河南大有能源 耿村煤礦 黃 懿

煤礦沖擊地壓防治方法分析

河南大有能源 耿村煤礦 黃 懿

沖擊地壓又稱巖爆，指井巷或工作面周圍巖體彈性變形能的瞬時釋放而突然產(chǎn)生劇烈破壞的動力現(xiàn)象，常伴有煤巖體拋出、巨響及氣浪等現(xiàn)象。它具有很大的破壞性，是煤礦重大災害之一。在我國，沖擊地壓最早于1933年發(fā)生在撫順勝利煤礦。近年來，陜澠煤田義馬礦區(qū)某礦先后有沖擊地壓現(xiàn)象發(fā)生。

一、某煤礦沖擊地壓成因

1.主采2#煤層及其頂板的沖擊傾向性。煤巖層沖擊傾向性揭示了煤巖層是否具有積聚大量能量并在破壞時瞬間釋放的基本屬性，是產(chǎn)生沖擊地壓的必要條件。

2.主采2#煤層采深達到我國沖擊地壓頻繁發(fā)生的臨界深度。沖擊地壓存在一個開始頻繁發(fā)生的臨界深度，小于此深度開采時，盡管也可能發(fā)生沖擊地壓，但都是零星的，當大于此深度開采時，沖擊地壓會頻繁發(fā)生。我國沖擊地壓發(fā)生的平均臨界深度約600 m，某煤礦工作面平均采深約700 m，因此從采深的角度來講是有助于沖擊地壓形成的。

3.主采2#煤層夾矸多、完整性較差。實踐證明，沖擊地壓多發(fā)生在斷層、褶曲及煤層厚度變化大的地帶。這是因為煤巖層存在的的斷層、褶較多，煤層厚度變化大時，易形成較大的集中應力，由于煤層含夾矸較多，完整性較差，煤巖分界線處黏結性較差，因此，容易發(fā)生滑動摩擦失穩(wěn)。

二、某煤礦沖擊地壓防治過程

1.建立健全防沖管理制度和責任制。下發(fā)了《某煤礦防治沖擊地壓工作細則》、《某煤礦防治沖擊管理辦法》、制定了《防沖工作各級責任制和責任追究制》；建立健全了《沖擊地壓預測預報制度》、《礦壓觀測工作制度》、《沖擊危險區(qū)封閉制度》、《沖擊地壓重點管理區(qū)最少人數(shù)工作制度》、《沖擊地壓區(qū)域人員進出簽到制度》以及《沖擊地壓隱患排查制度》等管理制度 。

2.加強防沖圖紙資料管理。安排1名技術員專門負責防沖圖紙資料的管理。對采掘工程平面圖、沖擊地壓預測和防治工程圖 、地質(zhì)剖面圖和地層綜合柱狀圖等圖紙資料進行嚴格管理。

3.收集沖擊地壓資料，分析沖擊發(fā)生機理。沖擊地壓發(fā)生后，防沖辦應立即安排專人到發(fā)生地點收集沖擊地壓資料，為每一次沖擊地壓建立個體檔案，從巷道變形、氣體變化等方面對沖擊發(fā)生的原因進行分析。

4.合理設計沖擊地壓防治規(guī)劃。根據(jù)煤礦生產(chǎn)實際，立足于現(xiàn)場制定《某煤礦沖擊地壓防治中長期規(guī)劃》和《沖擊地壓防治年度計劃》，明確工作目標，有計劃、按步驟、有的放矢地開展防沖工作。

5.加強沖擊地壓預測、預報，提高預測、預報水平。首先，對礦井采取了區(qū)域性預測、預報；其次，在危險區(qū)域內(nèi)重點進行局部性預測；最后，在局部性預測、預報上依靠科技進步，提高裝備水平。

6.加強巷道卸壓促使應力向深部轉(zhuǎn)移。在回采工作面下巷超前260 m，實施多輪卸壓爆破工作，始終將卸壓爆破范圍控制在工作面超前壓力影響范圍以外，工作面截止目前已放卸壓炮三輪，掘進工作面在巷道正前及兩幫進行卸壓爆破，兩幫每隔5 m打一深度為20 m的卸壓炮孔，裝5.4 kgΦ60 mm強力藥卷進行爆破，正前窩面采用“12進6”的循環(huán)作業(yè)方法，即超前爆破12 m ，3個爆破孔 ，裝5.4 kgΦ60 mm強力藥卷進行爆破，掘進6 m，留設6 m的安全帶，循環(huán)進行下一輪超前卸壓爆破。

7.預掘卸壓硐室。為預防綜放工作面運輸巷在掘進及回采中發(fā)生沖擊礦壓，在運輸巷中預掘卸壓硐室，并提出了相應的卸壓硐室布置方案。基于預掘巷可實現(xiàn)應力轉(zhuǎn)移的機理，在綜放工作面運輸巷內(nèi)布置防沖擊地壓的卸壓硐室，卸壓硐室位于運輸巷兩側，其布置方式為“品”字型。

8.進行煤層瓦斯抽放，釋放瓦斯壓力；進行淺孔注水，卸壓降塵。礦井新安裝一套瓦斯抽放系統(tǒng)，專為掘進工作面進行瓦斯抽放。在掘進工作面，據(jù)煤炮發(fā)生時的氣體變化量，在工作面正前及在卸壓硐室內(nèi)實施本煤層瓦斯抽放。

9.特殊工作制度。進、出沖擊地壓區(qū)域人員實行進、出簽到制度，控制人數(shù)。在安全區(qū)域交接班制度。

三、沖擊地壓防治效果

1.災害性的沖擊地壓次數(shù)明顯減少。煤炮的次數(shù)由2008年7月份142次減少到目前的每月平均89次，強度也大大降低。

2.沖擊地壓造成的生命財產(chǎn)損失減少。2008年11月23日、12月23日，分別發(fā)生了較大的沖擊地壓，其強度均不小于礦2008年8月21日發(fā)生在21141下巷的沖擊地壓，由于采取了綜合的防沖措施、應用了先進的防沖設備，在事故發(fā)生后，即降低了經(jīng)濟損失，又保障了職工的人身安全。

3.掘進工作面基本上消除le 破壞性沖擊地壓。某煤礦綜放工作面由于歷史原因，造成該工作面處于大孤島開采中，綜放工作面下巷應力集中明顯，在巷道掘進過程中多次發(fā)生煤炮。在采取深孔高壓注水/淺孔爆破之后，該掘進工作面至今已經(jīng)累計推進174 m（期間停產(chǎn)數(shù)月），沒有發(fā)生一起安全事故。

四、結論

該煤礦屬于高瓦斯、高地壓、易自燃開采礦井，其中沖擊地壓是最重要災害，一直影響著礦井煤炭的安全產(chǎn)出，并且，沖擊地壓的發(fā)生還會引發(fā)采空區(qū)的瓦斯積聚涌出、煤層中瓦斯的瞬間突出等問題，進而導致連鎖反應的次生災害發(fā)生。采用了沖擊低壓防止技術后，礦井災害發(fā)生率大大降低，煤礦的安全生產(chǎn)得到了保證，社會效益和經(jīng)濟效益顯著。