孟巴煤礦1307工作面沖擊地壓防治方案與應用

（徐州礦務集團有限公司，江蘇徐州 221000）

1.工作面概況

孟巴煤礦1307工作面位于井田南翼采區(qū)下山南側，為三分層工作面，北到采區(qū)下山保護煤柱，南距1207面切眼160m，東部為1111下方二分層未采區(qū)，西部為1203下方三分層未采區(qū)，上覆為1205、1207采空區(qū)。

工作面沖擊地壓危險區(qū)域的防治主要有三個目的：（1）對工作面巷道周圍的煤巖體進行弱化，降低其強度與應力集中程度，或使應力高峰區(qū)向巖體深部轉移；（2）降低覆巖破斷等震源能量的大小，降低其對高應力煤體的動態(tài)擾動影響；（3）采取上述措施后，降低沖擊地壓的危險程度。

危險區(qū)域分布區(qū)域如：（1）工作面初次來壓80m。（2）工作面回采110m～130m，一次見方區(qū)域，壓力集中。（3）工作面回采至聯(lián)絡巷工作面對接，受刀把面與聯(lián)絡巷內(nèi)斷層共同影響，工作面對接期間應力集中區(qū)。（4）工作面推進至317m時，工作面內(nèi)見F15斷層，受斷層影響，工作面壓力有明顯變化。（5）工作面回采至488m～548m停采線段，進入煤柱區(qū)域，該區(qū)域壓力明顯增大。

2.工作面采前預卸壓措施

2.1 煤體大直徑鉆孔卸壓

大直徑鉆孔卸壓是指在煤巖體內(nèi)應力集中區(qū)域或可能的應力集中區(qū)域實施直徑通常不小于100mm的鉆孔，通過排出鉆孔周圍破壞區(qū)煤體變形或鉆孔沖擊地壓所產(chǎn)生的大量煤粉，使鉆孔周圍煤體破壞區(qū)擴大，從而使鉆孔周圍一定區(qū)域煤巖體的應力集中程度下降或者高應力轉移到煤巖體的深處或遠離高應力區(qū)，實現(xiàn)對局部煤巖體進行解危的目的，起到預卸壓的作用[1-2]。1307工作面停采線附近存在下山煤柱，沖擊危險較高，故采用大直徑鉆孔進行卸壓，鉆孔布置參數(shù)見表1。若施工過程中壓力較大，可先采取煤體爆破，然后再施工大直徑鉆孔卸壓。

表1 1307工作面大直徑鉆孔設計參數(shù)

表2 底板煤體爆破設計參數(shù)

2.2 煤體卸壓爆破

1307工作面所采Ⅵ煤單軸抗壓強度超過20MPa，需對強沖擊危險區(qū)底板煤體進行爆破，爆破參數(shù)見表2。底板爆破孔深度可視底煤厚度調整，若底板煤體厚度小于2m可不進行底板煤體爆破。

圖1 頂板深孔爆破孔布置

2.3 頂板深孔爆破

1307工作面下道停采位置設計在下山煤柱中，回采過程中沖擊危險高，應對頂板進行爆破處理，1307工作面頂板爆破剖面圖如圖1所示，若設計炮孔角度較大，難以裝藥，可沿巷道走向偏轉炮孔方向，降低炮孔角度。頂板孔爆破后，應及時分析微震信號，評估卸壓效果。

3.及時解危措施

1307工作面綜合指數(shù)法評價具有中等沖擊危險，并根據(jù)多因素耦合法劃分了沖擊危險范圍及等級，工作面回采過程中，對下山煤柱區(qū)、斷層、巷道交叉以及“見方”區(qū)域應加強監(jiān)測，當通過微震法、鉆屑法或其他方法監(jiān)測到有危險時，及時進行解危。解危措施主要包括大直徑鉆孔、煤體卸壓爆破、頂板深孔爆。

4.管理措施

4.1 加強管理

（1）加強沖擊地壓防治技術、管理等制度建設。（2）每隔一定時間（可視沖擊地壓危險情況而定）對礦井礦壓顯現(xiàn)情況進行一次綜合分析，根據(jù)分析情況提出下一時間段防治的重點，并安排進行處理。（3）加強沖擊地壓防治技術管理，定期組織相關技術人員學習管理經(jīng)驗和防治技術。（4）當?shù)V壓防治與回采生產(chǎn)發(fā)生沖突時應停止生產(chǎn)，生產(chǎn)為安全讓步，抓緊時間進行礦壓防治，確保安全生產(chǎn)。

4.2 加強沖擊地壓顯危險監(jiān)測與分析

（1）沖擊地壓危險區(qū)域必須進行日常監(jiān)測，每天對微震、礦壓等監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析。（2）建立礦壓顯現(xiàn)及時匯報制度。

5.安全防護

1307工作面回采過程中，兩巷受超前采動應力影響，尤其是鄰空側回風巷受懸頂影響，巷道礦壓顯現(xiàn)頻繁，為保證安全回采，不僅要加強監(jiān)測、及時卸壓，同時也要制定合理的安全防護措施。基于礦方已有的回采工作面礦壓防治制度，補充如下[3-4]：

（1）1307工作面正常回采期間，嚴格控制兩巷通行人員，加強工人安全培訓，制定合理避災路線，發(fā)現(xiàn)巷道有異常征兆，需快速撤離。（2）回風巷的卸壓措施需在工作面檢修班期間實施，嚴禁工作面回采期間在采動影響的應力異常區(qū)進行卸壓工作，同時工人施工過程中需要穿戴防沖服。（3）巷道頂板深孔爆破應嚴格按照規(guī)章制度執(zhí)行，在工作面檢修期間爆破，同時撤出巷道所有人員。

6.結論

（1）從開采深度、煤巖的物理力學性質、煤層厚度變化、頂板巖層結構特點、頂板活動、地質構造等6個自然因素，以及工作面巷道布局、頂板管理、上分層遺留煤柱、采空區(qū)邊界、底煤厚度、周期來壓、工作面“見方”等7個開采技術因素，對1307工作面的沖擊地壓危險進行了分析，得出煤巖的物理力學性質、頂板巖層的結構、地質構造、老頂?shù)某醮纹茢嘁约爸芷谛云茢唷⑾锏啦贾谩⑸戏謱舆z留煤柱和采空區(qū)邊界、底煤留設厚度影響、周期來壓、“見方”等，是1307工作面沖擊地壓發(fā)生的主控因素。（2）經(jīng)過現(xiàn)場實踐取得良好效果，有效減弱了礦壓對工作面的影響，降低沖擊地壓危害程度，預防沖擊地壓事故，提高工作面生產(chǎn)的安全性。