郭俊廷
身份证号码：23030219830702**** 江苏省 徐州市 221611
摘要：随着煤层向井田深部延伸，煤层围岩应力集中，并常有伴随巷道周边采动影响，使煤巷掘进时极易发生冲击地压危险，对巷道和设备及人员容易造成破坏和财产生命损失。然而受煤层特性、孤岛开采、地质条件、开采深度、顶板厚度及软硬度等诸多因素影响，使得井下现场防止冲击地压事故发生变得极为困难。因此，能够采取一套行之有效的卸压解危方法尤为重要，它关系着煤矿井下安全生产，关系着煤矿整体经济效益甚至企业存亡。
关键词：冲击地压；钻孔卸压；煤层松动爆破；顶板深孔爆破
1导言
当遇到采深较深（超过400米），煤巷掘进期间压力显现较为明显，巷道围岩变形严重，掘进迎头时有大煤炮发生时，单纯两帮及迎头施工卸压钻孔已无法阻止大能量事件发生。根据多年现场防冲工程施工经验，结合理论分析，得出以下卸压解危方法，用于实践并取得预期效果。煤顶板进行水力致裂工作，结合7333工作面回采期间和7335材料道掘进期间微震监测资料分析，需对7335材料道顶板上层中砂岩和掘进迎头超前实施深孔预裂爆破。
2巷道冲击地压倾向性分析
由于煤巷掘进是一项系统性工程，涉及到不同的掘进设备及工艺，而且煤炭地质有较大差异性，再加上掘进施工日进尺各矿计划不一致，这些均可对冲击地压的诱发产生不一样的条件。
2.1弱冲击危险卸压解危方法
当煤巷掘进巷道根据综合指数法等判断方法被判定为具有弱冲击倾向时，可采取施工煤层卸压钻孔或煤层松动爆破的解危方法，如掘进巷道上方为实体煤、岩，无开采解放层时，应采取施工煤层卸压钻孔与煤层松动爆破相结合的卸压解危方式较可靠，解危效果较好，类似掘进头面现场无冲击地压事件发生。其中煤层卸压钻孔属于冲击地压危险局部区域防治方法。对于冲击地压煤层高应力区域，采用大直径钻孔减缓冲击危险，利用钻孔周围形成的破碎区贯通作用，使煤层破裂卸压，高应力向深部转移。
2.2中等冲击危险卸压解危方法
经综合指数法及“煤样取样实验”判定煤巷掘进巷道在掘进期间具有中等冲击危险时，可采取施工煤层卸压钻孔与顶板进行水力致裂施工相结合的方式对掘进巷道两帮及顶板进行卸压解危，降低或消除临近工作面采空区对掘进巷道期间的扰动，防止冲击地压事故发生。掘进巷道上方为实体煤、岩时方可进行顶板水致裂操作，巷道上方为采空区时需采用迎头及两帮媒体松动爆破方法与卸压钻孔结合的方式卸压解危。
2.3强冲击危险卸压解危方法
经综合指数法及“煤样取样实验”判定煤巷掘进巷道在掘进期间具有强冲击危险时，或虽被评定弱、中等冲击危险巷道但仍发生了1次冲击地压事件以上时，最终判定此巷道在掘进期间始终觉有强冲击倾向性。
在具有强冲击倾向性的煤层中掘进巷道时，要采用多种卸压解危方法相结合的方式对掘进巷道进行解危保护。
由于冲击地压发生的条件极为复杂且具有不确定性，目前全球煤炭生产行业对于冲击地压依然秉持以预防为主的理念，对于强冲击地压煤层的掘进和开采应加强卸压手段，但不意味着超人员、超强度、超投入、超预算卸压，应根据具体煤层地质条件，具体分析并采取有效解危方法，从而达到解危目的。
从以往工作经验中总结以下卸压方法：
①钻孔卸压：在煤层冲击危险区中施工钻孔，降低媒体应力集中程度的一种冲击地压局部防治方法。
施工方法：迎头及上、下帮施工大直径卸压钻孔，钻孔直径大于150mm，钻孔深度20m，钻孔间距不超过两排（≯2m），且钻孔略偏向迎头方向与巷道两帮走向要有夹角（80°-85°）。
