沈立利

【摘 要】巍山煤礦1503集中軌道巷和集中運(yùn)輸巷兩條巷道因受壓不斷產(chǎn)生了水平位移，造成鋼帶折彎、折斷、巷道兩幫、頂?shù)滓平?，頂?shù)住蓭妥畲笠平烤?m左右，影響了通風(fēng)、對運(yùn)輸、行人安全不利。為滿足安全生產(chǎn)要求，準(zhǔn)備隊(duì)在集中運(yùn)輸巷聯(lián)絡(luò)巷開幫過程中發(fā)生了煤炮，并引起了震動(dòng)沖擊地壓。論文結(jié)合實(shí)際提出了相應(yīng)的切合實(shí)際的防治方案及措施，收到較好的實(shí)效。

【關(guān)鍵詞】沖擊地壓；危險(xiǎn)源分析確定；實(shí)施程序；防沖方案及措施

0.概況

1503集中軌道巷和集中運(yùn)輸巷巷道形狀為矩形巷道，采用錨網(wǎng)索帶聯(lián)合支護(hù)形式，擔(dān)負(fù)運(yùn)輸、通風(fēng)、運(yùn)煤等任務(wù)。兩集中巷布置在已經(jīng)回采1505和1503工作面采空區(qū)間約130m煤柱內(nèi)，自掘進(jìn)巷道以來一直受兩側(cè)采空區(qū)上覆巖層運(yùn)動(dòng)的影響，兩條巷道因受壓不斷產(chǎn)生了水平位移，造成鋼帶折彎、折斷、巷道兩幫、頂?shù)滓平?，頂?shù)?、兩幫最大移近量均?m左右，影響了通風(fēng)、對運(yùn)輸、行人安全不利。

2011年8月8日中班準(zhǔn)備隊(duì)正在集中運(yùn)輸巷聯(lián)絡(luò)巷風(fēng)門以下20米處開幫（導(dǎo)線點(diǎn)k3點(diǎn)向外20米）。8月8日20時(shí)15分左右，在準(zhǔn)備隊(duì)開幫施工的地點(diǎn)，發(fā)生了一個(gè)較大的煤炮震動(dòng)沖擊。震動(dòng)沖擊造成3個(gè)皮帶架子向上幫移動(dòng)、導(dǎo)線點(diǎn)k3向外有30米范圍的鐵路向上幫移動(dòng)。聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)兩個(gè)風(fēng)門墻不同程度的受損墻體開裂、風(fēng)門變形，震動(dòng)時(shí)人員有被震離地面的情況。震動(dòng)沖擊地點(diǎn)幫部沒有變化、附近巷道底鼓量變化較小。

1.危險(xiǎn)源的分析確定

根據(jù)礦專題會(huì)議的分析以及中國礦大教授的分析指導(dǎo)意見，預(yù)測發(fā)生本次沖擊的主要原因如下：

（1）1503兩集中巷道大部分布置在兩面均為采空區(qū)的煤柱中，煤柱為高應(yīng)力集中區(qū)，造成巷道承受較大壓力。

（2）因兩集中巷一直承受較大的垂直壓力，造成巷道一直處于微變中，主要表現(xiàn)為巷道的頂幫移近量較大。本次震動(dòng)沖擊發(fā)生的直接誘因?yàn)橄锏赖拈_幫施工，施工活動(dòng)打破應(yīng)力平衡，引發(fā)附近老空區(qū)上覆巖層運(yùn)動(dòng)加劇，引起沖擊震動(dòng)。

（3）由于震動(dòng)沖擊位置正處于1505面停采線位置，而且震動(dòng)的方向也是自1505工作面老空區(qū)傳過來的。故此分析是1505采空區(qū)停采線附近上覆巖層的斷裂造成此次沖擊。

2.防沖方案設(shè)計(jì)實(shí)施程序

第一步：在1503兩集中巷進(jìn)行預(yù)防性卸壓爆破。

由準(zhǔn)備隊(duì)執(zhí)行，按照由外向里的順序?qū)嵤?，兩巷要交替均衡進(jìn)行。

第二步：大孔卸壓。

按由外向里的原則實(shí)施。大孔卸壓因與卸壓爆破實(shí)施地點(diǎn)不同，故可和卸壓爆破工作同步進(jìn)行。在同一地點(diǎn)作業(yè)卸壓爆破裝藥、放炮時(shí)，要停止打大孔工作。安排打大孔工作時(shí)，與卸壓爆破在地點(diǎn)上錯(cuò)開，要堅(jiān)持在不同巷道、不同地點(diǎn)施工的原則。

