何建新 劉 杰 沈建波

（山東濟礦魯能煤電股份有限公司陽城煤礦，山東 汶上 272502）

1 概況

3304工作面運輸順槽掘進迎頭揭露一條斷層，經(jīng)地測科現(xiàn)場實測、打鉆等方法判斷，判定掘進頭遇到的斷層為DF34斷層，全斷面為砂巖。斷層走向95°、傾向5°、傾角80°、落差5.5m。由于運輸順槽遇到的斷層落差較大，煤層在迎頭前上方，因此需要后退10m挑頂按+20°上山掘進。為做好過斷層期間以及進入煤層后的防沖工作，做到安全施工，需采取可靠的防沖措施。

2 沖擊危險性分析

根據(jù)陽城煤礦3煤沖擊傾向性鑒定報告和煤與基本頂組合性試驗，可知3煤上部具有強沖擊傾向性，3煤下部與頂?shù)装鍨槿鯖_擊傾向性。掘進迎頭揭露DF34斷層，基本頂為砂巖，因從遇到斷層到揭露3煤期間掘進工作為破頂掘進，故此段沖擊傾向性理論上較弱。

另根據(jù)統(tǒng)計資料顯示，準(zhǔn)備或回采巷道煤巖發(fā)生明顯轉(zhuǎn)換地段，斷層的上盤發(fā)生沖擊的次數(shù)和強度明顯高于斷層的下盤。過DF34斷層是從上盤向下盤方向掘進，理論預(yù)測施工過程中進入下盤掘進時動力顯現(xiàn)相對上盤弱。但由于受到斷層錯動的影響，斷層上下兩盤前后10m的范圍煤體破碎，掘進中頂煤的控制難度較大；另外受斷層影響煤巖轉(zhuǎn)換且為上山施工的地帶，隨掘出新空間頂板受撓動時易出現(xiàn)板炮，傳遞到煤層時即為煤炮，此煤炮的震動，極易將過斷層段前上方的頂煤震冒落，故在掘進中要引起高度重視。自斷層面向前0～20m范圍內(nèi)煤巖掘進過程中，必須在施工中加強防沖管理，加強頂板控制，加強放炮管理控制（不能放大炮），防止煤頂抽冒。

3 沖擊監(jiān)測預(yù)警

3.1 電磁輻射監(jiān)測預(yù)警

采用KBD5型電磁輻射監(jiān)測儀進行沖擊地壓危險監(jiān)測預(yù)報。每個測點監(jiān)測2min，有效監(jiān)測范圍為7～22m。實驗測定的指標(biāo)為電磁輻射強度值180mV，脈沖數(shù)2700，確定3304工作面指標(biāo)為電磁輻射強度值100mV，脈沖數(shù)1600。按該指標(biāo)的60%執(zhí)行，如果監(jiān)測數(shù)據(jù)超過臨界值（電磁輻射強度值60mV，脈沖數(shù)960），或者當(dāng)電磁輻射強度值或脈沖數(shù)出現(xiàn)異常變化趨勢，則認為該區(qū)域存在沖擊危險。

采用電磁輻射監(jiān)測儀監(jiān)測比較方便快捷，人員勞動強度低。缺點是監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差大，受外界電器設(shè)備和電纜等干擾嚴(yán)重，需要使用鉆屑法進一步檢驗。

3.2 鉆屑法監(jiān)測預(yù)警

鉆屑法檢測準(zhǔn)確性較高，每米鉆屑量和施工過程中的動力效應(yīng)均能有效反映煤體應(yīng)力集中程度和沖擊危險性程度，以便及時采取卸壓解危措施，且不受外界因素的干擾。對預(yù)計的危險區(qū)域采用鉆屑法進行危險性監(jiān)測和預(yù)報?？讖?2mm，孔深10m，間距5m。

采用Φ42mm的麻花鉆頭，測定3304工作面臨界煤粉量為3.96kg/m，如果鉆屑量超過臨界值或者在打鉆過程中有卡鉆、吸鉆、煤炮等動力現(xiàn)象，表明有沖擊危險。

4 沖擊危險解危措施

4.1 迎頭或幫部卸壓爆破

采用深孔爆破的方式進行超前松動爆破，以改變煤體結(jié)構(gòu)，消除或減緩形成沖擊危險的條件。對于應(yīng)力集中程度特別高的區(qū)域，特別是在應(yīng)力異常區(qū)，往往出現(xiàn)應(yīng)力二次集聚現(xiàn)象，需要反復(fù)采取檢驗、爆破卸壓，直至解除危險。

在電磁輻射和鉆屑法檢測出沖擊危險后，直接利用鉆屑法檢驗孔加深并裝藥實施爆破卸壓，直至解除沖擊危險為止。

4.2 煤巷大鉆孔卸壓

在施工中，隨著掘進進行電磁輻射監(jiān)測和鉆屑法監(jiān)測，當(dāng)電磁輻射監(jiān)測其強度沒有達到臨危值的60%（電磁輻射強度125mV），但煤炮動力顯現(xiàn)較為明顯，經(jīng)鉆屑鑒定其值又不超標(biāo)時，為預(yù)防沖擊，要采取打大孔卸壓的防沖措施，在形成了卸壓保護帶的前方繼續(xù)掘進。

5 解危措施效果檢驗

3304運輸順槽掘進迎頭揭露DF34斷層后，及時有效地實施了卸壓爆破等解危措施，使得掘進迎頭應(yīng)力集中程度減小，有效降低了掘進迎頭的沖擊危險性，安全通過DF34斷層。自從2014年5月至2014年6月16日完成3304運輸順槽的防沖解危工作后，震動次數(shù)和能量明顯呈下降趨勢，如圖1所示。

圖1 單日震動能量與次數(shù)的變化

6 結(jié)論

（1）從理論上分析3304工作面運輸順槽過DF34斷層可能發(fā)生沖擊危險的程度，確定斷層面向前0～20m范圍內(nèi)煤巖掘進過程中具有發(fā)生動力現(xiàn)象的條件。

（2采用電磁輻射和鉆屑法共同對順槽掘進過程中沖擊危險進行監(jiān)測，避免了單一監(jiān)測的缺陷，提高了沖擊危險預(yù)警準(zhǔn)確率。

（3）采用爆破卸壓和鉆孔卸壓相結(jié)合的方式進行解危。解危后，每日震動次數(shù)和能量明顯減少，有效降低了掘進迎頭的沖擊危險性，安全通過DF34斷層。