②顶板深孔爆破（顶板爆破）：为增加顶板岩体裂隙、破坏顶板完整性与连续性、释放顶板储存的弹性能而在顶板中进行的爆破作业。
施工方法：超前迎头掘进施工，预先将超前迎头煤层上方坚硬顶板破裂。
迎头每掘进25m施工一个爆破孔。顶板爆破孔施工于巷中顶板，深约40m-50m，装药50-80kg，仰角30°－40°与巷道走向平面夹角10°或－5°，目的在于终孔位置要进入老顶中砂岩中部，封孔长度不小于15m，同时施工两个爆破孔，同时装药，同时起爆。具体施工钻孔参数应根据煤层及老顶赋存条件而定，深孔爆破钻孔施工使用CMS1-1450/30煤矿深孔钻车（钻车型号根据现场实际选择）。
③煤层卸压爆破：通过对煤层冲击危险区域实施爆破达到降低冲击危险的一种冲击地压防治方法。
施工方法：迎头超前爆破孔施工于迎头断面，按正三角形（眼距1m）施工3个超前爆破孔，每个孔深12m，装药4-8kg，仰角大于煤层倾角2°－4°与巷道走向一致，封孔长度不小于4m。选取3个爆破孔中成孔较好的钻孔进行装药爆破。
2.4强冲击煤巷掘进卸压解危方案
对于具有强冲击倾向的煤巷掘进巷道，为有效防止冲击地压及大能量时间发生，应采用文中（2.3）中三中卸压方法相结合，即大直径钻孔卸压、顶板深孔爆破、煤层卸压爆破等3种方法相结合，缺一不可。施工顶板深孔卸压爆破后已将煤层上方砂岩老顶预致裂，此时顶板水致裂作为以往常规卸压方法可不采取。
3卸压解危效果保障措施
3.1严格按措施施工
在卸压工程实施中，应遵守以下原则：一是要做好地质分析和评判工作，根据巷道冲击地压倾向性等级，然后在此基础上结合施工现场选择合适的解危方案。二是要根据前期解危方案的实施效果及巷道掘进实际要求适当的调整变更解危方法，卸压是过程，解危才是最终目的。三是要做好管控工作，主要涉及到钻孔布置、设备摆放、安装等其他具体施工过程。四是要做好施工卸压工程的安全管理，从历史事故中不断总结施工经验，有效排除巷道其他安全隐患。
3.2确保卸压效果注意事项
①钻孔卸压：尽量将钻孔布置于煤层中部，钻孔与巷道走向有夹角目的在于钻孔在巷道两帮的投影形成压差，两个倾斜钻孔之间或媒体内部即使产生大能量可被倾斜钻孔抵消一部分，从而减小能量事件对巷道帮部的破坏程度。由于倾斜角度较小（5°-10°），钻孔在垂直巷帮方向的投影长度减少较小，不影响设计钻孔长度打入煤体应力集中区。
②顶板深孔爆破：使用钻机将钻杆进入顶板3m前要缓慢进钻，3m后可逐渐增加进钻力度，如此施工可减小钻孔的弯曲度，减小后期装药和封孔的难度。确保炸药进入钻孔终孔位置，封泥封实，避免拔炮破坏孔口顶板，从而达到致裂老顶的目的。使用水泥药卷封孔时，浸泡时间短药卷硬度小，封孔时很难穿进钻孔深部；浸泡时间长药卷完全固化，无法和孔壁紧密粘合，封孔效果不好容易拔炮，根据经验总结浸泡最佳时间在1分钟到1分30秒为宜。
③煤层卸压爆破：使用44mm钻头配不小于40mm麻花钻杆施工，施工至钻孔设计长度后，钻杆不可立即停止悬转，应继续保持旋转拉末，以免钻孔堵塞，方便后期装药。
4结语
近年来煤矿企业冲击地压事故频发，而且冲击地压事故发生前不好监测预警，目前科技手段不能大概率预警矿震级别冲击地压。基于当前煤炭领域对冲击地压的探索程度，最好的管理理念就是从事故源头防范，防止冲击地压事故的发生，采用正确的卸压解危方案，靶向施工，使卸压有效解危。
参考文献
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