摘要：冲击地压是煤矿开采工作中最严重的灾害之一，其具有产生因素复杂、危害严重等特点，严重影响我国煤矿安全生产。基于此，本文结合具体的项目，针对综采放顶美工作面推进过程中存在的冲击危险性高问题，提出基于监测基础上的冲击地压预防技术和治理措施，以供参考。
关键词：综采；冲击低压；监测；预防；治理
冲击地压是煤矿生产中一项较为严重的灾害，其发生的因素多且复杂，一旦出现冲击地压，则会带来较为严重的后果。随着我国经济的快速发展，煤矿需求量不断增加，这也使得煤矿开采深度越来越深，也一定程度上增加了冲击地压的发生几率，这也是导致我国煤矿安全生产事故屡屡发生的重要原因之一。目前冲击地压成为了岩石力学研究中一项重要的课题，虽然在冲击地压发生机理、监测与控制方面有了较大的进展，但是因为冲击地压产生的机理较复杂，目前还不能够从根本上解决冲击地压预防的问题。
一、工作面概况
以某煤矿集团准备开采的25110工作面为例，该工作面属于煤矿跃进的第二个综采放顶煤工作面，设计采用走向长臂后退式的采煤法，一次采全高，并使用自然垮落法进行顶板控制。
1.地质构造
根据25090工作面资料分析得知，准备开采的25110工作面两头构造较简单，中间构造相对比较复杂，西部煤层顶板走势较平缓，东部则稍有起伏且呈整体上升趋势。由于上巷是在25090工作面采孔区域下掘进，顶板胶结的时间比较短，且回采时未铺网，使得掘进受到影响，加之本区构造简单和地压大，所以冲击地压问题会更加明显。
2.冲击危险程度
根据本区冲击倾向性鉴定结果得知，2-1和2-3煤层冲击倾向性的类别为1类，具有较强的冲击倾向，且顶板也有弱冲击倾向。在25110工作面掘进过程中，运输巷发生了5次中等以上的冲击，冲击低压发生的临界深度为500m-600m，而25110工作面的深度为993m-1042m，所以具备冲击地压发生的深度条件。
综上所述，25110工作面在下巷回采过程中可能会出现较强的冲击低压危险，这对煤矿安全生产及人员生命安全都造成了巨大的威胁，因此必须要编制冲击地压预防的专项设计及措施。
二、工作面支护形式及监测技术
1.支护形式
根据25110工作面的具体情况，针对工作面回风巷，在煤柱段设计大直径椭圆棚进行支护，超前100m设计大立柱进行超前支护；针对25110工作面运输巷，则设计三级支护体系进行防护，即锚索网+O型棚+门式支架支护体系，并在运输巷超前40m设计安装迈步支架和超前250m设计门式液压支架，以此对支护体系进行稳固，加强对工作面的防护。
2.监测技术
目前在冲击地压监测领域使用的监测技术较多，根据25110工作面的概况，具体采用以下几种监测技术：
（1）电磁辐射监测技术。在使用电磁辐射监测技术对25110工作面监测时，主要是利用流动电磁辐射仪进行监测，监测范围包括工作面回风巷的煤柱段，以及运输巷深度1m-15m定点钻孔监测，孔径为100mm，以此降低监测误差。在具体的操作过程中，首先针对工作面回风巷煤柱段140m范围进行监测，测点的位置是回风巷煤柱段上下帮，间距为15m，监测时间为100s/次。针对工作面运输巷切眼外300m范围进行检查，测点位置为运输巷上榜，间距是15m，监测时间是100s/次。通过使用电磁辐射监测技术对工作面回风巷煤柱段及运输巷进行监测，并根据强度及脉冲值变化，以此对工作面的冲击低压进行预测。
（2）动态监测技术。
在25110工作面顶板安装动态监测系统，并在工作面支架均匀布置13个测定点，以此对支架阻力进行24小时的观测，全面掌握工作面支架受力的情况，这样可及时预报工作面顶板的受压情况，进而保证工作面安全推进。另外，需要在工作面运输巷6个钻场中各安装一台顶顶板动态仪，对顶板移动变化情况进行24小时的观测，并配合工作面压力监测系统，以此更准确的预测顶板受压和运动情况。
