煤矿开采动力灾害防治研究及应用

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1、煤矿开采动力灾害防治研宄及应用淮北矿业集团袁店二井煤矿安徽亳州涡阳236800【摘要】煤矿动力灾害是地球内动力驱动地壳运动和开采扰动的共同作用所造成的结果。木文通过对海孜矿1111011工作面回采期间动力灾害预测指标测定，研究煤矿动力灾害特性，从而制定动力灾害防治措施，通过这些措施的有效落实，保证了釆煤工作面的安全顺利回釆。【关键词】动力灾害；预测指标；防治措施；预处理措施；及时解危措施煤矿动力火害是地球内动力驱动地壳运动和开采扰动的共同作用所造成的结果，煤矿动力灾害主要发生在地质构造比较复杂、地应力较大、断裂活动比较显著的矿区。煤矿动力灾害的发生机理十分复杂，一般认为其机理为岩

2、体储存的弹性能大于岩体破坏的塑性耗能，剩余能量以动能形式产生冲击波向周围传播。［1】随着煤矿幵采深度的增加及地质情况的变化，煤矿动力灾害愈来愈突出，主要表现在煤与瓦斯突出和冲击矿压。我国主要采煤省区不同程度地受动力灾害的威胁。木文通过对海孜矿III1011工作面回釆期间动力灾害预测指标测定，研究煤矿动力灾害一定的规律性，从而制定动力灾害防治措施，通过这些措施的有效落实，保证了釆煤工作面的安全顺利回釆。一、工作面概况淮北矿业集团海孜煤矿I1I1011工作面为海孜煤矿III101采区东翼第一个回采工作面，东到DF34断层，丙至DF10断层，浅部为II10113采空区，深部为预留煤柱（

3、120m）,收作线位置距DF10断层40m,见图1。工作面走向长468m,倾斜宽142m,煤厚1.4〜6.9m，平均3.6m,可采储量31.2万吨，开采标高-630.7〜-721.4moII11011工作面整体为一NW向倾斜单斜构造，地层产状变化较大，一般在10°〜21°之间，平均16°，根据巷道实际揭露情况：工作面断层较发育，揭露大小断层共计17条，落差在0.2〜24m之间。回采范围内主要受4条断层影响，其中DF6在机恭为落差2.5m的正断层，在切眼为落差5.0m的逆断层；DF5正断层沿冋采方向延伸，走向上影响约180m。冋吋工作面回采期间不排除揭露落差

4、小于3.0m的隐伏断层。III1011工作面上覆未发育火成岩。工作面冋采煤层为10煤层，煤种为焦煤，属煤与瓦斯突出煤层，实测最大原始瓦斯压力为1.8MPa，最大原始瓦斯含量8.53m3/t。经区域解突措施后最大残余瓦斯含量为3.47m3/t，最大残余瓦斯压力0.22Mpa（表压）。工作面采煤方法为综合机械化采煤，直接冒落法管理顶板。支架选型为ZY6800/19/40o二、提前准备工作1、地面注浆充填2015年7月11日至10月1日对上区段II10113离层区实施了注浆充填,累计注干灰量33763t。形成了一定宽度的支撑带，达到了设计提出的预期0的。项0于2015年10月18日通过

5、专家阶段成果评价。2、地应力监测系统于2015年10月8日开始安装，10月20日安装调试完成。分别在III1011机、风巷各安装了7组共28个监测探头，每组间隔为25m，深浅结合，深孔10m,浅孔5m，初始压力5Mpa。3、超前大直径深孔卸压于2015年10月6日早班开钻，孔径133mm，孔深不小于90m，孔间距2m。截至10月28日已完成4018.7m/44孔，超前工作面118m。4、动力灾害危险性评价项0由中国矿业大学承担，于2015年8月提交《海孜煤矿IU1011工作面动力灾害分析与防治方案》报告，2015年10月18日集团公司组织专家进行验收，并通过。报告确定111101

6、1工作面冲击危险性综合指数为0.38,等级为弱冲击危险。三、动力灾害预测指标1、微震指标通过SOS微震监测系统对矿震进行监测，分析矿震能量、频次、震源分布及震动原因，预测工作面动力灾害危险等级及区域，确定安全冋采措施。微震监测法预警指标主要是根据矿震申次能量和累计能量进行危险等级划分(见表1)。若震源平面位置距工作面最小距离大于100m,按下表降低一个等级。[2]2、∑E>107J/每5m推进度根据工作面预测结果进行不同等级的预警，必要吋实施相应解危措施,经效检达标后方可继续冋采。2、地应力指标当浅孔(5m)和深孔(10m)地应力监测传感器压力达到13MPa和15M

7、Pa吋，进行预警，预警时结合钻屑指标进行验证，若钻屑指标超临界值则启动卸压措施；若钻屑指标正常可根据钻屑指标适当调整应力预警值，使之符合工作面实际。3、钻屑指标结合淮煤通地便(2015)354号《关于海孜矿III1011工作面瓦斯综合治理方案的批复》要求，“执行每循环工作面连续预测，钻屑量Smax<3Kg/m吋方可冋采”，确定指标为Smax<3Kg/m。钻屑采取方法为孔间距10m,深度不小于10m,孔径42mm,2m后每米量取钻屑量。每循环预留不小于3m超前距。4、矿压指标工作面