大采深工作面防治冲击矿压技术研究

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1、能源技术与管理2013年第38卷第5期10EnergyTechnologyandManagementVo1．38No．5doi：lO．3969／j．issn．1672—9943．2013．05．004大采深工作面防治冲击矿压技术研究谢连银，王桂峰，谢群2,3(1．中煤集团大屯煤电公司孔庄煤矿，江苏徐州221600；2．中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室，江苏徐州221008；3．中国矿业大学矿业工程学院，江苏徐州221008)[摘要]随着开采深度的不断加深，冲击矿压危险越来越大。以孔庄煤矿为例，论述了孔庄矿7433综采放项煤单侧采空工作面防治冲击矿压技术，通过

2、对工作面及两巷矿压观测及记录，分析了单侧采空工作面煤柱应力分布特点，确定了孔庄矿7433工作面冲击危险性较高。制定了冲击矿压监测方法及解危措施，利用三种监测方法和三种解危措施相结合的评价方法，即“监测一卸压一再监测一再卸压”，解除了孔庄矿冲击矿压的威胁，保证了工作面的安全回采，提高了矿井经济效益。[关键词]单侧采空；冲击矿压；监测方法；解危措施[中图分类号]TD323[文献标识码]A[文章编号]0引言冲击矿压是压力超过煤岩体的强度极限，聚积在巷道周围煤岩体中的能量突然释放，在井巷发生爆炸性事故，动力将煤岩抛向巷道，同时发出强烈声响，造成煤岩体振动和煤岩体破坏，支架与设备

3、损坏，人员伤亡，部分巷道垮落破坏等。其发图17433工作面布置示意图生与煤岩体内的应力状态密切相关。此外，冲击矿2工作面回采期间冲击危险监测压还会引发或可能引发其他矿井灾害的发生[]。因此，在矿井安全生产中，冲击矿压灾害不容忽2．1微震法视。采用微震监测系统可以实现对矿井包括冲击矿压在内的矿震信号进行远距离(最大10km)、1工作面概况实时地、动态地、自动地监测，能够得到冲击矿压大屯煤电公司孔庄煤矿7433工作面采深为等矿震信号的完全振动波形。通过相关软件的分868．6—978．6m，切眼长150m，走向长1246m，煤析处理，可以准确计算出能量大于1OJ的煤岩体层平均

4、厚4．65m，煤质中硬。工作面直接顶板为砂震动所发生的时间、空间三维坐标以及能量大小，质泥岩，厚3．9m，深灰色，随采随冒；老顶为中粉确定出每次矿震的震动类型，判断出震动发生的砂岩，厚8．16m。底板为砂质泥岩，厚3．12m。煤力源，对矿井冲击矿压危险程度进行评价预测。并层倾角较大，18。一26。，平均21。。且通过应用微震监测系统，可以分析出矿井上覆该工作面内共有断层34条，其中大于5m的岩层的断裂信息，实现描述空间岩层结构运动和3条，3～5m5条，2～3m4条，小于2m的22条。应力场的迁移演化规律，为煤矿的安全生产服务。该工作面地质构造较为复杂。工作面采用走向长2

5、．2钻屑法壁采煤、综采放顶煤一次采全高的采煤方法，采空钻屑法是通过在煤体中钻小直径钻孔，根据区处理方法为全部垮落法。7433工作面布置如图排出的煤粉量及其变化规律和有关动力效应，达1所示到鉴别冲击矿压危险的一种方法。该方法在现场施工方面较为方便，操作比较简单，因此在监测工作面矿压方面被普遍应用。基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金(1)监测地点：7433回风巷有冲击危险区(20120095120019)2013年l0月Feb．，2013谢连银，等大采深工作面防治冲击矿压技术研究11域、皮带巷实体煤帮。深为20m，封孔长度为10m，注水孔间距15m。由(2)监测孔布置

6、：钻孑L直径42—45mm，孔深于采用放顶煤工艺，孔垂直巷道，顺层布置于巷帮8～10m，间距10m(根据危险性程度可适当进行顶部，角度应略小于煤层倾角。调整)，距底板1．2m，单排布置，钻孔方向与巷帮3．2煤体大直径钻孔卸压垂直，平行于煤层，布置方法如图2所示。在7433工作面前方采用大直径钻孔卸压，一n1nrnf般来说，工作面前方100m范围内由于超前支撑巷道底板————十—十压力的影响，是冲击矿压多发区域，故应重点防范-—一．-·-此区域。在工作面前方100m注水结束后，保证大l0m10m直径钻孔卸压区域随着工作面推进始终超前工作(a)面100m，且在冲击危险划分的

7、区域也需采取措。。IlIl施。壁大直径钻孔卸压参数：钻孔直径大于95mm，一一．一一』一一42～45mm实体煤侧15m，若留设小煤柱护巷，煤壁侧不需(b)采取措施。孔间距为5～10m，钻孔距巷道底板图2钻孔布置示意图1．2m，平行煤层方向，钻孔单排布置，如图4所2．3矿压监测法示由于矿山开采活动的影响，导致应力场的重新分布，从而使巷道周围围岩体产生力的作用，通过对这种矿山压力的系统观测并进行分析，从而了解采掘工作面的覆岩运动情况、支承压力分布甚至预测预报矿井冲击显现情况；矿压监测作为一种常规的冲击矿压监测方案，主要监测指标是巷道围岩活动情