唐陽煤礦632工作面沖擊危險性評價及卸壓技術研究

摘 要：圍繞唐陽煤礦632工作面實際情況，運用綜合指數法、可能性指數法和經驗類比法對工作面的沖擊危險性進行了評價。根據評價結果結合實際情況，采取了煤層預注水和鉆孔卸壓措施，進行了工作面預卸壓處理。實現了工作面安全開采。

關鍵詞：沖擊危險性 斷層 煤層預注水 鉆孔卸壓

中圖分類號：TD353 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（b）-0069-01

唐陽煤礦632工作面，平均埋深540～720 m；煤厚5.76 m；煤層傾角6°～18°，平均12°；煤巖結構簡單，兩側分布F29和DF5大斷層；屬“斷層夾持型”工作面。

1 632工作面沖擊危險性評價

1.1 綜合指數法評價

1.1.1 地質因素評定

唐陽煤礦632工作面地質因素影響下沖擊地壓危險性指數Wtl=0.42，介于0.3～0.5之間，具有弱沖擊危險[1]。

1.1.2 開采技術條件評定

632工作面開采技術條件導致的沖擊地壓危險指數為Wt2=0.35，介于0.3～0.5之間，具有弱沖擊危險。

1.2 可能性指數法評價

1.2.1 采場應力分布

632工作面埋深按H=700 m計算，煤層上應力集中系數按k=1.3，巖石重力密度γ=2.5×104 N/10-3 m計算，則最大應力為kγH=22.75 MPa，煤層單向抗壓強度σc=22.58 MPa，處于發生沖擊地壓的基本應力水平線上。

1.2.2 煤體沖擊傾向性

實驗室測試得632工作面煤層的沖擊傾向性指數約為WET=5.09，具有強沖擊傾向性。

1.2.3 隸屬度UIc計算

應力對“發生沖擊地壓”事件隸屬度UIc=0.5。

1.2.4 隸屬度UWET計算

沖擊傾向性對“發生沖擊地壓”事件隸屬

UWET=1.0。

1.2.5 沖擊可能性指數U確定

U =（UIc+UWET）/2 （1）

根據公式（1）可得：632工作面的可能性指數U=0.75。

1.2.6 診斷某一點沖擊地壓發生的可能性

U=0.75，介于0.6～0.8之間，屬可能發生沖擊地壓工作面，說明632工作面存在一般發生沖擊地壓的力源條件，在工作面采掘到斷層區域或頂板巖層運動時，可能發生沖擊地壓。

1.3 經驗類比法

根據經驗類比法分析，632工作面主要沖擊地壓危險區域有14個，其中微小沖擊危險區域8個，一般沖擊危險區域5個，較強沖擊危險區域1個。

1.4 632工作面沖擊危險性評價

綜合分析綜合指數法、可能性指數診斷法和經驗類比法的結果，根據沖擊地壓分級方法，632工作面整體上具有弱沖擊危險。

2 632工作面沖卸壓措施

2.1 煤層預注水

2.1.1 理論分析

煤層預注水[2]是在采掘前，對煤層進行全方位、長時壓力注水，目的是通過壓力水的物理化學作用，改變煤的物理力學性質，減弱或者消除沖擊危險。煤層預注水是一種積極主動的區域性防范措施，不僅能消除或減緩動力現象威脅，而且可起到消塵、降溫，改善勞動條件的作用。

2.1.2 注水技術方案設計

注水孔在軌道順槽一則沿傾向下行鉆孔布置，與煤層走勢一致；注水孔超前工作面煤壁40～100 m，注水孔直徑Φ56 mm；注水孔長度為工作面煤體傾向長度2/3；注水孔間距為10 m，平行布置；封孔長度為5 m；初設注水壓力不小于5 MPa。如圖1所示。

2.2 鉆孔卸壓

2.2.1 理論分析

鉆孔卸壓[2]是利用鉆孔方法消除或減緩沖擊地壓危險的解危措施。鉆進愈接近高應力帶，鉆孔沖擊頻度越高，強度也越大。因此每個鉆孔周圍形成一定破碎區，當這些破碎區互相接近后，便能使煤層破裂卸壓。鉆孔卸壓的實質是利用高應力條件下，煤層中積聚的彈性能來破壞鉆孔周圍的煤體，使煤層卸壓、釋放能量，消除沖擊危險。

2.2.2 鉆孔卸壓技術方案設計

鉆孔卸壓一般采用大直徑鉆孔方式。根據唐陽煤礦實際開采條件和施工條件，選取鉆孔參數為：鉆孔孔深20 m，孔徑Φ110 mm，孔距3～5 m，鉆孔距離地板1.2 m。

3 結語

（1）唐陽煤礦632工作面屬于斷層夾持型工作面。

（2）采用綜合指數法、可能性指數法和經驗類比法得到632工作面具有弱沖擊危險性。

（3）采用煤層預注水和鉆孔卸壓等措施可預防沖擊地壓的發生。

參考文獻

[1]錢鳴高，劉聽成.礦山壓力及其控制[M].北京：煤炭工業出版社，1992.

[2]潘立友，張立俊，劉先貴.沖擊地壓預測與防治實用技術[M].徐州：中國礦業大學出版社，2006：25-34.