频率为每周一次。所有离层指示仪、表面位移测站损坏、被遮挡无法观测时，需及时进行补打，观测数据时将原变量进行累加。

2.3 煤粉监测

使用风煤钻或腾马FLV型手持式气动钻机或ZQSJ-140/4.3手持式卸压钻机（配专用钻套）、配φ42mm专用煤粉监测钻头2个、φ40mm套节麻花钻杆25根、弹簧秤（10kg）2个及孔深量具（20m长）进行施工。发现煤粉监测异常时，需卸压施工，施工完毕后，再次进行煤粉检校，检测合格后，恢复生产。

1）每天检修班对掘进工作面施工6个煤粉监测孔，其中迎头2个，孔间距1.0m，迎头后两帮10 m范围内施工2个，孔间距5m，距原煤粉监测孔不得小于1m。每周一检修班，对迎头后两帮20m～50m增加8个煤粉监测孔，间距10m（距原煤粉监测孔不得小于1m）。

2）煤粉监测孔φ42mm、孔深15m。煤粉孔垂直于煤壁布置，且平行于煤层平面。孔口距煤层底板1.5m，允许范围±0.3m。遇夹矸等现场条件影响适当调节孔口高度。现场钻孔施工角度不当遇岩石必须重新施工，并做好详细记录。

3）煤粉监测过程中详细记录煤粉量、动力效应等。煤粉监测记录表必须现场填写齐全、监测及班组长、安监人员签字。监测工作量必须填写在现场防冲记录本上并必须挂牌管理。当检测实际煤粉量达到或超过极限（危险）煤粉量；颗粒直径大于3mm煤粉含量超过每米实际煤粉量30%；检测过程中出现孔内冲击、卡钻、煤炮等强烈动力效应，确定煤体存在冲击危险，立即采取卸压解危措施。并以该监测孔为基点向两侧施工监测孔，间距不得大于5m，监测孔施工数量直至煤粉指标正常，确定高应力集中区和卸压解施工范围。

4）煤粉监测指标超限或动力效应强烈时，对高应力煤体施工大直径卸压钻孔。卸压钻施工后，必须进行煤粉检校，确认冲击危险解除后方可生产。

5）三煤煤粉量参考指标及动力效应：监测孔深度第1～3m时，极限煤粉量为2.7kg；监测孔深度第4～5m时，极限煤粉量为3.2kg；监测孔深度第6～10m时，极限煤粉量为6.3kg；监测孔深度第11m时，极限煤粉量为7.7kg；监测孔深度第12～15m时，极限煤粉量为9.2kg；

6）煤粉监测施工过程中，现场遇煤体潮湿或出水等特殊条件，采用φ42mm小直径钻孔无法正常钻进至设计孔深时，改用电磁辐射监测或采用ZQSJ-140手持式卸压钻机，配φ76mm专用麻花钻杆及φ89mm钻头继续施工监测孔，直到施工至设计孔深。使用电磁辐射监测时每3天监测一次，同时加强动力现象监测。监测时，在迎头上、中、下各设置一个测点，在迎头后100m范围内左右帮每间隔10m设置一个测点，检修期间开展电磁辐射监测。监测时接收天线垂直于巷道煤壁，距电缆间距不小于1m。观测人员距离接收天线不小于0.3m。巷道为全岩时不再进行电磁辐射。当实测数据电磁辐射强度超过64mv(参考临界值)或脉冲数超过1000Hz时，认定煤体存在应力集中，当动力强烈、煤炮频繁、煤粉指标超限时，迎头升级为高度危险区，现场停止作业，按高度危险区管理。按高度危险区管理规范组织卸压解危施工，经卸压效果检校，冲击危险解除后方可生产。

