大雁二礦深部煤礦動(dòng)力災(zāi)害綜合防治與生產(chǎn)實(shí)踐

高 峰

(神華大雁集團(tuán)公司 敏東一礦，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021122)

深部煤礦動(dòng)力災(zāi)害是特定地質(zhì)賦存條件下的煤巖體系統(tǒng)由于采礦活動(dòng)在變性破壞過(guò)程中能量的穩(wěn)定態(tài)積聚、 非穩(wěn)定態(tài)釋放的非線性動(dòng)力學(xué)過(guò)程，是外部載荷環(huán)境、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其物理學(xué)性質(zhì)的綜合反映。其形成過(guò)程非常復(fù)雜，涉及地質(zhì)、采礦、地球物理、巖石力學(xué)和非線性動(dòng)力學(xué)等交叉學(xué)科，同時(shí)該問(wèn)題具有明顯的時(shí)空演化特征。多以煤礦沖擊地壓、頂板大面積來(lái)壓、礦震等動(dòng)力型釋放方式表現(xiàn)。

第二煤礦三水平三段30# 煤層綜放工作面自2010年2月份以來(lái)，已連續(xù)發(fā)生七起較強(qiáng)烈的動(dòng)力釋放型頂板周期來(lái)壓現(xiàn)象。具體表征為：來(lái)壓時(shí)發(fā)生巨大聲響，沉積煤塵飛揚(yáng)，巷道底板有明顯震顫感，超前支護(hù)和設(shè)備有明顯位移，工作面前半部硬幫煤壁有拋煤現(xiàn)象，拋煤地點(diǎn)往后架前瓦斯超限，前后端頭頂板有下沉現(xiàn)象。集團(tuán)公司、第二煤礦領(lǐng)導(dǎo)組織公司各部門(mén)專(zhuān)家經(jīng)過(guò)論證，初步認(rèn)定為進(jìn)入深部開(kāi)采后的高地應(yīng)力與采動(dòng)應(yīng)力場(chǎng)疊加條件下，較完整、堅(jiān)硬煤體積聚能量的動(dòng)力型釋放現(xiàn)象。現(xiàn)將第二煤礦綜合防治手段闡述如下。

1 煤層及頂?shù)装迩闆r

三水平三段30＃ 綜放工作面位于位于三水平二段第12 勘探線至第18 勘探線之間，30 煤層內(nèi)。該回采工作面距地表501m-660m。30 煤層為特厚煤層，在該回采范圍內(nèi)總體平均厚度為14.16m，其煤層結(jié)構(gòu)為3.56（0.25）9.04（0.07）1.24。本工作面前后兩巷高度2.80m，頂煤平均厚度為9.29m，底煤平均厚度為1.88m，其中運(yùn)輸巷底煤平均厚度為1.00m，回風(fēng)巷底煤平均厚度為2.75m。基本頂中砂巖厚度4.80 米，特征膠結(jié)程度較差，較松散；直接頂粉砂質(zhì)泥巖，厚度0.93 米，特征固結(jié)性較差，較軟；直接底泥巖，厚度1.45 米，特征固結(jié)性較好；老底含礫泥巖，厚度19.7 米，固結(jié)性較好、較硬，礫徑一般在0.5-2.0cm 之間，礫石分選性和磨圓度較差，泥質(zhì)膠結(jié)，松散。

2 工作面綜合治理

2.1 煤層超前卸壓

利用檢修時(shí)間在前、 后兩巷距工作面硬幫煤壁20 米各施工一組深孔預(yù)裂炮眼。炮眼沿傾向布置在同一直線上，共施工三個(gè)炮眼。炮眼眼深6.5m，炮眼間距1.5 米。為保證上肩窩處達(dá)到預(yù)期預(yù)裂效果，靠近上幫的預(yù)裂炮眼眼底偏向巷道上幫，炮眼與頂?shù)装宸ň€成75°夾角；中間炮眼垂直頂板；下幫炮眼眼底偏向巷道下幫與頂?shù)装宸ň€成75°夾角。每孔裝藥量1.428kg （四卷藥）。預(yù)裂炮眼步距為一個(gè)圓班推進(jìn)度（3.3m）。分孔裝藥一次起爆。

2.2 噴霧降塵增加空氣濕潤(rùn)度

綜采沿線按隊(duì)組劃分區(qū)域，專(zhuān)人定期沖刷巷道。工作面10#、20#、30#、40#、50#、60# 液壓支架架前噴霧必須保證常開(kāi)狀態(tài)。30#、50#、70#、 尾溜噴霧保持常開(kāi)狀態(tài)，121#、120#、119#、118# 尾溜噴霧除檢修時(shí)間外必須保持常開(kāi)，充分濕潤(rùn)頂板煤幫和支架金屬物體表面，避免摩擦、碰撞出現(xiàn)火花。

2.3 監(jiān)測(cè)監(jiān)控

沿工作面上、中、下部設(shè)置三個(gè)觀測(cè)區(qū)，即100 號(hào)、80 號(hào)、60號(hào)、40 號(hào)、20 號(hào)支架。每部支架安設(shè)一臺(tái)KBJ-60III-1 型綜采支架壓力記錄儀，觀測(cè)支架前柱及后柱的載荷分布規(guī)律。根據(jù)觀測(cè)結(jié)果及時(shí)調(diào)整工作面支架工作阻力。在回風(fēng)巷距工作面硬幫10米范圍內(nèi)在安設(shè)一臺(tái)甲烷傳感器，吊掛位置距工作面下幫300—400mm 范圍內(nèi)，監(jiān)控工作面瓦斯?jié)舛取Ｍ咚钩蘖⒓醋詣?dòng)斷電。

2.4 工作面拋煤防護(hù)

工作面推至距上次來(lái)壓20 米時(shí)，將工作面60# 支架至1#支架段采高逐步降至2.9m，使支架護(hù)幫板可以有效護(hù)幫，減少來(lái)壓時(shí)煤體拋出。工作面50# 支架往前用10 根1m 長(zhǎng)槽鋼安設(shè)在托纜箱上，槽鋼間距5m，槽鋼間懸掛尼龍網(wǎng)防護(hù)遮擋飛煤，尼龍網(wǎng)高度0.8m。當(dāng)工作面推進(jìn)距上次來(lái)壓20m 時(shí)，無(wú)特殊原因嚴(yán)禁任何人員進(jìn)入機(jī)道作業(yè)。如因工作需要必須進(jìn)入時(shí)，必須采取可靠的護(hù)幫護(hù)頂措施，否則不許工作。

3 結(jié)論

鑒于第二煤礦采場(chǎng)實(shí)際條件，無(wú)法實(shí)現(xiàn)開(kāi)采解放層，從根本上消除動(dòng)力災(zāi)害的威脅。但通過(guò)大雁第二煤礦綜合防治措施的嚴(yán)格執(zhí)行，使前后兩巷煤體應(yīng)力變化明顯，實(shí)施深孔預(yù)裂爆破，可以有效破壞頂板應(yīng)力分布。對(duì)于煤礦深部動(dòng)力災(zāi)害的釋放有明顯的減緩效果，實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)。

[1]楊位亮.祁南煤礦南大巷瓦斯災(zāi)害綜合防治[J].采礦技術(shù)，2005(01).

[2]馬建，王震.煤礦工作面動(dòng)力災(zāi)害綜合預(yù)警方式[j]科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，35.