綜合防沖技術在五龍煤礦的實踐

劉智　趙士聰　計占民

【摘 要】本文介紹了五龍煤礦3322B工作面概況和發生沖擊地壓的情況，并以3322B工作面為例，介紹了五龍煤礦的綜合防治沖擊地壓技術實踐及經驗，相關預防沖擊地壓技術對于其他具有沖擊地壓危險的煤礦具有借鑒意義。

【關鍵詞】沖擊地壓；卸壓；防沖；集中應力

1 3322B工作面概況

五龍煤礦是阜新礦業（集團）有限責任公司的主力生產礦井，是我國“一五”期間156個重點建設項目之一，于1957年6月建成投產。原設計生產能力150萬噸，后經多次技術改造，2011年7月重新核定生產能力為240萬噸。由于開采歷史較長，該礦的采場布局不可避免地受到各集中應力區的影響[1]。該礦3322B工作面位于五龍煤礦工業廣場以南，Ⅲ帶巖墻以北，Ⅱ帶巖墻以西的區域。開采煤層為太平下層煤，采面走向長1240m，工作面長136m，可采儲量210萬噸，走向長壁綜合機械化采煤。該面的運輸巷、回風巷及切眼相對上方的3322A面內錯6m布置，即下組工作面布置在上組采空區以下10.7m位置。工作面北側和上部均有采空區，受礦壓作用明顯。

2 工作面沖擊地壓情況

五龍煤礦2012年共發生礦震26次，其中1.0ML以下礦震5次，1.0～2.0ML礦震15次，2.0～3.0ML礦震6次，最大震級3.0ML。其中，無破壞性礦震20次，最大震級3.0ML，有破壞性及有輕度顯現的沖擊地壓6次，最大震級2.1ML。在所發生的沖擊地壓事件中，主要的破壞形式是巷道底鼓、兩幫移近、支架歪斜、設備傾斜，底鼓量一般達到0.3～0.5m，兩幫移近量一般達到0.2～0.3m，垛式支架歪斜量有時達0.5m，皮帶機或刮板運輸機局部傾斜移位有時可達0.3～0.5m。

3 工作面綜合防沖實踐

3.1 3322B工作面沖擊地壓危險域劃分

根據該面位置與兩大煤柱和各采終面的關系，將采面巷道按防沖級別的不同劃分為嚴重沖擊危險區、中等沖擊危險區和無沖擊危險區三類。

（1）嚴重沖擊危險區：該區域總計為1006m，其中，外回風巷124m；運輸巷451m；回風巷431m。

（2）中等沖擊危險區：該區域總計為461m，其中，回風巷161m，運輸巷110m，材料軌道巷190m。

（3）除去上述兩個區域，其它巷道區域均為無沖擊危險區。

3.2 3322B工作面防沖技術

3.2.1 高壓注水和鉆孔卸壓

3322B工作面外回風巷于2011年1月16日白班拉門施工，支護上采用了長短錨索+U棚聯合支護，由于煤炮多發，威力較大，震感較強，隨于2月27日白班停止掘進（已掘進47m）。采取了如下防沖措施：在停掘工作面沿著施工前進方向打6個注水卸壓孔，孔深65m，孔徑Φ87mm，然后進行高壓注水，累計注水約650m3。高壓注水過程中誘發多次較強煤炮發生，卸壓效果明顯。該面停掘后，通過施工道改由另一個方向施工，剩余78m貫通時又停掘，在里側掘面沿掘進方向施工9個卸壓鉆孔，孔深78m，孔徑Φ153mm。當這兩項防沖工程施工完畢再重新掘進施工時，煤炮等動壓現象均消失，于5月6日白班外回風巷安全貫通。

3.2.2 卸壓爆破

6月23日白班，3322B工作面回風巷掘進1016m時，檢測屑量達到3.2kg/m，處于超標狀態。隨即對掘面采取爆破卸壓措施：在工作面打2個10m深的超前爆破卸壓孔，分別裝藥。把作業人員全部撤至150m安全距離以外后，引爆炸藥，誘發了2.2級的沖擊地壓。此次沖擊雖然對巷道造成一定程度的破壞，但由于全部及時地撤離了作業人員，成功地避免了一次可能對作業人員造成的人身傷害，實現了對煤體的安全卸壓。

3.2.3 爆破與注水組合卸壓

由于3322B工作面局部含有夾石時增加了煤體強度，單一采用高壓注水時很難將煤體壓裂，不易達到卸壓目的。對此，首先對防沖注水孔進行爆破預裂，人為降低煤巖體強度，而后再進行高壓注水，由此形成了巷道保護帶，這在很大程度上避免或減弱了因沖擊地壓造成的巷道破壞。

3.2.4 垛式支架強力支護

鑒于3322B工作面遇到的高應力狀況，僅靠錨桿錨索聯合支護已不能滿足巷道支護需求，在掘進和回采期間，對嚴重沖擊危險區域的巷道安設成組垛式支架，增加巷道的支護強度，提高巷道抵御沖擊地壓的能力。實踐證明，在嚴重沖擊危險區，高強度支護是維護巷道、保證有足夠作業空間、保證人身及設備安全的最成功有效的措施和途徑。

3.2.5 降低采面進度，減少擾動

通過觀察，發現3322B工作面推進度對沖擊地壓發生有一定的影響，當推進度為3.3m～4.4m/d時，發生沖擊就相對頻繁，當把推進度降到2.2m/d時，沖擊次數相對減少，為此將該面的推進度降到2.2m/d。

4 結論

五龍煤礦發生沖擊地壓的原因：一是隨著開采深度的增加導致地應力增加；二是歷史上不合理的開采順序和工作面布局，在煤層群開采系統中存在多個采動應力集中帶區。煤柱區應力活動、采場應力活動和各種生產活動的擾動因素決定了五龍礦礦震（有時發展為沖擊地壓）發生的頻率、規模、強度乃至破壞性的大小。對于沖擊地壓的預防，需要通過“四位一體”的綜合防治措施，并采用針對有效的消沖技術，才能達到較好的預防沖擊地壓的效果。

【參考文獻】

[1]李雪青.阜礦集團五龍煤礦沖擊地壓事故分析與綜合防治技術研究[D].遼寧工程技術大學，2005.

[責任編輯：丁艷]