煤礦沖擊地壓防治技術(shù)

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1、煤礦沖擊地壓防治技術(shù)摘要：沖擊地壓是一種特殊的礦山壓力顯現(xiàn)現(xiàn)象，也是煤礦井下復(fù)雜動(dòng)力現(xiàn)象之一，它嚴(yán)重威脅井下安全生產(chǎn)，是煤礦井下開采過程中嚴(yán)重的災(zāi)害之一。結(jié)合實(shí)際介紹了雁崖煤業(yè)公司14-3煤層416盤區(qū)81612工作面地質(zhì)開采環(huán)境特征的基礎(chǔ)上，探討了沖擊地壓形成的內(nèi)外因和內(nèi)在斑裂產(chǎn)生的機(jī)理。建立健全了災(zāi)害預(yù)測防治體系，提出了開采解放層、煤層注水、爆破卸壓等治理防護(hù)措施。關(guān)鍵詞：沖擊地壓　防治　災(zāi)害治理　措施1.概述1.1發(fā)生破壞情況沖擊地壓是采場周圍煤巖體，在其力學(xué)平衡狀態(tài)破壞時(shí)，由于彈性變形能的瞬間釋放而產(chǎn)生一種以突然、急劇、猛烈破壞為特征的動(dòng)力現(xiàn)象。沖擊地壓是一種特殊的

2、礦山壓力顯現(xiàn)。其顯現(xiàn)強(qiáng)度特征一般為弱沖擊、強(qiáng)沖擊、彈射、礦震、巖爆、煤炮、沖擊波、彈性振動(dòng)等，常伴有煤巖體拋出、巨響及氣浪等現(xiàn)象；其發(fā)生突然劇烈，沖擊波力量巨大，瞬間摧毀巷道、采煤工作面和設(shè)備，傷擊人員。雁崖煤業(yè)公司是一個(gè)具有水、火、瓦斯、煤塵等多種自然災(zāi)害的老礦井，開采歷史長，生產(chǎn)條件較為復(fù)雜。在開采14-3煤層416盤區(qū)81612工作面時(shí)，遇到了嚴(yán)重的沖擊地壓。這是我公司首次經(jīng)歷沖擊地壓的影響，嚴(yán)重影響工作面的正常生產(chǎn)。該工作面21612順槽巷平均頂?shù)装逡七M(jìn)1.1m，兩幫移進(jìn)0.8m，摧毀巷道600余米。斷面收縮率80%以上，巷道平均底鼓1.2m，損壞單體支柱21根。嚴(yán)

3、重影響轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)的行進(jìn)，造成工作面停產(chǎn)。因此，加強(qiáng)煤礦沖擊地壓災(zāi)害的預(yù)防與治理工作是煤礦安全生產(chǎn)工作當(dāng)中急需解決的重大問題。1.2沖擊地壓發(fā)生的條件沖擊地壓形成和發(fā)生的條件是很復(fù)雜的，作為一種礦山巖體破壞現(xiàn)象，有其特殊的宏觀和微觀特征。首先是煤巖體中應(yīng)力超過其極限強(qiáng)度，以煤巖破壞為先導(dǎo)；其次是煤層和圍巖在集中應(yīng)力作用下，吸收能量積聚應(yīng)變能；另一個(gè)是“誘發(fā)”因素導(dǎo)致其突變破壞，瞬間釋放應(yīng)變能。沖擊地壓發(fā)生必須具備如下條件：①煤層具有沖擊傾向性　　沖擊地壓的發(fā)生與煤巖體物理力學(xué)性質(zhì)有直接關(guān)系。研究表明，14-3煤層416盤區(qū)沖擊地壓的特殊顯現(xiàn)性，在正常的生產(chǎn)過程中，沖擊地壓

