东荣三矿首个冲击地压工作面的防治论文_孙韬

东荣三矿首个冲击地压工作面的防治论文_孙韬

龙煤双鸭山矿业有限责任公司安全生产指挥中心

前言:东荣三矿东十采区九片自2016年7月9日首次发生冲击,经过分析其产生的原因和采取措施进行治理历经半年时间终于成功,安全采出煤炭56万吨,也为三矿下面的冲击地压的防治积累了宝贵的经验。

一、工作面概况:

东十采区九片为我矿综采二队回采工作面,属30层煤。设计倾向长200米、走向长平均728.5米,面积14.57万平方米,平均煤厚3.0米;可采储量56.8万吨;此工作面地表标高+68米,上巷平均深度723米,下巷平均深度743米;其上部与东十八片采空区相邻,之间煤柱30米。

工作面直接顶为粉砂岩,厚度在1.25米左右,上部有0.25米细砂岩;老顶以粉砂岩为主,夹有互层。直接底为细砂岩,完整、致密。煤层顶板上部26米的位置有13.85米厚的关键层,岩性为中砂岩,结构致密。

根据北京煤炭科学总院冲击倾向性鉴定结论:30#煤层和顶底板都具有弱冲击倾向性。(后附工作面工程平面图和煤层柱状图。)

二、冲击地压发生情况介绍及原因分析:

自2016年7月9日东十下延采区九片发生第一次冲击地压,截至2017年2月回采结束共计发生冲击地压14次。(后附冲击地压记录表。)冲击现象井下现场主要表现为:工作面超前80米范围内,巷道上、下帮发生煤体片帮,煤抛出,片帮宽度平均0.5-0.6米,最大1.2米。顶板下沉,平均下沉量为0.4米。平均底鼓0.5米。经过监测和分析主要是由于该面煤层顶板上部26米的位置有一层13.85米厚的关键层,岩性为中砂岩,结构致密。回采导致大面积悬顶压力通过30米大的区段煤柱传导造成工作面上巷超前80米范围内应力集中,导致上巷发生冲击。矿在7月末成立了深防办对东十采区九片冲击地压进行治理,治理后冲击地压由原无规律、冲击距离长、破坏性大,变为每回采30米发生一次,冲击距离由80米缩短为20米至30米之间,破坏性变小,但该区域仍具有冲击危险性,故矿在11月份采取对上巷深断顶孔加密打设,走向间距缩小至5米,上巷每隔1米打设一排10米深断顶孔,加上煤体爆破卸压、煤体注水等有效措施,自2017年1月4日至回采结束未发生冲击地压。

三、采取的具体防治措施:

1)下料道上、下帮打设煤体卸压钻孔

①、下料道每隔4米在下料道上下帮中间打设卸压钻孔,眼深15米。

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②、以上采用ZDY-3200型煤矿用全液压坑道钻机,直径133㎜钻头及可接钻杆施工。

2)上顺槽断顶爆破

在顺槽内沿巷道中线每隔10米(后期5米)施工一个朝向巷尾方向的走向钻孔,孔深按顶板岩性达到关键层深度为47米,与走向水平线夹角为65°,孔径为94㎜。

以上所有孔装药时使用BQF-100Ⅱ型压入式风动装药器将煤矿许用岩石膨化硝铵炸药装入断顶钻孔内,每孔装药量40㎏。

12月将断顶孔距离加密为5米。

3)上顺槽采用煤体注水、卸压爆破

上顺槽每隔5米施工一处注水孔、一处卸压孔,孔径94mm,孔深15米。

4)上顺槽打设浅断顶孔

距上帮1米每隔1米施工10米深断顶孔,装药12卷。

5)下顺槽打设浅断顶孔

距下帮1米每隔1.5米施工10米深断顶孔,装药12卷。

6)、强防护:每小班由安检员在指定安全地点专职看守,生产班(四点班、零点班)严禁任何人员进入该区域,检修班(八点班)人员如需进入上巷超前支护范围内,需向矿调度打电话咨询矿压情况,经矿调度同意并登记后方可进入该区域范围内施工。

个人防护:施工人员穿专用防护服并佩戴专用头盔在动压区及危险区施工。不允许单人作业,施工人员中必须有1人负责察看顶板及帮的情况,有异常立即撤人。(后附断顶孔设计断面图。)

四、取得的效果:

自2016年7月9日东十下延采区九片发生第一次冲击地压,截至2017年2月回采结束东十采区九片上巷共施工顶板浅断顶孔(10米)281个,深断顶孔(47米)48个,两帮煤体卸压孔上帮145个,下帮130个,下料道两帮间距5m分别施工注水孔和煤体卸压爆破钻孔,上帮施工注水孔17个,下帮14个。在上帮施工煤体卸压爆破孔11个,下帮施工煤体卸压爆破孔10个。下巷浅断顶孔共计打设断顶孔216个,平均每1.375米打设一个浅断顶孔。

经KBD5电磁辐射仪监测(强度临界值110mv,脉冲临界值为2300hz),2月份下帮平均67.8mv,脉冲平均值为10935hz。上帮平均值为96.85mv,脉冲平均值为9030.8hz。钻屑法数值在0.88-1.45之间。KBD7曲线图无明显波动,在26-33mv之间。2017年2月份数值与2017年1月相比有明显下降趋势且始终稳定,再也没有发生冲击,治理成功。后附东十下延采区九片下料道2017年2月份KBD5监测数值图

论文作者:孙韬

论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第11期

论文发表时间:2019/9/19

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