7）迎头后50m内必须悬挂煤粉监测牌板，与钻孔对应悬挂。

3 卸压解危措施

3.1 迎头及帮部卸压措施

1）一般危险区。煤粉监测指标正常，现场无动力现象，评价为无冲击危险，正常组织生产。煤粉监测指标正常，现场存在应力释放现象，由专业组织对巷道进行冲击危险鉴定，必要时采取超前预卸压。煤粉监测指标正常，现场动力现象强烈，板炮频繁，巷道危险级别升级为中等。除正常煤粉监测外，迎头施工2个超前卸压钻孔，钻孔直径不小于Φ120mm，间距不大于1.0m，钻孔深度不小于15m，并确保超前保护带不低于10m。煤粉监测指标超限，动力现象强烈，现场停止作业，进行高强度卸压解危处理。对迎头施工至少三个卸压钻孔，呈三花布置，钻孔直径不小于Φ120mm，间距不大于1.0m，钻孔深度不小于15m。对迎头后两帮5m范围内各施工一个卸压钻孔，钻孔直径不小于Φ120mm，钻孔深度不小于15m。经煤粉监测检验，冲击危险消除后，方可组织生产。并保持超前卸压保护带不低于10m。

2）高度危险区。迎头施工2个超前卸压钻孔，钻孔直径不小于φ120mm，间距不大于1.0m，钻孔深度不小于15m，并确保超前保护带不低于10m。煤粉监测指标正常，现场动力现象强烈，板炮频繁，对迎头施工至少三个卸压钻孔，呈三花布置，钻孔直径不小于φ120mm，间距不大于1.0m，钻孔深度不小于15m。对迎头后实体帮5m范围内各施工一个卸压钻孔，钻孔直径不小于φ120mm，钻孔深度不小于15m。煤粉监测指标超限，动力现象强烈，现场停止作业，进行高强度卸压解危处理。对迎头施工至少三个卸压钻孔，呈三花布置，钻孔直径不小于φ120mm，间距不大于1.0m，钻孔深度不小于15m。对迎头后实体帮5m范围内各施工一个卸压钻孔，钻孔直径不小于φ120mm，钻孔深度不小于15m。经煤粉监测检验，消除冲击危险后，方可组织生产。并保持超前卸压保护带不低于10m。

3.2 特殊情况下卸压解危措施

出现以下特殊情况，必须停止掘进，撤人到安全地点后，加强监测，对高应力煤体施工大直径卸压钻孔。卸压施工后，必须进行煤粉检校，确认冲击危险解除后方可生产。

当检测实际煤粉量达到或超过极限（危险）煤粉量；颗粒直径大于3mm煤粉含量超过每米实际煤粉量30%；检测过程中出现孔内冲击、卡钻、煤炮等强烈动力效应；掘进期间打锚杆孔时出现卡钻、顶钻、小冲击现象；掘进时附近顶板内、两帮内或迎头前方连续出现煤炮或小冲击现象；有较大的煤层突出，煤壁突然外臌；出现煤壁有连续声响、煤炮声不断、突然退锚、围岩活动明显加剧等现象时。帮部卸压钻孔距底板不小于1.2m，仰角8～10°（具体需参考煤层倾角），施工完成后孔口及时联网。

3.3 底煤处理措施

1）施工参数及方法。底煤厚度探测采用煤粉钎具沿巷道走向每间隔10m施工1个探测孔，孔深施工至底板岩石，详细记录底煤厚度与导线点对应位置，绘制电子版地质剖面图，巷道施工完成后报防冲专业和冲击地压监控中心存档，并于每天防冲例会汇报。由防冲例会分析确定对底煤厚度大于0.5m，走向长大于5m的巷道区段进行注水处理。施工完成经安监人员和现场跟班验收后，详细填写在台账和现场动压显现记录本上。

2）施工钻具。采用手持钻机（ZQSJ-140/4.3）配φ76mm麻花钻杆、φ89mm专用钻头施工底煤注水钻孔，注水孔紧跟下分层。

3）钻孔参数。当底煤厚度超过0.5m时，在巷道两底角高于底板0.2m斜向下45°布置2排钻孔，间距1.0m，孔径Ф89mm，钻孔垂直于煤层，孔深至底板岩石，施工完钻孔后及时下直径不小于75mm套管注水软化底板，钻孔采用静压注水自然渗透煤体，注水时间不少于24h；使用专用塑料封孔盖封孔，外露在10～20mm之间。当底煤厚度大于2m时，帮部底煤注水孔间距缩小为0.8m，并且每个横断面以巷中为中心、孔间距1m，向前方倾斜与底板成45°布置三个底煤孔（受现场条件限制时，可适当调整角度），断面间距4.8m，钻孔直径不小于89mm，钻至底板岩层，该孔一次性注水，不再下套管，使用编织袋封孔后与巷道底板整平。

