基于應力在線監測的回采工作面沖擊地壓危險性分析

包鑫陽 馬烽 韓大永

摘 要：為有效防治工作面沖擊地壓災害，采用應力在線監測手段對紅陽三礦1204-2回采工作面進行監測，結果表明，紅陽三礦1204-2工作面發生沖擊地壓的危險性不大，可以進行安全開采；也說明應力在線實時監測可以作為一種達到有效防沖目的的手段，現場應用性能良好。

關鍵詞：應力在線；沖擊地壓；危險性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.11.063

沖擊地壓是復雜的礦井動力災害[1-2]，沈陽焦煤股份有限公司紅陽三礦是典型的沖擊地壓礦井，其開采深度達到1000m以上，開采中工作面沖擊顯現強烈，為此，該礦井安裝了應力在線系統，監測工作面開采過程中的實時應力數據，據此推演和判斷其發生沖擊地壓的可能性，以期為該礦井工作面采掘過程中的沖擊地壓防治提供借鑒。

1 1204-2工作面應力在線布置

對1204-2工作面進行了應力在線布置，如圖1所示。具體方式為：1）回風順槽共布置兩段，第一段自工作面前方20m開始，沿回風順槽上幫布置測點組，第二段在距回風順槽出口520m～560m段沿兩幫布置測點組。每個測點組布置兩個測點，即一個淺孔，一個深孔，孔深分別為8m和14m，組內測點間距約1.5m，第一段相鄰兩測點組間距約20m，共計布置10組，第二段相鄰兩測點距如圖1所示，共布置6組；2）運順順槽也布置兩段：第一段，沿兩幫布置，下幫自工作面前方20m、上幫自工作面前方40m分別開始布置測點組；第二段，在距運輸順槽出口400m～500m段沿順槽兩幫布置測點組。每個測點組布置兩個測點，即一個淺孔，一個深孔，孔深分別為8m和14m，組內測點間距約1.5m。上幫自工作面前200m測點間距約20m，以外40m；下幫測點間距約40m。

2 基于應力在線數據的沖擊危險性分析

自1204-2工作面生產以來，工作面兩順共布置應力在線測點約40組，監測數據量大，因此結合回采和測點組布置情況，選取部分測點組進行分析。其中回風順槽選擇2#、3#、7#、8#、14#、16#測點組；運輸順槽下幫選擇2#、3#、7#、8#、12#測點組，上幫（區段煤柱側）選擇1#、4#、8#測點組，基本覆蓋工作面兩順已回采地段和當前工作面超前影響范圍。測點組具體位置如表1所示。

選取2018年1月1日～3月22日的監測數據進行分析，測點監測數據曲線圖如圖2所示。由于數據量巨大，這里僅拿出部分數據進行展示說明。亦由于安裝和其它一些因素，回風順槽2#、8-1#、7-1#、16-1#測點出現負值或波動較大，數據失真，在此不做分析。

圖2給出了工作面回采超前影響范圍內應力測點隨采動影響的變化，反映了工作面前方煤體應力的變化趨勢。例如，回風順槽7#、14-1#測點和運輸順槽7-1#、8#、12#、4-1#煤柱、8#煤柱測點在工作面推到一定距離時均發生變化，很好的反映了工作面回采的超前影響范圍；7-2#測點由于人工補壓產生較大波動，但在補壓后波動較小；除上述測點外，其余各測點基本無大的波動。總的來說，各個測點應力監測值變化較小，且不超過預警指標，主要原因是監測區域內實施

了大直徑鉆孔卸壓，煤體應力集中程度低，沖擊危險程度低。

為了準確掌握工作面回采超前影響范圍，現對受采動影響顯現明顯的測點進行分析，選擇回風順槽14-1#測點和運順順槽8-1#測點（8#測點組的兩個測點是同步變化，因此選取一個進行分析）作為分析對象，各測點監測值與推進距離的關系如圖3所示。

由圖3可知，14-1#測點和8-1#測點應力值在初始階段均降低，并達到一定程度后趨于穩定。當工作面推進到距14-1#測點93m和距8-1#測點70m處，兩測點監測數值開始升高，且升高幅度不大，但能反映超前影響范圍。因此，根據應力在線數據分析，建議在工作面回采期間，工作面前方100m（考慮一定的富余量）范圍內煤體作為關鍵區域，應特別加強工作面前100m范圍內的沖擊監測預警及防沖措施，保證工作面安全開采。

3 結論

采用微震監測手段，對紅陽三礦1204-2工作面回采期間的實時應力進行了分析，總體認為本工作面發生沖擊地壓的危險性和微震程度都不大，可以進行安全開采。也說明應力在線監測手段可以對沖擊地壓的防治工作提供一定的參考和借鑒。

參考文獻：

[1]竇林名，何學秋.沖擊地壓防治理論與技術[M].徐州：中國礦業大學出版社，2001.

[2]潘一山.煤礦沖擊地壓[M].北京：科學出版社，2018.

作者簡介：包鑫陽（1987-），男，遼寧沈陽人，碩士研究生，兩防辦主任，研究方向：礦山壓力與礦井動力災害防治相關研究。