第三步：巷道刷幫維修。

由準(zhǔn)備隊(duì)按照專項(xiàng)措施執(zhí)行。拖后卸壓爆破地點(diǎn)不少于100米方可進(jìn)行巷道擴(kuò)修工作。

第四步：防沖及礦壓觀測。

隨巷道維修正常進(jìn)行電磁輻射法和鉆屑法防沖監(jiān)測，正常進(jìn)行頂幫移近量、頂板離層情況等礦壓觀測。

第五步：更換兩集中巷風(fēng)水鐵管路為軟橡膠高壓管路。

第六步：設(shè)置躲避災(zāi)害峒室和儲(chǔ)存食品峒室。

3.專項(xiàng)防沖方案及措施

3.1 1503兩集中巷進(jìn)行卸壓爆破

3.1.1卸壓爆破范圍

集中軌道巷的上幫煤柱內(nèi)、集中運(yùn)輸巷的下幫煤柱內(nèi)進(jìn)行爆破卸壓。具體范圍：

（1）集中軌道巷上幫，自巷道開門口開始向里，到3#聯(lián)絡(luò)巷開門口結(jié)束。

（2）集中運(yùn)輸巷下幫，自導(dǎo)線點(diǎn)k3點(diǎn)向北30米開始，到導(dǎo)線點(diǎn)p11點(diǎn)結(jié)束。

3.1.2卸壓爆破施工原則、目的

原則：在執(zhí)行卸壓爆破時(shí)，要保持兩巷卸壓爆破位置均衡前移，即一條巷道超前另一條巷道不得大于25米。

目的：開辟卸壓保護(hù)帶，將積聚在巷道表面和附近的能量弱化并移向煤體的深部；釋放巖層積聚的能量，消除沖擊危險(xiǎn)性。

3.1.3卸壓爆破參數(shù)

（1）眼位：距巷道頂板下為1.5～2m。

（2）眼直徑：Φ42mm。

（3）眼深：11m。

（4）眼角度：水平方向垂直煤壁，垂直方向與煤層坡度一致。

（5）位置：1503集中軌道巷的上幫，1503集中運(yùn)輸巷的下幫。

（6）每孔裝藥量：正常情況下每孔裝Φ27×400mm×300g×6卷煤礦許用二級水膠炸藥（含炮頭），重1.8kg，炮眼布置及裝藥結(jié)構(gòu)圖具體見附圖。

（7）裝藥結(jié)構(gòu)：采用正向連續(xù)裝藥。

（8）雷管：使用毫秒延期同段電雷管2發(fā)/孔，腳線長為12m以上，每孔不少于4根（2發(fā)雷管用），每根長度與雷管自身的腳線接起來后應(yīng)不少于卸壓爆破孔深度（12m以上）。

（9）藥卷包裹：使用PVC管包裹乳化炸藥，PVC管每節(jié)長4m、內(nèi)徑30mm、壁厚為1mm，現(xiàn)礦壓科倉庫中有備用，使用時(shí)根據(jù)裝藥長度現(xiàn)場截取。

3.1.4卸壓爆破安全技術(shù)措施

（1）深孔放炮使用的雷管必須經(jīng)過全電阻導(dǎo)通試驗(yàn)后，方可使用。

（2）裝藥時(shí)先將藥卷裝入PVC塑料管中，藥卷之間必須密實(shí)，連線后用防水膠布將雷管腳線包好，防止遇水造成瞎炮。炮孔其余部分用粘土炮泥封實(shí)。

（3）炮泥必須搗實(shí)封嚴(yán)，裝炮泥時(shí)在保證前一塊炮泥到底搗實(shí)后再裝下一塊，裝至要求的長度后，檢查剩余炮眼的長度，符合規(guī)定后方可進(jìn)行下道工序。

