回采巷道冲击地压事故分析与防治措施管理

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1、回采巷道冲击地压事故分析与防治措施管理冲击地压是煤矿开采中典型的动力灾害之一，通常是在煤、岩力学系统达到极限强度时，以突然、急剧、猛烈的形式释放的弹性能，导致煤岩层瞬时破坏并伴随有煤粉和岩石的冲击，造成井巷的破坏及人身伤亡事故[1]。　　随着开采深度及开采强度的增加，冲击地压事故越来越多，并且越来越严重。双鸭山矿业集团东荣二矿在开采南二下延采区16层十面时连续发生多次冲击地压，这些事故不仅严重影响着回采巷道的正常使用，而且还严重威胁着煤矿工人的生命安全。因此，要及时采取相关的控制措施，避免造成更大的损失[2]。　　1事故介绍　　从6月12日到6月28日，在南二下

2、延采区16层十面下料道连续发生了3次冲击地压。事故现场如图1所示。　　6月12日事故发生后，片帮范围15米左右。当场有3名工人被冲倒的支架及片帮煤所埋，由于抢救及时，未造成人员伤亡，但重伤1人。　　6月20日事故发生后，扒斗机冲倒，铁道并股，片帮范围25米左右，目视上帮片入深2.5米，未造成人员伤亡。　　6月28日事故发生后，上帮严重挤出区30米左右，影响区50米，在此处的开关，发生整体移动至下帮，有2名工人被冲倒的支架及片帮煤所埋，由于抢救及时未造成人员伤亡。　　图1　12日冲击地压事故现场　　2冲击地压事故分析　　2.1事故特征　　（1）突发性，没有明显的宏

3、观前兆而是突然发生的，过程短暂，持续时间从几秒到几十秒，难于确定事故发生的强度。　　（2）瞬时震动性，发生过程急剧而短暂，像爆炸一样伴有巨大的声响，设备被移动，巷道出现大量片帮，堵塞巷道，冲倒支架，粉尘飞扬。　　（3）巨大破坏性，事故发生时，顶板有瞬间明显下沉，并没有冒落；有大量煤块抛出，堵塞巷道，破坏支架；造成人员受伤和经济损失。　　2.2事故原因　　（1）该面开采深度超过500m，处于发生冲击地压的开采深度[3]。　　（2）巷道围岩明显受构造应力影响。　　（3）采掘集中应力影响，受16层九面构造煤柱及区段煤柱集中应力作用，使巷道上帮围岩（煤）承受较高的集中应

4、力作用。　　（4）由于16层九面的回采的采动影响，使16层老顶重新活动，产生地震波，16层九面回采至16层八面所遗留的煤柱右边界时，遇到断层，采面过断层时，要放炮震动岩石层，产生震动波。地震波与震动波相互作用于16层十面下料道的顶板，震动波使贴帮木柱松动，地震波使顶板瞬时沉降，故形成冲击地压的诱发条件。　　3冲击地压防治措施　　3.1利用钻屑法对冲击地压进行监测　　首先在监测工作面以外，选择不受采动影响的煤体或宏观监测应力相对较小的煤体在巷帮打眼，钻孔直径42mm，深度7m，间距3―5m，钻孔平行于煤层倾斜方向，高度距底板1.0―1.2m，记录每孔每m煤粉量，然

5、后用加权平均法对其进行处理，作为标准煤粉量（正常值），在此基础上，确定冲击危险的煤粉量的临界值。经过监测确定在距巷道1-4m临界煤粉量为1.58g/m；5m和6m处的临界煤粉量为1.70g/m和1.88g/m。　　根据国内现有技术水平，在设备方面选用42mm的钻头配备实心麻花钎子，麻花钎子选择1m的规格，用螺纹连接，可以变成3m、5m、6m的钎子，相配的钎子轴心应相同，不许有偏差，以防打眼时跳动，螺纹应相对应，以便正常出煤粉且不卡钻，所用两台MZ-2型煤电钻，一台使用，一台备用。　　在巷道压力区范围内每10m打一个眼，分别在打眼深度1m、3m、5m时进行煤粉量测

6、定，算出每m煤粉量和钻粉指数，确定测定结果。　　采取钻屑法打钻监测过程中若发现粉煤量超过临界值、钻屑粒度增大、孔内冲击、吸钻、卡钻等动力现象，即判定为具有冲击危险性[4]。　　3.2对冲击地压灾害进行治理　　根据东荣二矿实际情况，确定了以煤层注水为主，钻孔卸压为辅的治理措施。　　3.2.1煤层注水　　根据实际情况，东荣二矿选用洛阳风动工具厂KHYD40A型矿用电动岩石钻来进行煤体注水钻孔的施工。　　(1)煤层注水指标：含水率增值1.5%，煤层湿润时间为10天。　　(2)注水孔布置：沿倾斜方向布置5个注水孔，钻孔平行于工作面，直径75mm,长度60m,间距20m。

7、注水孔布置如图2所示。　　图2注水孔布置图　　(3)注水压力10MP，每孔流量1.5m3/h，每孔注水量：　　（a）　　（b）　　式中Q―每个钻孔的注水量，t；K―水量不均衡系数，取1.2；T―钻孔担负的湿润煤量，t；W―合理的含水率增值，%；L―注水孔长度，m；M―煤层厚度，m；S―钻孔两侧待湿润范围，m；r―煤的密度，t/m3。　　(4)注水孔的施工由专业施工队施工，施工角度须考虑钻杆下沉影响，使成孔平均倾角与煤层倾角一致，封孔深度以不漏水、不崩孔为原则，一般应大于5m。　　(5)在水中添加一定比例的增湿剂可以提高注水效果。在水中加入了0.5%的洗衣粉，使注

8、水速度提高了24%左右。