龍家堡礦沖擊地壓解危技術方案研究

元永國 王 瑞 劉美佳

（遼源職業技術學院,吉林 遼源136200）

1 礦井概況

龍家堡礦區隸屬吉林省長春市所轄九臺市,南西距長春市18 公里,東距九臺36 公里,南距放牛溝5 公里。工作面采用綜合放頂煤工藝,煤層屬礦井Ⅱ煤層,煤層結構復雜[2]。煤層走向30°～50°,傾角5°～35°/19°,煤層全厚7m～10m/7.5m,煤層偽頂為炭質泥巖,厚0.3m,較軟易冒落。直接頂為黑色、灰色泥巖,厚10m～20m,層理較發育,性脆較易冒落。

2 掘進過程中的解危

2.1 掘進迎頭沖擊地壓解危方案

在巷道掘進期間,掘進迎頭應力較大時,在掘進過程中,掘進前在兩個順槽的掘進迎頭,垂直于掘進斷面打深度不小于20m 直徑133mm 的超前卸壓孔。[1][7]

掘進工作面迎頭打垂直于掘進面呈正三角花布置的大直徑卸壓鉆孔,如圖1 所示。

圖1 掘進迎頭正三角花大孔徑卸壓孔

卸壓鉆孔施工后,經效果檢驗沒有沖擊危險后可以開掘巷道。掘進到距離超前卸壓孔底部10m 時停止掘進,并開始打下一輪呈倒三角花的超前鉆孔,如圖2 所示,如此循環往復至掘進結束。[1][2]

如果采用卸壓孔解危時,仍舊不能有效減小沖擊危險,則可采用圖3、4 所示的超前爆破卸壓方案。在迎頭上布置1 個鉆孔,孔深不小于20m,孔徑75mm 或94mm,藥量15～20kg,封孔長度不小于8m,一孔一放。[4]

圖2 掘進迎頭倒三角花大孔徑卸壓孔

圖3 超前爆破解危示意圖

圖4 運輸順槽迎頭后方危險區域卸壓爆破解危方案示意圖

2.2 迎頭后方沖擊地壓解危方案

圖5 底板卸壓炮孔示意圖

在迎頭后方監測到沖擊危險時,應對煤層實施煤層爆破卸壓。炮孔距離巷道底板1.0～1.5m,平行煤層傾向,孔深20m,直徑75 或94mm,孔間距5m。采用正向裝藥,藥量15～20kg,封孔長度不低于6m,采用導爆索引爆,一孔一放,為使高應力集中區域向外轉移遠離掘進工作面,爆破應該從掘進工作面后方開始向外順序進行。若危險區域為斷層區域,則可采用2～3 個孔同時引爆。炮孔布置方案如圖4 為409 回風順槽迎頭后方解危方案。[5]

3 回采過程中的解危

在回采過程中監測到有沖擊危險時,確定采用大孔徑卸壓和煤層爆破卸壓的方式進行解危。解危位置選擇工作面推進過程中,通過監測系統監測到的具有沖擊危險的區域進行。大孔徑卸壓參數與常規時相同,并根據實際情況適當加密。

單排布置,孔徑133mm,孔深20m,間距5m,平行煤層傾向（當向下幫打鉆時,為了排屑方便,也可垂直煤幫）,孔口距底板1-1.5m,藥量10-15kg,封孔長度5-6m,一孔一放。對斷層危險區域進行解危時,藥量應適當加大,一般為15-20kg,一次爆破3-5 個孔。

對于回風、運輸順槽因盡量不留或少留底煤,對于留有底煤的區域,根據實際情況,應對底煤進行預處理,必要時采取斷底措施,防止工作面推采至該區域造成底板沖擊。

4 局部區域治理方案

針對目前411 工作面掘進期間受地質構造及其他因素影響,底板易丟底煤的情況,為防止留底煤處發生沖擊危險,應提前采取底板卸壓措施。

底板卸壓爆破鉆孔深度初步設定為5m,以進入底板巖石為終孔位置,底煤厚處可適當增加鉆孔深度,鉆孔深度小于2m 的嚴禁裝藥。炮孔角度垂直于底板,孔徑45mm,間距2m,封孔長度不低于1.5m,其余部分裝藥。[3]炮孔布置如圖5 所示。爆破順序為間隔爆破（如先放1、3、5…,后放2、4、6…）。

5 回采期間的局部解危方案

基于308 工作面沖擊危險主要影響因素的分析,結合現場實際條件,對監測到有沖擊危險時,確定采用大孔徑卸壓和煤層爆破卸壓的方式進行解危。[8]解危位置選擇工作面推進過程中,通過監測系統監測到的具有沖擊危險的區域進行。[6]大孔徑卸壓參數與常規時相同,并根據實際情況適當加密。

回采期間采用的煤層卸壓爆破具體參數作為參考值,在現場實施時,應根據現場實際情況編寫煤層爆破卸壓專項措施,在爆破過程中應根據監測數據和現場情況適時調整爆破參數。綜合以上分析,爆破卸壓實施方法具體如下：

單排布置,孔徑133mm,孔深20m,間距5m,平行煤層傾向（當向下幫打鉆時,為了排屑方便,也可垂直煤幫）,孔口距底板1-1.5m,藥量10-15kg,封孔長度5-6m,一孔一放。對斷層危險區域進行解危時,藥量應適當加大,一般為15-20kg,一次爆破3-5 個孔。

對于308 上、下順槽因盡量不留或少留底煤,對于留有底煤的區域,根據實際情況,應對底煤進行預處理,必要時采取斷底措施,防止工作面推采至該區域造成底板沖擊,具體方案應根據實際情況進行設計。