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        T2292孤島工作面防治沖擊地壓綜合技術(shù)

        2015-12-22 14:55:49陳琪仁開灤集團(tuán)唐山礦業(yè)分公司河北唐山063000
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2015年12期
        關(guān)鍵詞:板邊溜子風(fēng)道

        陳琪仁(開灤集團(tuán)唐山礦業(yè)分公司,河北 唐山 063000)

        T2292孤島工作面防治沖擊地壓綜合技術(shù)

        陳琪仁
        (開灤集團(tuán)唐山礦業(yè)分公司,河北唐山063000)

        沖擊地壓嚴(yán)重威脅井下安全生產(chǎn),是煤礦井下開采過程中嚴(yán)重的災(zāi)害之一。本文在唐山煤業(yè)公司T2292工作面地質(zhì)開采環(huán)境特征的基礎(chǔ)上,探討了沖擊地壓形成的內(nèi)外因和內(nèi)在斑裂產(chǎn)生的機(jī)理,并據(jù)此提出了相應(yīng)的切合實(shí)際的防治措施。

        沖擊地壓;預(yù)防;措施;綜合防治

        一、工作面概況

        T2292工作面東鄰T2293采空區(qū),西鄰T2291采空區(qū),南至T2290邊眼,北鄰T2194、T2195采空區(qū),上方T1351、T1351上、T2254等采空區(qū)。T2292工作面傾斜長154m。工作面平均傾角8°,工作面共安裝ZF6200-16/32型液壓支架95組,ZF6200-16/32型排頭過渡支架6組,工作面前部安裝MG-730型采煤機(jī)一臺、SGZ-730/400型刮板輸送機(jī)一套,后部安裝SGZ-960/800型刮板輸送機(jī)一套,工作面第21組支架位置存在F1逆斷層,落差2.5m,第94組支架位置揭露一逆斷層,落差2.5m。

        1 沖擊地壓發(fā)生的條件

        沖擊地壓形成和發(fā)生的條件是很復(fù)雜的,作為一種礦山巖體破壞現(xiàn)象,有其特殊的宏觀和微觀特征。首先是煤巖體中應(yīng)力超過其極限強(qiáng)度,以煤巖破壞為先導(dǎo);其次是煤層和圍巖在集中應(yīng)力作用下,吸收能量積聚應(yīng)變能;另一個是“誘發(fā)”因素導(dǎo)致其突變破壞,瞬間釋放應(yīng)變能。沖擊地壓發(fā)生必須具備如下條件:①煤層具有沖擊傾向性。研究表明,9煤層沖擊地壓的特殊顯現(xiàn)性,在正常的生產(chǎn)過程中,沖擊地壓基本無顯現(xiàn),在老頂大面積來壓時,煤層中的原巖應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生改變,導(dǎo)致臨近工作面順槽巷發(fā)生強(qiáng)烈的沖擊地壓的原因之一。 ②回采工作面附近存在較大的能量集中。沖擊地壓發(fā)生在回采工作面前方15m~50m的支承壓力區(qū),煤層積聚巨大彈性應(yīng)變能,當(dāng)其超過煤層的跡象強(qiáng)度時,便產(chǎn)生沖擊地壓。當(dāng)走向支承壓力與傾向支承壓力疊加時,產(chǎn)生的沖擊地壓更為強(qiáng)烈和頻繁。T2292工作面地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,斷層多,開采深度及強(qiáng)度大,區(qū)域內(nèi)構(gòu)造應(yīng)力大,煤巖體能量集中,這是該工作面發(fā)生沖擊地壓的內(nèi)因。 ③采掘順序及開采方法。開采過程中不可避免地留有煤柱,在采掘中形成支承壓力的疊加。另外,過多的留有煤柱和在高應(yīng)力集中區(qū)煤柱內(nèi),沖擊地壓較為強(qiáng)烈。④工作面推進(jìn)速度的影響。回采工作面推采過大后,工作面煤體集中應(yīng)力得不到及時釋放,容易造成應(yīng)力集中,因此工作面推采速度也是影響沖擊地壓發(fā)生的因素之一。