（3）钻孔应力监测技术。这一监测技术主要是针对工作面运输巷，在运输巷美间隔50m出安装1台钻孔应力传感器，以此对各钻孔受力情况进行24小时的观测，及时发现应力异常的情况，并提前针对应力异常区域进卸压，确保工作面回采的安全。
（4）微震监测技术。微震监测技术相对其他技术而言，其应用范围较广，且精度比较高，主要是根据煤岩破裂时产生微震信息对煤岩结构和稳定性进行实时动态的物理监测。这种监测方法能够获得煤岩动力灾害是微震活动空间分布的规律和分布位置，并在此基础上对潜在的矿山动力灾害活动规律及危险程度进行评价和预警。在具体的应用过程中，主要是在工作面运输巷布置5个基站，目的是能够实时对微震信号进行准确定位，然后在此基础上对冲击危险区域进行针对性的防治。
（5）钻屑监测技术。钻屑监测技术常用于异常数据校验中，在应用过程中，会使用钻头在深度10m出进行钻粉测量，如果钻粉＞5kg，则认定具备冲击危险的条件；如果钻进过程中，存在冲击响声、钻杆跳动、卡钻等现象，也证明存在冲击危险的条件。
三、冲击地压的防治技术
1.工作面防尘处理
为了避免遭受冲击地压的威胁，首先需要对工作面进行防尘处理，具体可从这两个方面着手：
（1）采用高压注水的方式对工作面掘进时的回风巷和运输巷300m范围的注水孔进行注水，如果钻孔压死或者无法注水，可以在钻孔附近根据设计要求重新大眼注水；
（2）在对所有高压注水钻孔防尘处理后，还需要进行24小时不间断的静压循环注水，直到注水孔饱和位置。在静压注水过程中，需要在每个钻孔出安装流量计和压力表，确保高压注水压力在16MPa以上，才可使用静压注水，注水压力不小于5MPa，注水的时间需要根据实际注水量和注水需求决定。
2.卸压解危
针对25110工作面的情况，由于底板支护状态较弱，且煤岩中聚集的弹性能力可能会从底板变形中释放出来，所以需要通过卸压的方式对来释放冲击能力，以此降低冲击危险程度。具体可从以下几个方面着手：
（1）工作面回采时及时进行巷帮卸压爆破，具体需要在运输巷下帮布置钻孔，沿着煤层倾斜向下布置，孔口与底板的距离是1m-1.5m；同时在运输巷上帮布置钻孔时，需要沿着煤层向上布置，孔口与底板的距离是0.8m-1m，深度是20m，各钻孔间距为5m；在每个钻孔中布置特制炸药，并用水泥卷材进行封孔，孔内雷管并联，采用串联方式将多个爆破孔雷管连接。
（2）工作面回采时在运输巷超前300m出进行巷道断顶和断底卸压爆破，具体需要沿着顶板煤层向上布置钻孔，角度为60°，钻孔间距是10m，孔径是75mm，深度是25m；炸药布置同上述（1）做法相同。
（3）在工作面回采时对回风巷超前工作面300m范围内上下帮施工煤层进行钻孔卸压，孔口与底板的距离是1m-1.5m，孔深为15m，各孔距离为1m，顺着煤层布置。目的是降低煤层聚集的弹性能量，从而降低巷道冲击危险，如果冲击较明显时，也能够通过钻孔挤压、破裂等方式将一部分冲击能量释放，进而降低冲击危险的程度。
四、结论
通过上述监测技术和防治技术，25110工作面在推进过程中冲击低压灾害明显降低，取得了较好的防治效果，不仅保证了人员生命安全，同时也能够减少损失和增加经济效益。因此，针对综采放顶煤工作面冲击低压的预防，关键需要进行实时有效的监测，并根据监测结果采取针对性的防治措施，从而降低冲击地压危险程度。
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