某千米復雜深井防沖解危措施的初步探討

摘要：根據已有研究資料，確定某千米復雜礦井沖擊機理主要有高壓應力差導致的剪切沖擊機理和軟煤蠕變滑移沖擊機理，采取相應的解危手段及監測裝備，對危險區域卸壓并實時監測、檢驗卸壓效果，最終實現安全開采。

關鍵詞：沖擊機理；解危措施；KJ550；卸壓

隨著煤礦開采深度的增加，開采強度的增大，煤礦安全開采所面臨的問題日益復雜。沖擊地壓作為一種動力災害事故，所造成的危害也越來越嚴重。目前，沖擊地壓治理的主要思路首先是對沖擊機理的研究，進而有針對性的實施防治及監測手段[1]。

1 礦井概況

本礦井屬于東北地區大型井工礦井，目前主要采區埋藏深度超過1000m，采區內A掘進工作面煤層厚度4.7m，含1.2m厚的夾矸，采用綜合機械化放頂煤一次采全高開采方法。A掘進工作面所處空間位置復雜，本層煤工作面與上層煤工作面在空間上正交布置，上層煤已回采完畢，遺留數個10m寬的小煤柱，因此，A工作面在掘進過程中將穿過數個采空區遺留煤柱與采空區交叉影響的區域，示意圖見圖1[2]。

通過對已有動力現象及數據的研究，確定本礦井沖擊機理主要有高壓應力差導致的剪切沖擊機理和軟煤蠕變滑移沖擊機理。

2 數據分析

KJ550系統目前主要用于監測A掘進工作面運輸順槽和B回采工作面運輸順槽，KJ550系統多個測點出現了沖擊地壓預警，巷道測區內應力云圖如圖2所示，通過應力云圖可以明顯的看到高應力區分布情況[3]。

通過巷道內動力顯現情況來看，A掘進工作面運輸順槽掘進頭后方處于高應力區域，結合監測數據，圍巖應力發生了不同程度的回遷，因此在本區域內存在高應力區及應力衰減形成的剪切區，應密切做好卸壓、監測、檢驗工作，預防蠕變沖擊和剪切沖擊事故的發生。

3 解危措施

掘進之前做好超前卸壓，掘進過后做好滯后卸壓與支護工作。（注：各項工作必須符合《煤礦安全規程》規定，符合礦方《作業規程》）

3.1 大直徑鉆孔卸壓

采用大直徑鉆孔卸壓，可以降低煤體密度，有效的緩解應力集中程度，使應力向工作面深部轉移，在圍巖中形成應力的三向化分布。實施大直徑鉆孔卸壓作為常規卸壓措施，實施地點為巷道兩幫，掘進頭后方200m范圍，建議施工參數如下：

孔深：不小于20m；

鉆孔直徑：不小于113mm；

孔間距：1m/個，具體鉆孔密度根據監測數據進行優化；

鉆孔角度：沿煤層傾角；

注意事項：保證卸壓鉆孔施工質量，必須達到設計參數。

3.2 斷底煤

根據現場情況，在底煤超過1m的順槽內，可采取沿走向在巷道兩個底角斷底煤措施。實施直徑不小于113mm的卸壓鉆孔，孔間距1m/個，傾角建議45°，具體傾角礦方可以根據現場情況進行微調。

3.3 效果檢驗

卸壓措施施工后，使用KJ550監測系統與鉆屑進行卸壓效果檢驗，煤柱影響段應用KJ550系統做好實時的監測、檢驗工作，保證KJ550系統各測點的應力值不超過8MPa，且煤粉量不超過臨界指標，實現巷道兩幫20m范圍內處于低應力狀態，在保證安全的前提下進行采掘工程。

4 結論

通過科學手段研究、掌握致災機理，采取相應的解危手段及監測裝備，對危險區域卸壓并實時監測、檢驗卸壓效果，最終實現安全開采的目的。

參考文獻：

[1]潘一山，李忠華，章夢濤，等.我國沖擊地壓分布、類型、機理及防治研究[J].武漢：巖石力學與工程學報，2003，22（11）：18441851.

[2]王兵，董新宇，王斌，張益超.某千米復雜深井沖擊機理的初步探討[J].煤礦現代化，2014，（02）：4849.

[3]趙俊峰，張益超.KJ550沖擊地壓監測系統在某千米深井中的應用[J].煤礦現代化，2014，（01）：3335.

作者簡介：張益超（1988），男，采礦專業，助理工程師，現在中煤科工集團西安研究院有限公司從事科研工作。