孟巴煤矿1307工作面冲击地压防治方案与应用

（徐州矿务集团有限公司，江苏徐州 221000）

1.工作面概况

孟巴煤矿1307工作面位于井田南翼采区下山南侧，为三分层工作面，北到采区下山保护煤柱，南距1207面切眼160m，东部为1111下方二分层未采区，西部为1203下方三分层未采区，上覆为1205、1207采空区。

工作面冲击地压危险区域的防治主要有三个目的：（1）对工作面巷道周围的煤岩体进行弱化，降低其强度与应力集中程度，或使应力高峰区向岩体深部转移；（2）降低覆岩破断等震源能量的大小，降低其对高应力煤体的动态扰动影响；（3）采取上述措施后，降低冲击地压的危险程度。

危险区域分布区域如：（1）工作面初次来压80m。（2）工作面回采110m～130m，一次见方区域，压力集中。（3）工作面回采至联络巷工作面对接，受刀把面与联络巷内断层共同影响，工作面对接期间应力集中区。（4）工作面推进至317m时，工作面内见F15断层，受断层影响，工作面压力有明显变化。（5）工作面回采至488m～548m停采线段，进入煤柱区域，该区域压力明显增大。

2.工作面采前预卸压措施

2.1 煤体大直径钻孔卸压

大直径钻孔卸压是指在煤岩体内应力集中区域或可能的应力集中区域实施直径通常不小于100mm的钻孔，通过排出钻孔周围破坏区煤体变形或钻孔冲击地压所产生的大量煤粉，使钻孔周围煤体破坏区扩大，从而使钻孔周围一定区域煤岩体的应力集中程度下降或者高应力转移到煤岩体的深处或远离高应力区，实现对局部煤岩体进行解危的目的，起到预卸压的作用[1-2]。1307工作面停采线附近存在下山煤柱，冲击危险较高，故采用大直径钻孔进行卸压，钻孔布置参数见表1。若施工过程中压力较大，可先采取煤体爆破，然后再施工大直径钻孔卸压。

表1 1307工作面大直径钻孔设计参数

表2 底板煤体爆破设计参数

2.2 煤体卸压爆破

1307工作面所采Ⅵ煤单轴抗压强度超过20MPa，需对强冲击危险区底板煤体进行爆破，爆破参数见表2。底板爆破孔深度可视底煤厚度调整，若底板煤体厚度小于2m可不进行底板煤体爆破。

图1 顶板深孔爆破孔布置

2.3 顶板深孔爆破

1307工作面下道停采位置设计在下山煤柱中，回采过程中冲击危险高，应对顶板进行爆破处理，1307工作面顶板爆破剖面图如图1所示，若设计炮孔角度较大，难以装药，可沿巷道走向偏转炮孔方向，降低炮孔角度。顶板孔爆破后，应及时分析微震信号，评估卸压效果。

3.及时解危措施

1307工作面综合指数法评价具有中等冲击危险，并根据多因素耦合法划分了冲击危险范围及等级，工作面回采过程中，对下山煤柱区、断层、巷道交叉以及“见方”区域应加强监测，当通过微震法、钻屑法或其他方法监测到有危险时，及时进行解危。解危措施主要包括大直径钻孔、煤体卸压爆破、顶板深孔爆。

4.管理措施

4.1 加强管理

（1）加强冲击地压防治技术、管理等制度建设。（2）每隔一定时间（可视冲击地压危险情况而定）对矿井矿压显现情况进行一次综合分析，根据分析情况提出下一时间段防治的重点，并安排进行处理。（3）加强冲击地压防治技术管理，定期组织相关技术人员学习管理经验和防治技术。（4）当矿压防治与回采生产发生冲突时应停止生产，生产为安全让步，抓紧时间进行矿压防治，确保安全生产。

4.2 加强冲击地压显危险监测与分析

（1）冲击地压危险区域必须进行日常监测，每天对微震、矿压等监测数据进行分析。（2）建立矿压显现及时汇报制度。

5.安全防护

1307工作面回采过程中，两巷受超前采动应力影响，尤其是邻空侧回风巷受悬顶影响，巷道矿压显现频繁，为保证安全回采，不仅要加强监测、及时卸压，同时也要制定合理的安全防护措施。基于矿方已有的回采工作面矿压防治制度，补充如下[3-4]：

（1）1307工作面正常回采期间，严格控制两巷通行人员，加强工人安全培训，制定合理避灾路线，发现巷道有异常征兆，需快速撤离。（2）回风巷的卸压措施需在工作面检修班期间实施，严禁工作面回采期间在采动影响的应力异常区进行卸压工作，同时工人施工过程中需要穿戴防冲服。（3）巷道顶板深孔爆破应严格按照规章制度执行，在工作面检修期间爆破，同时撤出巷道所有人员。

6.结论

（1）从开采深度、煤岩的物理力学性质、煤层厚度变化、顶板岩层结构特点、顶板活动、地质构造等6个自然因素，以及工作面巷道布局、顶板管理、上分层遗留煤柱、采空区边界、底煤厚度、周期来压、工作面“见方”等7个开采技术因素，对1307工作面的冲击地压危险进行了分析，得出煤岩的物理力学性质、顶板岩层的结构、地质构造、老顶的初次破断以及周期性破断、巷道布置、上分层遗留煤柱和采空区边界、底煤留设厚度影响、周期来压、“见方”等，是1307工作面冲击地压发生的主控因素。（2）经过现场实践取得良好效果，有效减弱了矿压对工作面的影响，降低冲击地压危害程度，预防冲击地压事故，提高工作面生产的安全性。