矿井冲击地压防治探究

张振涛+王光民

摘 要：冲击地压作为煤矿深井开采时代的井下常见地质灾害种类，对井下生产作业安全有着严重威胁。文章以此为对象，针对矿井冲击地压的防治开展分析研究。文中笔者结合具体工程实际，在分析矿井冲击地压危险性的基础上，从防治技术和安全施工两方面，对如何实现井下冲击地压的有效规避井下分析总结，希望能够对其他矿井的生产安全开展提供有力指导与借鉴。

关键词：冲击地压；危险性分析；防治技术；安全施工

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.097

0 引言

梁宝寺煤矿3504及3502（里）工作面位于3500采区西部，3502（外）工作面东北约123m。为当前梁宝寺煤矿主采煤层，所赋存煤层为3#气煤，煤层总厚4.6～7.4m，平均6.5m，煤层厚度稳定，结构较简单，煤层普氏硬度系数f=1.8。

1 井下冲击地压危险性分析预测

3504皮带顺槽及3502（里）工作面平均埋深在920m左右，超过容易诱发冲击地压的深度（500m），煤层具有强冲击倾向性，顺槽在掘进过程中受巷道埋深、煤岩体的冲击倾向性、掘进巷道区域的应力水平、掘进方法、掘进速度等多因素的综合影响。结合3504掘进基本力学环境，运用冲击地压发生的可能性指数法，并辅助以构造分析、工程类比等方法计算巷道掘进过程应力状态和冲击倾向性指数对“发生冲击地压”的隶属度，得出发生冲击地压的可能性指数U=1。

根据巷道冲击危险性的多因素耦合评价方法，综合考虑巷道埋深、构造分布、相邻开采关系、煤柱等因素，将3504轨道顺槽、皮带顺槽及切眼整体上均划分为高度危险区。

2 冲击地压防治技术分析

（1）超前卸压。深孔超前卸压用大直径钻在掘进迎头打平行巷道轴线的大直径卸压孔，掘进迎头布置3个钻孔，三花眼布置，钻孔深度20m，孔径Φ150mm，大直径钻孔卸压处理参数如表1所示。钻孔循环施工，每推进10m，施工一组超前钻孔，预留10m的安全距离。

对于超前钻孔实施困难的区段，应力水平较高，冲击危险性大，应立即停止掘进，建议采用液压钻机或液压钻车继续施工超前钻孔，直至达到上述要求后，再缓慢掘进。

（2）巷道两帮卸压。人行道侧滞后迎头35m、非人行道侧滞后迎头40m施工帮部卸压孔；帮部大直径钻孔卸压方法，需要依据不同危险区划定情况，有针对性的进行防治，多因素耦合评价方法综合考虑了煤岩体的冲击倾向性、开采区的应力集中水平、关键层的运动以及构造活化等因素的综合作用。将掘进期间顺槽的危险性按危险程度由低到高依次分为：一般、中度、高度危险性。帮部卸压孔采用沿巷道轴线方向平行布置，具体参数如表2。

（3）底板卸压。对于沿煤层顶板掘进，留有底煤的地方，应当采取煤层底板的卸壓措施。爆破断底要求：不能因为切槽而大面积破坏底板，更不能破坏原来的顺槽支护。鉴于顺槽掘进过程中煤层厚度不均的情况，采取不同的卸压方案。当底煤厚度小于1m时，采取底板钻孔注水方案。底板钻孔直径为110mm，间排距为1m，打完钻孔后及时注水软化底板。当底煤厚度大于1m时，采取爆破断底卸压措施，使底板形成楔形防冲结构。爆破采用隔孔装药结构，孔间距1m，孔径42mm左右，沿底角45°向下，钻孔深度达到底板坚硬岩层，装药量2～3kg，观察爆破效果，再决定增加或减少药量。

3 冲击地压安全施工原则

（1）掘进工作面之间的距离小于150m时，采煤工作面与掘进工作面之间的距离小于350m时，必须停止其中一个工作面；（2）迎头出现能量超过10000J的微震事件或微震频次（能量）明显增加时，重点加强对工作面危险性研究分析，必要时研究制定针对性措施；（3）除底脚锚杆外，所有支护锚杆（索）使用10#铁丝防崩固定，两帮严禁乱挂刚性物件。迎头外100m范围内不得存放闲置物料、设备等，正常使用的设备必须用3分钢丝绳或专用生根固定皮带进行生根固定。将专用皮带自物料底部缠绕一圈，用托盘和锚杆帽将皮带固定在帮部底脚锚杆上，拉紧不得松动；（4）后部巷道存放的闲置物料、木料、支护材料等小件必须归类，统一存放，码放高度不超过1m，平行于巷道摆放；（5）掘进期间迎头外100米范围内不得超过3人，严禁无关人员逗留，并在100米位置处悬挂警示牌板，安监员和盯班干部负责现场管理。根据冲击危险区划分，在巷道内悬挂冲击危险警示牌版；（6）作业人员应注意动力显现变化，不得在高度冲击危险区、锚杆失效或其它支护薄弱地点休息。发现底板突然鼓起，煤壁外鼓、煤炮频繁、顶板下沉速度明显增大（大于5mm/d）、锚杆（索）崩断严重、打眼卡钻、吸钻异常强烈等异常动力显现及煤粉值达到红色预警指标时，跟班干部、安监员及班组长要立即组织人员撤离危险区，做好警戒，并向生产科和防冲科汇报。

4 总结

随着煤矿开采深度的不断加深，冲击地压成为矿井安全生产中的常见灾害，对矿井生产安全和作业人员生命健康有着极大的威胁。针对这一现状，矿井管理者必须立足自身矿井实际，在分析矿井冲击地压危险性的基础上，采取相应的冲击地压防治技术和施工措施，从而为确保深井施工的安全开展提供有力保障。

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