新兴煤矿冲击地压防治浅谈

新兴煤矿冲击地压防治浅谈

李柱

龙煤集团七台河矿业公司黑龙江七台河154600

摘要：新兴煤矿已逐步进入深部开采，近些年冲击地压动力现象显现增加，且有越来越严重的趋势。新兴煤矿在治理措施上不断完善改进，通过近几年的摸索与实践，目前已形成一整套具有的防冲治理措施，从回采到结束取得良好的卸压治理效果。

关键词：冲击地压；卸压；冲击倾向性

前言

新兴煤矿位于七台河矿区西部，核定生产能力150万t，新兴煤矿位于七台河市新兴区，矿井始建于1958年，核定生产能力150万吨/年，可采储量3500万吨.可采煤层13层，其中58、60及65煤层经鉴定为弱冲击煤层。

新兴煤矿冲击地压历史见于：2005年3月41061回采六采区左一片60层时，上、下端口分别出现过冲击地压；41061队2005年10月回采左二片58层时上端出现过两次冲击地压，由于当时冲击地压显现比较轻，且未造成什么严重后果，只是局部采取了一些防治措施，也未引起足够的重视。随后，五采区41051采煤工作面（三水平左一片65层）于2009年3月14日工作面已推出365m（上出口为副巷上山往里435m处）时首次发生强烈冲击，机组溜子被整体推出1m远，煤壁煤体松动、离层长度达13.5m，离层深入煤壁1.2m。至此，新兴煤矿的冲击地压已扩展到三个采区，连续发生的冲击地压，造成严重的人员伤亡和财产损失，冲击地压已成为新兴煤矿制约生产、影响安全的重大隐患。必须对冲击地压现进行研究并采取相应对策。

1冲击地压的诱发因素

1.1煤岩体本身具有冲击倾向性

冲击地压的发生与煤岩体的物理力学性质有直接关系，新兴煤矿可采煤层：48#、49#、58#、60#、63#、65#、67#、68#其中50#、60#及65#经鉴定为具弱冲击倾向性的煤层.通过研究对比发现，这几层煤质及顶板较硬、胶结性致密、强度大、富弹性，因此煤层本身及顶板容易聚集大量的弹性能，从而成为冲击地压的诱发因素。

1.2地质构造因素

通过对新兴矿发生冲击地压数据分析，冲击地压经常发生在有断层、褶曲及局部有异常（如底板突起、顶板下陷、煤层分岔、变薄和变厚）等地质构造带的应力集中区域。

1.3开采深度

新兴煤矿首次冲击地压发生在-280m标高，垂深为510m，那么新兴矿的冲击地压发生临界深度为510m.那么矿井采深愈大，上覆岩层的压力就越大，冲击地压的发生强度就越大，冲击地压的发生频率就越多。

1.4采空区悬顶面积大

采空区大面积悬顶或顶板冒落不充分，造成顶板压力增大，最终容易诱发冲击地压的发生。

1.5煤柱集中应力的影响

由于断层等地质构造的影响在回采过程中留有煤柱，那么在回采相邻煤层的过程中，煤柱的叠加应力也为冲击地压的发生提供了基础应力条件。2009年12月五采区41051采煤队在回采三水平右二片65层过程中，过三水平右二片63层煤柱影响区时，导致回采三水平右二片65层工作面发生多次轻微冲击地压.

