煤巷掘进冲击地压防治技术研究

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1、煤巷掘进冲击地压防治技术研究李虎大同煤矿集团朔州煤电有限公司摘要：某矿开釆深度超过700m后就会引发冲击地压现象，后期冲击地压发生的次数越来越频繁，产生的作用力也越来越强。冲击地压严重影响了采矿工作的正常进行,严重时则会发生安全生产等重大问题。通过对1306工作面顺槽煤巷在掘进期间冲击地压显现特征分析，提出冲击地压的防治技术，取得了理想的治理效果。关键词：煤巷;冲击地压;钻孔卸压;爆破卸压;作者简介：李虎（1986-）,男，助理工程师，毕业于东北大学采矿工程专业，主要从事采煤技术管理工作。收稿日期：2017-07-10Received：2017-07—101工

2、程地质情况某矿1306工作面主要开采3煤层，工作面标高为1124~1256m。3煤层平均厚度为4.6m，平均倾角为6°，工作面直接顶为厚5.8m的灰黑色砂质泥岩，老顶为厚12.5m的灰白色中粒砂岩，直接底为厚0.5m的灰黑色砂质泥岩，老底为厚2.0m的灰黑色粉砂岩。1306工作面共布置5条巷道，通风方式为三进两冋，巷道断面为矩形，巷道高5.0m,宽5.0m,断面积为25m,采用锚杆（索）+金属网联合支护方式。2冲击地压显现特征1306工作面各顺槽掘进期间发生数次冲击地压，冲击地压发生位置如图1所示。7.23冲击地压5.5冲击地压生占生占—I—J\厂匿23-

3、20#3063.3.23冲击地压爰/山占13065巷rf306~r^2.2＞击地压发生点13062巷1306工作面图11306工作面顺槽冲击地压发生位罝下载原图图1中所示13061巷在2月2H掘进期间发生煤体离层、垮落事故，垮落长度约4m、高约2m、深约0.8m，抛出煤量8.6t，瓦斯涌出量260m，冲击强度为I级。13065巷在3月23口掘进期间煤与迎尖产生宽度为30(T400nim的裂隙，抛出煤量10t,瓦斯涌出量880m,冲击强度为I级。13063巷在5月5闩掘进期间煤体沿顶板压出，抛出煤量23t,瓦斯涌出量710m,冲击强度为II级，在7月22日发生顶

4、煤片帮，抛出煤量9.5t,瓦斯涌出量950m。由以上分析可知，1306工作面顺槽掘进期间发生冲击地压情况较为严重，除此之外，近年来冲击地压达到屮震级的不多，破坏较轻的一些冲击地压现象经常会出现。具体特征如下：(1)如果动力灾害出现于巷道内，则该区域的埋深普遍较大，深度一般达到700m以上，地应力值也和对偏高。(2)冲击地压出现以前，都会存在连续响煤炮这一特性。(1)—般煤层内存在高瓦斯时，就会出现冲击地压，如果其含量偏高，则会对煤矿产生较大影响。出现冲击地压之后，还会带来大量瓦斯涌出问题。(2)该地区出现冲击地压时，并不具备较大强度，一般在震级一级以下。(3)

5、一般在顶板、煤层中间出现冲击地压，与联络巷的距离一般在lCTlSin之间。3冲击地压防治技术若想对冲击地压进行防治，那么首先应该先确定冲击地压发生类型及影响因素。冲击地压的发生需要满足3个条件:强度条件、能量条件和煤岩体具有冲击倾向性。防治冲击地压须做以下几方面工作：降低煤岩体冲击倾向性;将高应力区转移到深部;采用一定措施释放煤岩体屮的弹性能量。钻孔卸压法可将煤岩体强度降低，将应力峰值转移到深部，从而达到卸压效果;卸压爆破法通过主动诱发小型冲击，将煤岩体中集聚的弹性能释放，从而防止较大规模的冲击地压［1-5］。针对该矿1306工作面实际情况及冲击地压发生特点，

6、主要采用钻孔卸压和爆破卸压二者相结合的方式来治理冲击地压。3.1钻孔卸压治理冲击地压钻孔卸压法通过钻孔来减弱消除冲击地压，钻孔后钻孔周围会形成破碎区，破碎区会与周围煤若体形成贯穿裂隙，整体承载能力减弱，高应力得到释放，峰值支承压力转移到深部，最终起到卸压保护作用。钻孔卸压的关键是确定应力集中区域，卸压区域应力集中程度越高，则钻孔后卸压效果越好，因此需掌握巷道掘进过程屮引起的应力集屮分布规律。卸压钻孔布置参数主要有孔径、孔深、孔间距、钻孔卸压空间等。3.1.1钻孔卸压孔径确定在钻完孔以后，钻孔四周的区域主要由破裂区域、塑性区域和弹性区域3个区域组成，如图2所示。

7、破裂区应力要比原始岩应力小好多，它的主要作用是通过钻孔释放压力。由于塑性区和破裂区的不断变大，煤体发生的变形和强度都会减小,如果煤之间的摩擦力己经无法抵抗周围岩石自重力时就会有塌孔发生。里面的自由空间会被塌下来的煤填满，孔内的方向将会是破裂变形的方向，最终出现整体受力平衡，iL各区域的状态相对稳定。Ro塑性区弹性区(a)钻孔周围分区弹性区(b)塌落后钻孔周围分区R0.钻孔初始半径;Rb.塌落区半径;Rbl.原始塌落区半径;Rc.破裂区半径;Rp.塑性区半径;U.钻孔附近径向总变形根据图2(b)所示模型及体积相同的准则，可以得出塌落区半径Rb、原始塌落区半径心和

8、钻孔初始半径R。之间的联系：7T/22