某千米复杂深井防冲解危措施的初步探讨

摘要：根据已有研究资料，确定某千米复杂矿井冲击机理主要有高压应力差导致的剪切冲击机理和软煤蠕变滑移冲击机理，采取相应的解危手段及监测装备，对危险区域卸压并实时监测、检验卸压效果，最终实现安全开采。

关键词：冲击机理；解危措施；KJ550；卸压

随着煤矿开采深度的增加，開采强度的增大，煤矿安全开采所面临的问题日益复杂。冲击地压作为一种动力灾害事故，所造成的危害也越来越严重。目前，冲击地压治理的主要思路首先是对冲击机理的研究，进而有针对性的实施防治及监测手段[1]。

1 矿井概况

本矿井属于东北地区大型井工矿井，目前主要采区埋藏深度超过1000m，采区内A掘进工作面煤层厚度4.7m，含1.2m厚的夹矸，采用综合机械化放顶煤一次采全高开采方法。A掘进工作面所处空间位置复杂，本层煤工作面与上层煤工作面在空间上正交布置，上层煤已回采完毕，遗留数个10m宽的小煤柱，因此，A工作面在掘进过程中将穿过数个采空区遗留煤柱与采空区交叉影响的区域，示意圖见图1[2]。

通过对已有动力现象及数据的研究，确定本矿井冲击机理主要有高压应力差导致的剪切冲击机理和软煤蠕变滑移冲击机理。

2 数据分析

KJ550系统目前主要用于监测A掘进工作面运输顺槽和B回采工作面运输顺槽，KJ550系统多个测点出现了冲击地压预警，巷道测区内应力云图如图2所示，通过应力云图可以明显的看到高应力区分布情况[3]。

通过巷道内动力显现情况来看，A掘进工作面运输顺槽掘进头后方处于高应力区域，结合监测数据，围岩应力发生了不同程度的回迁，因此在本区域内存在高应力区及应力衰减形成的剪切区，应密切做好卸压、监测、检验工作，预防蠕变冲击和剪切冲击事故的发生。

3 解危措施

掘进之前做好超前卸压，掘进过后做好滞后卸压与支护工作。（注：各项工作必须符合《煤矿安全规程》规定，符合矿方《作业规程》）

3.1 大直径钻孔卸压

采用大直径钻孔卸压，可以降低煤体密度，有效的缓解应力集中程度，使应力向工作面深部转移，在围岩中形成应力的三向化分布。实施大直径钻孔卸压作为常规卸压措施，实施地点为巷道两帮，掘进头后方200m范围，建议施工参数如下：

孔深：不小于20m；

钻孔直径：不小于113mm；

孔间距：1m/个，具体钻孔密度根据监测数据进行优化；

钻孔角度：沿煤层倾角；

注意事项：保证卸压钻孔施工质量，必须达到设计参数。

3.2 断底煤

根据现场情况，在底煤超过1m的顺槽内，可采取沿走向在巷道两个底角断底煤措施。实施直径不小于113mm的卸压钻孔，孔间距1m/个，倾角建议45°，具体倾角矿方可以根据现场情况进行微调。

3.3 效果检验

卸压措施施工后，使用KJ550监测系统与钻屑进行卸压效果检验，煤柱影响段应用KJ550系统做好实时的监测、检验工作，保证KJ550系统各测点的应力值不超过8MPa，且煤粉量不超过临界指标，实现巷道两帮20m范围内处于低应力状态，在保证安全的前提下进行采掘工程。

4 结论

通过科学手段研究、掌握致灾机理，采取相应的解危手段及监测装备，对危险区域卸压并实时监测、检验卸压效果，最终实现安全开采的目的。

参考文献：

[1]潘一山，李忠华，章梦涛，等.我国冲击地压分布、类型、机理及防治研究[J].武汉：岩石力学与工程学报，2003，22（11）：18441851.

[2]王兵，董新宇，王斌，张益超.某千米复杂深井冲击机理的初步探讨[J].煤矿现代化，2014，（02）：4849.

[3]赵俊峰，张益超.KJ550冲击地压监测系统在某千米深井中的应用[J].煤矿现代化，2014，（01）：3335.

作者简介：张益超（1988），男，采矿专业，助理工程师，现在中煤科工集团西安研究院有限公司从事科研工作。