（4）進(jìn)行煤層深孔爆破前，為防誘發(fā)煤層沖擊，故要求放炮前工作地點(diǎn)及向后安全出口必須保證暢通無阻，支護(hù)達(dá)到措施要求，加固支護(hù)工作區(qū)域，將放炮區(qū)域的管線及電纜放下掩埋或用木料等保護(hù)好。

（5）工作前，應(yīng)先檢查放炮器是否靈敏可靠。放炮器的鑰匙必須由放炮員隨身攜帶，不得轉(zhuǎn)交他人。

（6）裝藥前和放炮前后，瓦檢員必須檢查瓦斯。放炮地點(diǎn)附近20m以內(nèi)風(fēng)流中瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1%、風(fēng)量不足時(shí)，均不準(zhǔn)放炮；放炮前后灑水降塵。

（7）在進(jìn)行預(yù)防性深孔卸壓爆破時(shí)，距離放炮地點(diǎn)避炮半徑按直巷100m、彎向75m執(zhí)行，其躲炮時(shí)間按15分鐘執(zhí)行。

3.2煤柱大孔卸壓

3.2.1大孔卸壓的范圍

（1）對1503運(yùn)輸順槽聯(lián)絡(luò)巷與兩集中巷道、兩集中巷聯(lián)絡(luò)巷形成的三角煤柱進(jìn)行大孔卸壓；包括兩集中聯(lián)絡(luò)巷三角煤柱側(cè)、1503集中運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷距離密閉墻3米至至距離開門口30米范圍處開始。

（2）1503兩集中巷道中間煤柱進(jìn)行大孔卸壓。聯(lián)絡(luò)巷門口以里、以外各10米范圍內(nèi)不打。 3.2.2大孔卸壓參數(shù)

（1）麻花鉆桿直徑69mm。（2）鉆頭直徑110mm。（3）鉆孔布置二排鉆孔、三花點(diǎn)布置。（4）第一排鉆孔位置距離底板1.0m，第二排鉆孔距離第一排鉆孔0.5m，（5）鉆孔長度：L>10-15m；（6）鉆孔間距：2-3m。

3.2.3使用工具

施工卸壓大孔采用石家莊中煤裝備制造有限公司生產(chǎn)的ZQSJ-90/2.4手持氣動(dòng)（防突）風(fēng)動(dòng)鉆機(jī)打眼，由兩人操作，鉆頭直徑75mm，鉆桿直徑69mm（1m一節(jié)的麻花鉆桿）。

3.2.4大鉆孔卸壓安全技術(shù)措施

（1）在安裝風(fēng)鉆前，必須將煤壁及其后部安全出口范圍內(nèi)的支護(hù)達(dá)到永久支護(hù)，保持退路暢通。

（2）打眼前要先看電磁輻射儀監(jiān)測結(jié)果，無危險(xiǎn)時(shí)再拉鉆打眼。

（3）打鉆地點(diǎn)出現(xiàn)以下情況，先將人員撤到安全地點(diǎn)，待壓力穩(wěn)定后，經(jīng)跟班隊(duì)長安監(jiān)員檢查，確認(rèn)無危險(xiǎn)后再進(jìn)入。

（4）在打鉆過程中如出現(xiàn)吸鉆頂鉆卡鉆或鉆屑量突然增加等動(dòng)力顯現(xiàn)現(xiàn)象時(shí)，操作鉆人員盡可能遠(yuǎn)距鉆后操作，除安撤鉆桿外，不得隨意進(jìn)入煤壁處逗留。

（5）打鉆時(shí)伴隨嚴(yán)重動(dòng)力現(xiàn)象時(shí)要抽出鉆桿，待壓力穩(wěn)定后再工作。因壓力所致卡死鉆桿后要在該孔附近1～2m處另行打鉆。并將卡鉆桿情況匯報(bào)礦壓科，以便組織及時(shí)卸壓。

