張　強(qiáng)（肥城礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司,山東 肥城 271608）

強(qiáng)沖擊煤層火成巖侵入綜放面
沖擊地壓危險(xiǎn)分析與防治

張強(qiáng)
（肥城礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司,山東 肥城 271608）

剖析了沖擊危險(xiǎn)性作用因素與誘發(fā)機(jī)理，闡述了工作面采取的各項(xiàng)防沖治理措施。

煤層沖擊；火成巖；卸壓孔

0　前言

隨著淺部煤炭資源的日益枯竭，礦井開采深度的逐漸增加，加之村莊壓煤等特殊原因，深部強(qiáng)沖擊大范圍條采礦井?dāng)?shù)量不斷增加，越來越多的礦井出現(xiàn)了災(zāi)害性沖擊地（礦）壓、礦震等動(dòng)力災(zāi)害事故。梁寶寺煤礦3312外工作面煤層埋藏深，具有強(qiáng)沖擊傾向性，工作面存在火成巖侵入?yún)^(qū)，上覆巖層活動(dòng)加劇，微震事件頻發(fā)，受到?jīng)_擊地壓嚴(yán)重威脅,現(xiàn)場通過采取強(qiáng)監(jiān)測、強(qiáng)卸壓、強(qiáng)支護(hù)、強(qiáng)防護(hù)等綜合措施，保證了工作面安全回采至停采線。

1　工作面概況

肥礦集團(tuán)梁寶寺煤礦3312外工作面主采煤層為3煤，該煤層經(jīng)鑒定具有強(qiáng)沖擊傾向性，工作面開采深度900m左右，頂板存在堅(jiān)硬厚巖層（18.36m），開采過程中容易形成懸頂，切眼向南104～322m范圍內(nèi)的煤層被巖漿巖侵入，煤層被侵蝕或變質(zhì)為焦炭，皮順局部留底煤，受火成巖侵入影響，該工作面壓力大，自回采開始，微震事件頻發(fā)，如采取措施不力，在動(dòng)靜載荷疊加下，容易誘發(fā)沖擊。

2　火成巖侵入沖擊地壓誘發(fā)機(jī)理

工作面前方火成巖發(fā)育的產(chǎn)狀可能存在如圖A、B、C三種形式（圖1），其中A、B型為“尖滅”式，C型為“陷落柱”式，三種情況下對(duì)防沖均極為不利。

若發(fā)育A、B兩種產(chǎn)狀，靠近工作面?zhèn)然鸪蓭r體較薄，易發(fā)生斷裂，遠(yuǎn)離工作面?zhèn)然鸪蓭r體較厚，不易發(fā)生斷裂，在高應(yīng)力作用下，中間某區(qū)域極極可能發(fā)生突然破裂，斷裂形成的動(dòng)載與工作面靜載作用疊加，皮帶順槽留底煤區(qū)域受“壓桿作用”易誘發(fā)底煤沖擊。

若發(fā)育C種產(chǎn)狀，受火成巖影響，超前支承壓力轉(zhuǎn)移受阻，隨著工作面推采，剩余煤柱逐漸減小，支承壓力逐漸增大，剩余煤體承載高應(yīng)力，上覆巖層容易發(fā)生以煤巖交界為支點(diǎn)，瞬間向采空區(qū)方向旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)，造成工作面突然來壓，兩端頭及工作面上極易誘發(fā)沖擊。

3　工作面高應(yīng)力區(qū)壓力顯現(xiàn)

自工作面開始推采，3312工作面微震事件頻發(fā)，特別是推采至距火成巖侵入體邊緣約50m處時(shí)，日能量累計(jì)和日最大能量均處于歷史高值，微震事件主要分布在火成巖侵入體邊、超前120m范圍內(nèi)及火成巖侵入體內(nèi)部。

4　工作面誘發(fā)沖擊機(jī)理分析

3312工作面3煤層具有強(qiáng)沖擊傾向性，具備了發(fā)生沖擊地壓的基本條件；動(dòng)靜載荷疊加，是沖擊地壓可能誘發(fā)的根本原因。

3312工作面埋深大，先期形成較高的原巖應(yīng)力，同時(shí)受火成巖侵入，侵入體與工作面之間形成“類孤島”煤柱，受工作面前方“C型”火成巖體阻擋，隨工作面推進(jìn)，該煤柱體面積逐漸減小，“類孤島”煤柱承載壓力逐漸增大，且煤巖相鄰區(qū)域出現(xiàn)的水平構(gòu)造應(yīng)力（應(yīng)力方向沿火成巖侵入體外法線方向）與工作面超前支承壓力疊加，其單位面積三向受力越來越大，形成很高的靜載荷作用，達(dá)到一定程度后，工作面右側(cè)的“A型”或“B型”火成巖體局部可能斷裂，形成大的動(dòng)載作用，動(dòng)靜載荷疊加，致使皮帶順槽留底煤段受“壓桿”作用，極易誘發(fā)沖擊。

5　工作面沖擊地壓防治措施

通過深入研究沖擊地壓發(fā)生機(jī)理，采取了綜合性的防范與治理措施，堅(jiān)持“強(qiáng)監(jiān)測、強(qiáng)卸壓、強(qiáng)支護(hù)、強(qiáng)防護(hù)”原則，堅(jiān)持均衡生產(chǎn)，狠抓措施落實(shí)，保證了工作面回采期間防沖安全，目前該工作面已安全回采完畢、并已撤除、封閉。

（1）工作面安設(shè)了KJ550沖擊地壓在線監(jiān)測及KJ551微震監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測范圍超前300m，出現(xiàn)壓力突然升高或達(dá)到預(yù)警值，立即通過實(shí)施施工現(xiàn)場卸壓；同時(shí)工作面兩順槽超前30m范圍內(nèi)定期進(jìn)行鉆屑法監(jiān)測。

（2）皮帶順槽留底煤區(qū)域施工底板卸壓孔卸壓，外圍巷道兩幫全部打直徑卸壓孔卸壓。

（3）兩順槽超前100m支設(shè)超前單體支護(hù)；受類三角孤島煤柱影響，皮順超前支護(hù)延長至110m；外圍三岔口支設(shè)木點(diǎn)柱或木垛支護(hù)。

（4）工作面推采位置300m范圍外圍巷道安設(shè)防沖門限員管理；割煤期間實(shí)行限員，采煤機(jī)運(yùn)行至上下兩端頭30m時(shí)，人員撤離到工作面支架內(nèi)，皮順留底煤區(qū)域懸掛“危險(xiǎn)區(qū)域指示牌板”進(jìn)行限員，確?！坝姓馃o災(zāi)”、“有災(zāi)無傷”。

（5）控制工作面推采速度，做到均衡勻速生產(chǎn)。

6　結(jié)論

通過深入研究3312工作面沖擊地壓發(fā)生機(jī)理，嚴(yán)格落實(shí)了各項(xiàng)監(jiān)測、卸壓、防護(hù)、支護(hù)措施，杜絕了工作面臨近停采期間沖擊地壓災(zāi)害的發(fā)生，確保了工作面安全回采。對(duì)類似生產(chǎn)、地質(zhì)條件下的工作面的沖擊地壓防治工作具有較強(qiáng)的理論研究及實(shí)踐參考價(jià)值。

張強(qiáng)（1979—），男，畢業(yè)于山東科技大學(xué)采礦專業(yè)，現(xiàn)在肥城礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司從事采礦技術(shù)工作。