4、基本無顯現(xiàn)，在老頂大面積來壓時(shí)，煤層中的原巖應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生改變，導(dǎo)致21612順槽巷發(fā)生強(qiáng)烈的沖擊地壓的原因之一。②回采工作面附近存在較大的能量集中沖擊地壓發(fā)生在回采工作面前方15～50m處，屬于回采工作面前方支承壓力區(qū)，煤層積聚巨大彈性應(yīng)變能，當(dāng)其超過煤層的跡象強(qiáng)度時(shí)，便產(chǎn)生沖擊地壓。當(dāng)走向支承壓力與傾向支承壓力疊加時(shí)，產(chǎn)生的沖擊地壓更為強(qiáng)烈和頻繁。14-3煤層416盤區(qū)81612工作面地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷層多，開采深度及強(qiáng)度大，區(qū)域內(nèi)構(gòu)造應(yīng)力大，煤巖體能量集中，這是該工作面發(fā)生沖擊地壓的內(nèi)因。③采掘順序及開采方法開采過程中不可避免地留有煤柱，在采掘中形成支承壓力的疊加，有利于

5、沖擊地壓的方式。另外，過多的留有煤柱和在高應(yīng)力集中區(qū)煤柱內(nèi)，沖擊地壓較為強(qiáng)烈。81612工作面發(fā)生沖擊地壓的實(shí)例表明，煤巖物理力學(xué)性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造條件是沖擊發(fā)生的內(nèi)因，采掘方法、回采順序是促成沖擊地壓發(fā)生的外因。81612工作面在開采時(shí)，工作面兩側(cè)均為采空區(qū)，該工作面如同抽屜式開采。該工作面上覆為已采工作面留設(shè)的煤柱，導(dǎo)致工作面及21612順槽的應(yīng)力較為集中，更說明應(yīng)力疊加超過極限是造成沖擊地壓的直接原因。④工作面推進(jìn)速度的影響回采工作面推采過大后，工作面煤體集中應(yīng)力得不到及時(shí)釋放，容易造成應(yīng)力集中，因此工作面推采速度也是影響沖擊地壓發(fā)生的因素之一。2.沖擊地壓的防治措施2.

6、1預(yù)測對沖擊地壓進(jìn)行預(yù)測非常重要，并且沖擊地壓是能夠預(yù)測的。其預(yù)測方法如下所述：①經(jīng)驗(yàn)類比法經(jīng)驗(yàn)類比法是預(yù)測采區(qū)或工作面沖擊危險(xiǎn)程度和區(qū)域的常用方法。工作面開采，利用經(jīng)驗(yàn)類比法對工作面進(jìn)行沖擊危險(xiǎn)程度劃分，采空區(qū)邊緣、斷層附近、煤柱區(qū)等均為沖擊危險(xiǎn)程度相對較高的部位，應(yīng)優(yōu)先進(jìn)行防沖治理。②鉆屑法鉆屑法（煤粉鉆孔法），是通過在煤體中鉆一小直徑鉆孔，根據(jù)鉆孔時(shí)排出的煤粉量及其變化規(guī)律和有關(guān)動(dòng)力現(xiàn)象，達(dá)到一系列探測目的施工方法。它具有簡單易行、直觀、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，成為一種公認(rèn)的預(yù)測沖擊地壓的主要方法。本工作面根據(jù)大量的鉆屑檢測結(jié)果，把煤層沖擊地壓劃分為三級：Ⅰ級—無沖擊地壓直接

7、危險(xiǎn)Ⅱ級—有中等沖擊地壓危險(xiǎn)Ⅲ級—有嚴(yán)重沖擊地壓危險(xiǎn)沖擊地壓檢測指標(biāo)級別最大鉆屑量/kgm-1動(dòng)力現(xiàn)象L＜4L=4～6L＞6Ⅰ級＜4.5＜5.5＜6.5無Ⅱ級4.5～5.55.5～6.5＞6.5聲響、卡鉆Ⅲ級＞5.56.5～10＞10卡鉆、沖擊聲③工作面礦壓監(jiān)測法每班對上、下平巷超前支柱進(jìn)行阻力監(jiān)測，找出工作面超前支承壓力影響范圍及應(yīng)力集中系數(shù)，確定超前支護(hù)距離及方式。根據(jù)阻力大小預(yù)報(bào)工作面頂板來壓及應(yīng)力集中區(qū)域。根據(jù)工作面“三區(qū)五線”的礦壓觀測，及時(shí)觀測工作面頂板壓力變化情況。提前預(yù)防沖擊地壓的發(fā)生做