4 个体防护措施

4.1 人员自身防护措施

严禁摘掉安全帽；不得坐在巷道底板或物料上休息；不得在以下地点逗留：①巷道高度不够处；②人行道安全间隙不够处；③锚杆失锚或其它支护薄弱地点；④锚索正下方；⑤设备或物料附近；⑥靠近铁质管路处；⑦严禁在卸压孔口处逗留；⑧每名下井人员必须熟悉作业规程规定的避灾路线；⑨下井人员必须熟悉冲击地压发生的征兆及应急措施，发现异常立即撤出至安全地点。

4.2 物料与设备固定管理

1）施工区域内的电缆、管线要悬挂固定牢靠。

2）将巷道内杂物清理干净，保持退路畅通；备用材料要存放在距工作面150m以外的范围内；必须存放的刚性材料，设备、管路、物品应采取固定措施。需固定的材料采用40T链子拴好生根，长度不得超过9环。链环使用螺栓连接，不得使用开口环。拴在巷道底角锚杆上不能有余链，不能有开口环。长物料不少于2道固定点，超过2500mm的物料，必须使用3道固定点。高物料除底部固定外，中上部必须增加一道固定点。迎头50m范围内使用胶质软管；工器具放置距迎头50m以外。

3）施工物料放在巷道底板底脚处，且码放整齐；钻具、钻杆等工具不得悬挂、斜立在帮部。迎头临时物料必须采取固定措施。短小物料与机具必须入箱集中固定管理(进入迎头所有能飞起伤人物体，不在员工手中拿着，就必须固定)。所有物料使用封闭式防冲专用架进行固定，封闭穿锚杆外漏不超1丝。三联辊需在中间节两端使用40T链子固定，油桶、潜水泵使用扁铁加工专用卡子固定。

4）防冲固定范围内的所有锚杆、锚索铁丝固定到顶板或两帮网上；铁丝缠绕锚杆头至少2圈，铁丝两侧与网连接要紧密，不得有余量；出现锈蚀的及时更换。

4.3 防冲限员管理规定

高度危险区的掘进工作面,综掘机切割期间，迎头后150m范围内，施工作业人数不得超过4人；划分为一般危险区和中度危险区的掘进工作面，综掘机切割期间，迎头后50m范围内，施工作业人数不得超过4人，50～150m范围内施工作业人数不得超过5人，站岗时必须避开底煤区域。

4.4 交接班制度

掘进工作面交接班应以避免人员集中为原则。迎头割煤时间小于1.0h，交接班位置距迎头不得低于150m，迎头150m范围内现场工作交接由班组长、验收员组织。

4.5 防冲监测及卸压机具配置

煤粉监测配ZQS-50/1.6S风煤钻配专用φ40mm套接麻花钻杆25根、φ42mm钻头2个、弹簧秤（10kg）、孔深量具；卸压施工配ZQSJ-140/4.3手持式钻机1台、φ89mm钻头2个、φ125mm钻头2个、φ76mm专用钎30根、孔深量具等。

5 结 论

本文对新巨龙煤矿深井冲击地压防治措施进行了研究。从掘进施工防冲安全措施、监测预报措施、卸压解危措施以及个体防护措施等方面进行了详细分析。其中，监测预报措施主要包括动压信息收集、矿压观测、煤粉监测；卸压解危措施主要包括迎头及帮部卸压措施、特殊情况下卸压解危措施和底煤处理措施；个体防护措施主要包括人员自身防护措施、物料与设备固定管理、防冲限员管理规定、交接班制度和防冲监测及卸压机具配置。