1.6其他因素

回采工作面开采强度、推采速度及放炮、割煤等诱发因素也是新兴煤矿发生冲击地压的影响因素之一。

2解危措施

经过长时间的探索，总结出适合本矿的冲击地压解危措施，主要应用以下：

2.1预测、预报

2.1.1电磁辐射监测

新兴煤矿对冲击地压的预测早期主要通过中国矿业大学研制的电磁辐射仪（KBD5）对工作面及回风顺槽进行扫描。对有冲击危险的工作面做到每天扫描一次，发现数据有异常变化时立即采取解危措施。（应用“趋势分析的方法”，每天测量的数据与平时测量的数据进行对比，数值增加或降低幅度较大时即为数据异常。）另外对各个采区新开工的回采工作面进行扫描，作为原始数据积累。对马上要强制回撤的采煤工作面也必须进行扫描一次（无论是否是冲击地压煤层），看其数据是否有异常变化，有异常时也必须采取解危措施。但由于井下多为机采工作面，对电磁辐射仪的干扰较大，所以电磁辐射仪在我矿对冲击的地压的预测还不能充分发挥作用。

我矿自2008年使用KBD7电磁辐射仪以来，在不同的工作面上巷实时监测，但由于干扰因素太多，其未能发挥预测作用。现使用KBD7电磁辐射仪监测的工作面还有41051、41061两处。

2.1.2微震监测

2010年3月引进波兰ARAMISM/E微震监测系统，井下共布置16个拾震器，分布全矿各个采区，井上由地面中心站和微震记录服务器组成。可以做到全矿范围的微震事件进行监测，自动记录微震活动，实时进行震源定位和微震能量的计算。系统运行8年来，共监测微震事件2350次。微震事件中释放能量最大值104焦耳。微震监测系统的使用为我矿对预测冲击地压提供了强有力的参考。

2.1.3经验类比

在工作面开采或巷道掘进前，利用经验类法比对工作面进行冲击危险程度进行划分，采空区边缘、断层附近、煤柱区等均为冲击危险程度相对较高的部位，应优先进行防冲治理。

2.2综合防冲卸压措施（以41061正在回采六采区右三片58层防冲卸压措施为例）

六采区左三片58层基本情况工作面平均长度170m，走向长度长度800m，煤层厚度0.8m，倾角25°，可采储量16万吨，采煤方法为走向长壁后退式采煤。回采工艺为高档普采，2017年1月份投产，2018年8月末回采完毕。

2.2.1工作面煤层浅孔卸压爆破

工作面上部20米。眼距1.5米，眼4米，每循环一打，每孔装药量2-3管，一次性起爆。卸压爆破以达到工作面高压区向煤体前方转移且松动煤体破坏煤体弹性能，降低冲击危险。是有控制的释放煤岩体工作面应力集中的有效手段（见图1）.

图1采煤工作面卸压眼布置平面图

2.2.2采煤上巷顶板深孔预裂爆破：

工作面自上出口向外10米范围开始施工布孔，眼距5米，每眼装药量1号孔4.5kg、2号孔3kg，一次起爆。

图2左二片58#煤层顶板深孔预裂爆破钻孔布置剖面图

图3左二片58#煤层顶板爆破卸压钻孔布置平面图

2.2.3煤层卸压钻孔

上巷每3米沿煤层施工一个长40m，孔径94mm钻孔，通过装车计算钻屑量，保证钻屑量3‰以上。

图4本煤层大孔径卸压钻孔布置平面示意图

2.2.4采煤下巷顶板深孔预裂爆破与上巷相同

2.2.5人工放顶

采空区大面积悬顶或顶板冒落不充分时，积极人工强制放顶提前卸压。通过以上述措施六采区左三片58层实现安全回采。

3生产技术措施

3.1合理布置巷道，不留中间煤柱。

3.2合理安排回采工作面，避免相向、追逐开采。

3.3回采与掘进工作面尽量不安排在一个采区，防止放炮诱发冲击地压。

结束语

随着煤矿开采深度的增加，冲击地压现象将越来越多。我们在积极引进先进技术，结合自身的自然条件寻求解决冲击地压的根治方法.

参考文献：

[1]蓝航，齐庆新，潘俊锋，彭永伟.我国煤矿冲击地压特点及防治技术分析[J].煤炭科学技术，2011，39（01）：11-15+36.

[2]高慧奇.浅谈大采深煤矿综采工作面外圈巷道冲击地压防治技术[J].山东煤炭科技，2016（10）：20-22.