关键词 冲击地压、煤体大孔径、应力监测、超前应力探测、安全开采
引 言 冲击地压是采场周围煤岩体，在其力学平衡状态破坏时，由于弹性变形能的瞬间释放而产生一种以突然、急剧、猛烈破坏为特征的动力现象。冲击地压是一种特殊的矿山压力显现。常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象；其发生突然剧烈，冲击波力量巨大，瞬间摧毁巷道、采煤工作面和设备，伤击人员。
新陆煤矿四水平一分段南11层里部区采煤工作面因地质构造、开采深度、顶板岩性等原因，巷道变形严重，矿山压力显现明显。经过对该工作面超前防治，保证了工作面安全采出。
1 工作面概况
工作面回采的是新陆矿南11号煤层，工作面走向长565 m，倾斜长120 m，采高2.0m，煤层倾角平均20°，采用BDY型并联顶梁液压支架，走向长壁后退式采煤方法。工作面开采深度859m。
2 工作面开采初期监测防治方法
11#煤层鉴定具有弱冲击倾向性，工作面防冲评价结果为无冲击危险，所以本工作面以监测监控为主，采用微地震监测法、电磁辐射法、钻屑法进行监测；采用煤体高压注水进行治理；采用上下两巷在用设备捆绑落地生根，闲置设备运出至石门、大巷，生产期间限员等安全防护措施。
虽然采取了监测监控及治理手段，但工作面在初采期间还是出现了工作面支架压架、矿震频繁，超前巷道变形严重等矿压显现情况，特别是工作面初次来压及周期来压期间显现尤为强烈。
3 工作面开采中后期综合监测治理方法
对工作面在初采期间出现的矿压显现情况，经多次技术研究决定，在原有监测治理的基础上，重新调整监测治理方案进行技术改造。
3.1 合理优化布置，避免应力集中
将原本受倾斜断层影响的两个工作面简化成一个工作面推进，这样不仅减少巷道掘送，多回收煤炭资源，更主要的是避免了人为形成应力集中区及采掘扰动的问题，如图1所示。
图1 两个工作面重新设计为一个工作面
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3.2 增加超前防治方法
由于受地质构造影响导致本工作面风道局部与上段机道留设了12-35m不规则煤柱，导致局部巷道应力显现明显，通过增加对不规则煤柱每隔2m施工一个煤体大孔径（直径113mm）防治钻孔，超前对不规则煤柱局部高应力集中区进行治理，使不规则煤柱区高应力向深部转移，扩大了的风道松动圈距离，减小减少了风道变形量，保护了巷道安全，如图2所示。
图2 不规则煤柱段施工大孔径防治钻孔
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3.3 增加监测监控手段
（1）增加超前两巷煤体应力监测。通过在超前两巷每25m布置一组煤体应力监测设备，实时监测超前两巷煤体应力场变化情况，分析煤体内的高应力集中区位置，实现监测预警以及有针对性的施工煤体大孔径防治钻孔，如图1所示。
（2）增加工作面超前应力探测。在工作面上、中、下部施工三个超前应力探测孔，上部孔布置在自上出口向下50m处，中部孔布置在工作面中部，下部孔布置在工作面下出口向上20m处，每个探测孔施工长度不小于15m，留5m保护距离后反复施工，直至工作面开采结束。通过施工工作面超前应力探测孔，探明工作面超前应力集中区位置、范围及集中程度等情况，对工作面前方应力集中区及异常区提前施工煤体大孔径钻孔进行防治，以确保工作面开采期间安全。
4 工作面综合治理后情况
通过综合防治，工作面在后续的回采期间未再出现工作面支架压架、矿震频繁，超前巷道变形严重等矿压显现情况，不仅减小了巷道的变形量，减少了巷道扩修工程量，同时也保证了工作面安全开采。
通过对工作面的安全回采经验分析总结，认为通过合理优化巷道布置，采取综合的监测及防治手段，可以保障安全回采。根据防治工作前期经验，本工作面又进行了第二次技术改造，将工作面停采线外延了36m，又实现了安全开采。
5 结论
通过技术改造及防冲监测防治的不断学习和认知，在保证现场安全的前提下通过综合监测及治理，保证了工作面的正常开采，保护了超前巷道断面，减少了超前巷道的反复扩修工程，实现了工作面安全回采。通过经验总结，又多回收煤炭资源10万吨，创造经济价值7仟万元。通过生产实践证明，综合防治方法及措施具有良好效果，创造出了适合新陆煤矿防冲安全开采的技术方向及思路，具有较高的技术性、安全性及推广性。
作者简介：
田宝利 （1984.10—），男，2014年毕业于黑龙江科技大学采矿工程专业，大学学历，工程师，现在黑龙江龙煤鹤岗矿业有限责任公司新陆煤矿防冲科从事技术工作。
论文作者:田宝利
论文发表刊物:《科学与技术》2019年18期
论文发表时间:2020/4/28
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