3.3防沖及礦壓觀測

3.3.1防沖監(jiān)測

（1）電磁輻射法監(jiān)測。

采用電磁輻射法每天對集中軌道巷產(chǎn)生礦震處進(jìn)行普查，對監(jiān)測電磁輻射強(qiáng)度較高點(diǎn)用鉆屑法驗(yàn)證。

電磁輻射監(jiān)測的位置為集中軌道巷、集中運(yùn)輸巷在一號聯(lián)絡(luò)巷以里100m，在一號聯(lián)絡(luò)巷外60m，每10m布置1個(gè)測點(diǎn)，每點(diǎn)監(jiān)測時(shí)間為2min，當(dāng)電磁輻射強(qiáng)度達(dá)到60mv時(shí)，認(rèn)定具有沖擊危險(xiǎn)，及時(shí)采取鉆屑法檢驗(yàn)，同時(shí)利用該孔進(jìn)行爆破卸壓。

（2）鉆屑法監(jiān)測。

①監(jiān)測地點(diǎn)：電磁輻射法監(jiān)測到?jīng)_擊危險(xiǎn)性高的地點(diǎn)。在施工卸壓爆破鉆孔時(shí)，同時(shí)也量測鉆孔中的煤粉量，以確定和分析應(yīng)力的大小和沖擊危險(xiǎn)的程度。

②監(jiān)測孔布置：鉆孔直徑42mm，孔深7～8m，間距5～6m，孔距底板1.2m左右，單排布置，鉆孔方向?yàn)槠叫杏诿簩?，垂直巷幫?/p>

③監(jiān)測內(nèi)容：主要監(jiān)測每米鉆孔的鉆屑量，單位升，另外還需記錄卡鉆、孔內(nèi)沖擊等情況。

④實(shí)施方法：用功率為1.2kW的手持煤電鉆打測試鉆孔，采用螺紋式聯(lián)接的麻花鉆桿，每節(jié)長1.0米，Φ42mm的鉆頭，鉆孔的深度為7～8米。用膠結(jié)袋收集鉆出的煤粉，用1升的容器稱量煤粉的體積，每鉆進(jìn)1m測量1次鉆屑量。用專用表格記錄打眼地點(diǎn)、時(shí)間、鉆屑排出量，以及打眼過程中出現(xiàn)的鉆桿跳動(dòng)、卡鉆、劈裂聲和微沖擊等動(dòng)力現(xiàn)象。

3.3.2礦壓觀測

采用單體戴帽點(diǎn)柱進(jìn)行工作阻力監(jiān)測，目的是防止頂板大面積下沉?xí)r，能夠提前通知全部人員撤離。具體方法是在集中軌道巷、集中運(yùn)輸巷內(nèi)支設(shè)單體戴帽點(diǎn)柱，點(diǎn)柱打設(shè)在1#～3#聯(lián)絡(luò)巷間，柱間距按20m執(zhí)行，緊靠皮帶一幫打設(shè)，要求點(diǎn)柱必須穿鐵鞋，用手壓泵將支柱升緊并達(dá)到初撐力（50kN）要求，由礦壓科用測壓儀表每天監(jiān)測一次，監(jiān)測支柱承載情況。

3.4設(shè)置躲避災(zāi)害峒室和儲(chǔ)存食品峒室

峒室設(shè)在1503軌順聯(lián)絡(luò)巷上部車場峒室內(nèi)。

（1）峒室的維護(hù)由巷道施工單位負(fù)責(zé)，確保除開關(guān)、電纜或絞車外無其它雜物。并懸掛警示牌“避災(zāi)食品注意保護(hù)”。

（2）食品由生活科準(zhǔn)備，備足100人的用量，標(biāo)準(zhǔn)“一人一瓶水一塊高壓縮餅干”。并定期檢查，保持備用食品不過期，定期更換。

（3）安監(jiān)人員負(fù)責(zé)日常的監(jiān)督檢查工作，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)匯報(bào)礦調(diào)度指揮中心。

4.結(jié)論

煤礦沖擊地壓直接危害到安全生產(chǎn)，以上結(jié)合本礦出現(xiàn)的沖擊地壓現(xiàn)象，提出了符合現(xiàn)場實(shí)際的防治方案及措施，取得了較好實(shí)效。今后為了有效防范沖擊地壓，必須加強(qiáng)防沖及礦壓觀測，合理選擇開拓方法，提前采用預(yù)防性卸壓爆破和大孔卸壓等綜合治理方法。

【參考文獻(xiàn)】

[1]錢鳴高，劉聽成.礦山壓力及控制[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2008.