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特厚煤层冲击地压防治技术的应用

发表时间：2020/12/31 来源：《基层建设》2020年第24期作者：孙佳川

[导读] 摘要：以峻德煤矿特厚煤层17层为研究对象，探究特厚煤层冲击地压防治技术，为全国相似煤层冲击地压治理提供成型的参考和借鉴。

        龙煤鹤岗矿业有限责任公司峻德煤矿黑龙江鹤岗 154100
        摘要：以峻德煤矿特厚煤层17层为研究对象，探究特厚煤层冲击地压防治技术，为全国相似煤层冲击地压治理提供成型的参考和借鉴。利用真实工作面安全生产案例，全面论述特厚煤层防治技术。成熟的特厚煤层冲击地压治理技术能够提高煤矿作业的安全性，为煤矿企业创造更大的经济与社会效益。
        关键词：冲击地压、特厚煤层、治理方法
        一、引文
        峻德煤矿共发生冲击地压灾害26次，其中特厚主力煤层17层灾害最严重，17层安全开采关系到企业发展。为治理17层冲击地压灾害，峻德煤矿在设计、支护、断面、监测、治理、推进度等方面入手，制定全方位防治方案，确保该煤层的安全生产。本论文以三水平北三四区17层二段防冲治理为例，论述特厚煤层防治技术。
        二、工作面概况
        三水平北三四区17层二段走向长度1050m，开采深度593m至692m，面长180m，倾角31°，煤层厚度12m。可采储量224.5万吨，采用综采放顶煤工艺进行回采。煤层直接顶为14.9m粉砂岩，老顶为35m中粗砂岩，底板为5m凝灰质粉砂岩，上覆3、9、11层已开采结束，留有大量煤柱。

        三水平北三四区17层二段对照图
        三、冲击危险分析
        17层顶板和煤层具有强冲击危险，底板具有弱冲击危险，工作面采掘作业过多个3、9层煤柱以及11层停采线，17层顶板存在坚硬砂岩，顶板不易冒落，上段开采过程中发生10次冲击地压（采掘各5次），评价具有强冲击危险，综合分析该工作面冲击地压灾害严重，需要进行综合治理。
        四、设计治灾
        三水平北17层三四区二段采用负煤柱布置巷道，回风道内错上段一分层采空区7-10m，降低冲击危险。掘进时上帮破底板岩石2m，巷道底板和上帮处在岩石中，增加巷道抗灾能力。掘进时采用锚网索+36U钢棚支护。回采两道超前120m在原有支护基础上，采用单体微拱钢棚加强支护，保证巷道具有足够抗灾能力。
        五、掘进治理
        回风道在保护层下掘进无冲击危险，机道评价具有强冲击危险，使用微震SOS监测系统、KBD5电磁辐射仪、KJ550应力在线监测系统、钻屑法进行监测，采用超前煤层大孔径卸压、后部大孔径及爆破卸压进行治理。
        1、超前煤层大孔径
        在机道开门点掘进作业前，在迎头施工3个孔深35-50m大孔径卸压钻孔对超前区域进行卸压，卸压后工作面可以掘进25-40m，预留10m保护距离，工作面停止掘进继续施工超前卸压钻孔，以此循环直至巷道完工。
        2、后部煤层大孔径
        机道掘进期间上、下帮每1.6m施工一个煤层大孔径卸压钻孔，孔深25m，孔径φ153mm，上帮钻孔倾角45°，下帮钻孔倾角-20°。
        3、卸压爆破
        每掘进5m在迎头、上、下帮各施工一个爆破卸压钻孔，孔深12m，孔径φ75mm，沿煤层倾向施工，钻孔施工后装3KG火药进行爆破。
        机道掘进时在非煤柱区无显现，在9层煤柱、11层停采线附近掘进时有动力现象，采用加密施工超前大孔径卸压钻孔，经卸压无冲击危险时恢复掘进。
        六、回采期间治理措施
        （一）监测措施
        三水平北三四区17层二段采用微震SOS监测系统、KBD5电磁辐射仪、KJ550应力监测系统进行日常监测，监测数据超过临界值时，选择性采用微震SOS监测系统、KJ550应力监测系统、应力探测孔、YDD16煤岩动力灾害声电监测仪进行检验。
        （二）防冲治理措施
        该面采用煤层大孔径卸压、顶板预裂爆破、煤层注水进行治理。
        1、煤层大孔径卸压在回风道下帮（间距1m），机道两帮（掘进卸压钻孔中间）施工一个下帮煤层大孔径卸压钻孔，孔深25m，孔径φ153mm，倾角-10°。以此降低煤体密度和应力集中程度，增加卸压强度。
        2、顶板预裂爆破
        自工作面超前15m开始，在两道沿走向每15m施工一组扇形钻孔，每组施工3个钻孔，孔径φ75mm，终孔在一条直线上，距煤层顶板38m，钻孔施工后每孔装60KG火药进行爆破，缩短周期来压步距。
        3、煤层预注水
        在回风道下帮、机道上帮每10m施工一个注水钻孔，回风道注水钻孔孔深35m，机道注水钻孔孔深120m，孔径φ75mm，垂直巷帮施工。回风道采用静压注水，机道采用高压注水，注水时间不小于30天，通过注水措施增加煤体可塑性，降低冲击危险。
        通过合理规划布局、全方位卸压，该面开采过程中共发生24次四次方震动事件，巷道及工作面无变化，特别是2月24日发生M2.4级浅源地震，工作面也未有明显变化，保证了安全生产。
        七、总结
        1、强冲击特厚煤层工作面进行采掘作业前必须先进行预评价，根据评价结果制定防治方案。
        2、特厚煤层强冲击危险工作面要从规划入手，源头进行治理。
        3、特厚煤层强冲击危险工作面尽量采用综采放顶煤工艺进行开采，两道尽量不留底煤。
        4、加强巷道及工作面支护。
        5、特厚煤层冲击危险工作面区域治理后要局部跟进，全方位进行治理。