        2 沖擊地壓的防治措施

        2.1預(yù)測。沖擊地壓是能夠預(yù)測的。其預(yù)測方法如下所述:①鉆屑法。鉆屑法,是通過在煤體中鉆一小直徑鉆孔,根據(jù)鉆孔時排出的煤粉量及其變化規(guī)律和有關(guān)動力現(xiàn)象,達(dá)到一系列探測目的施工方法。②圍巖收斂的監(jiān)測。采用十字布點(diǎn)法在T2292工作面風(fēng)道、溜子道兩巷超前50m ~100m范圍內(nèi)設(shè)置巷道變形觀測站,每周不少于二次進(jìn)行觀測,以及時掌握巷道在回采的采動影響下產(chǎn)生變形情況,做好巷道超前的監(jiān)控工作;在T2292風(fēng)道、溜子道兩巷道中距5s采空區(qū)50m、100m、150m處采用同樣方法設(shè)置巷道變形觀測站,即溜子道距T2290板邊眼500m、550m、600m,風(fēng)道距T2290板邊眼610m、660m、710m各設(shè)一組測站每周至少觀測一次,當(dāng)巷道變形達(dá)到10mm/d時,礦壓組要進(jìn)行日觀測。③支架載荷的監(jiān)測。在T2292工作面支架上共安裝9組壓力自計(jì)儀,分別安裝在10組、20組、30組、40組、50組、60組、70組、80組、90組支架上(每組包括前柱、后柱),每周安排人員使用采集器取一次數(shù)據(jù),上井后提出、并加以整理分析,如發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)過大或超限時,及時匯報(bào)上級領(lǐng)導(dǎo),并與生產(chǎn)單位取得聯(lián)系,做好回采工作面采場控頂?shù)谋O(jiān)護(hù)工作。④電磁輻射儀的監(jiān)測。T2292工作面回采期間,采用中國礦業(yè)大學(xué)研制的KBD5電磁輻射儀對T2292回采工作面風(fēng)道、溜子道兩巷超前設(shè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(風(fēng)道、溜子道各5批,每批間隔為20m),對其數(shù)據(jù)進(jìn)行提取整理分析當(dāng)電磁輻射儀強(qiáng)度值達(dá)到85、脈沖數(shù)達(dá)到8300或輻射值有連續(xù)遞增現(xiàn)象時,要及時向上級領(lǐng)導(dǎo)及有關(guān)部門匯報(bào),并安排人員對壓力顯現(xiàn)較大部位進(jìn)行鉆屑取粉工作。⑤鉆孔應(yīng)力計(jì)。T2292工作面開采時,礦壓組要在T2292工作面風(fēng)道、溜子道兩巷溜子道距T2290板邊眼450m~600m,風(fēng)道距T2290板邊眼560m~710m范圍內(nèi),按設(shè)好鉆孔應(yīng)力計(jì),鉆孔應(yīng)力計(jì)間距50m~100m,施工單位要進(jìn)行班觀測,井上要有詳細(xì)的記錄,當(dāng)鉆孔應(yīng)力計(jì)的數(shù)據(jù)達(dá)到6mp時要要及時趕赴現(xiàn)場進(jìn)行礦壓觀測工作。

        二、沖擊地壓的綜合防治

        實(shí)踐表明,僅憑一種措施預(yù)防沖擊地壓是不可能的,只有采取綜合防治的方法,才能有效的減少和消除沖擊地壓對工作面的威脅。

        1 煤層注水

        注水范圍:溜子道、輔助風(fēng)道距T2290板邊眼450m~860m范圍,注水孔間距6m、孔深8m;方向:水平方向垂直煤壁、上下方向可根據(jù)現(xiàn)場煤層傾角實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整,但最大角度不得超過10度,注水孔要打在T2292工作面采面一側(cè)。封孔設(shè)計(jì)及注水施工要求方式:①封孔施工參數(shù):②注水量:根據(jù)施工現(xiàn)場條件計(jì)算,每個孔的注水量應(yīng)不小于80m3,具體注水量應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行調(diào)整。注水設(shè)備及器材: 注水泵、管路、封孔器。

        施工要求:(1)注水時,應(yīng)時刻注意煤壁充水情況。如有煤壁掛汗等顯示煤壁注水充盈等跡象,應(yīng)立即倒換注水孔。(2)封孔時,應(yīng)保證封孔質(zhì)量,確保封孔后嚴(yán)密不漏水。

        2 預(yù)防沖擊地壓放松動炮卸壓法

        為了降低沖擊地壓的危害性,煤礦開采通常采用放松動炮對煤體進(jìn)行卸壓,放松動炮炮眼一般布置及裝藥量如下:炮眼布置于風(fēng)道、溜子道上、下幫,垂直煤壁布置,炮眼與水平夾角為8°~10°,距底1.5m,沿走向孔間距為10m,炮眼深度為6m~8m。每次打三個眼,一次起爆,使用煤礦許用炸藥,每眼裝藥量600g~900g,水炮泥封泥長度不小于1m,其余用黃泥封實(shí)。

        結(jié)語

        礦井沖擊地壓直接威協(xié)井下安全生產(chǎn),為了嚴(yán)防由此產(chǎn)生的安全事故,筆者結(jié)合唐山礦的生產(chǎn)實(shí)踐,探討了生產(chǎn)礦井沖擊地壓的形成條件及影響因素,提出了符合生產(chǎn)實(shí)際的切實(shí)可行的防治措施 ,指出了沖擊地壓的危害日趨嚴(yán)重,應(yīng)引起足夠重視,并認(rèn)為綜合防治是治理沖擊地壓的有效措施。

        [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,1991.

        TD82

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