王家寨煤礦8202工作面沖擊地壓的危險性分析

楊中星等

摘 要：文章通過使用鉆孔應力計對八采區8202工作面進行沖擊地壓監測，并對存在危險區域進行危險性分析，將危險區域劃分為3個區域。分析結果表明，必要時采取放炮解危缷壓，可保證工作面的安全生產。

關鍵詞：鉆孔應力計；沖擊地壓監測

中圖分類號：TD324 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）18-0177-02

1 工作面概況

8202工作面位于-510水平，八采區，工作面北鄰DF16斷層，西鄰8201-Ⅱ工作面，南接八采軌道巷運輸巷，東鄰F3-4斷層。地面相對位置位于翟鎮石灰峪村東南10～100 m的農田中。

目前8202工作面正在開采煤層為2煤，該工作面地面標高為+209～+221 m，工作面標高為-510.81～-558.2 m。工作面走向長為132 m，傾斜長平均為98 m。

該工作面距地表垂深約719.81～779.2 m，回采后對地表影響較小，地表可能會出現斑裂。具體位置如圖1所示。

2 沖擊地壓和卸壓基本情況

王家寨煤礦2煤層歷史上未發生過沖擊地壓事故，但是隨著開采深度、開采強度的增加，構造的影響，工作面巷道掘進和回采過程中的動力現象將越來越多。

根據該礦實驗測的二層煤沖擊傾向性測定結果，見表1，對比中華人民共和國煤炭行業標準GB/T 25217.2-2010《煤層沖擊傾向性分類及指數的測定方法》，可以認為王家寨煤礦二層煤具有弱沖擊傾向性，頂底板具有弱沖擊傾向性。在一定的煤層賦存條件、地質條件、開采條件以及大面積采空區懸頂等條件下，有發生沖擊地壓的危險。

3 沖擊地壓發生機制

強度比較高的煤（巖）層，受構造運動和采場推進影響而形成的高度應力集中和高能級的彈性變形能的儲存，是沖擊地壓發生的根本原因。沒有采取釋放應力和能量的措施，在可能有高度應力集中和高能級彈性能釋放的部位推進采掘工作面，是沖擊地壓得以實現的條件。

3.1 自然地質條件

3.1.1 煤層性質

煤的強度、沖擊傾向性、彈脆性等力學性質；煤的厚度、埋深、含水率、孔隙度、煤層結構等物理性質。根據王家寨煤礦對2煤層所做的煤層沖擊傾向性鑒定可知，2煤層弱沖擊傾向性。

3.1.2 開采深度

當開采深度超過臨界深度后，就可能發生沖擊地壓災害，開采深度越大，其沖擊地壓發生的強度和頻率就越大。8202工作面開采深度在719～779 m之間，已達到發生沖擊地壓的深部條件，存在發生沖擊地壓的危險。

3.1.3 煤層頂底板巖層性質

煤系的巖性及其組合特征，特別是煤層頂底板的巖石強度、巖層厚度等與地壓動力現象密切相關。根據王家寨煤礦對2煤層所做的煤層沖擊傾向性鑒定可知，2煤層頂底板具有弱沖擊傾向性。

3.1.4 地質構造

褶曲構造、斷裂構造展布形態，局部地應力異常，煤層厚度和傾角突變等。8202工作面揭露多條斷層，在斷層區域存在發生沖擊地壓的可能。

3.2 開采因素

①8202工作面進風巷與8201-Ⅱ工作面之間距離為20 m左右，正處于8201-Ⅱ采空側壓的高應力區域，在擾動等因素的誘發下，有可能發生沖擊地壓。

②工作面推進一定的距離，且未采取降低應力和釋放能量條件下，煤層變形能量釋放范圍、釋放程度較充分，沖擊能量達到局部破壞的程度。

4 工作面沖擊地壓危險區域評價

4.1 沖擊地壓危險類型分析

通過理論研究和類似條件下沖擊地壓案例分析，結合2煤層構造條件和8202工作面采動的分析，對沖擊地壓危險類型進行劃分和分析，8202工作面整體上沖擊地壓危險性不大，但局部構造區域具有沖擊危險，在靠近8201-Ⅱ工作面煤柱區域、斷層附近、斷層尖滅處、經過或臨近斷層等進行的工作面開采會造成應力積聚，進而誘發沖擊地壓，需加強監測與防治。

4.2 8202工作面沖擊地壓危險區域劃分

通過理論分析，結合8202工作面地質條件和開采情況，8202工作面回采期間沖擊地壓危險區域如圖2所示。

C區域為8202工作面進風巷與8201-Ⅱ工作面圍成的煤柱區域，受8201-Ⅱ采空區側壓高應力區域影響，回采期間巷道變形嚴重，易于誘發沖擊地壓，具有一般沖擊危險。

B區域為8202工作面回風巷與8202運輸巷組成的不規則煤柱，在貫通以及回采期間，受應力擾動影響，易于誘發沖擊地壓，具有一般沖擊危險。

D區域為八采北翼運輸巷與8201探巷交匯處區域，受F12-3大斷層以及附近密集巷道影響，該區域在應力擾動影響下，易于誘發沖擊地壓，具有一般沖擊危險。

以上危險區域在回采時需加強監測，發現危險要及時卸壓，采取勻速慢推的方法回采，保證安全生產。

5 沖擊地壓防治措施

根據所劃分的危險區域，運用應力觀測法進行沖擊地壓危險性的監測，采用主動承壓式鉆孔應力傳感器進行工作面回采期間的應力監測。

將鉆孔應力計安裝在上述劃分的危險區域，觀測該區域煤體在靜態和在動壓影響（工作面采動影響）下的應力變化情況，結合鉆屑法監測沖擊地壓危險性。

6 結 語

通過對8202工作面沖擊地壓危險性分析，得出以下主要結論：

①8202工作面回采期間沖擊地壓危險區域劃分為C區域、B區域和D區域三個區域，并分析了各區域的危險程度。

②根據沖擊地壓危險性分析結果，提出了相應的防治措施。

③評價結果可為相似條件煤礦沖擊地壓分析提供參考。

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