山东东山古城煤矿有限公司 山东省济宁市 272100
摘要：冲击地压风险主要影响因素为坚固顶板岩层活动和挖掘规划导致的煤体高应力汇集。工作面坚固顶板周期来压期间工作面风险区域内，坚固顶板岩层活动剧烈，能量会集开释，剩下能量多，工作面冲击风险性高，挖掘规划使工作面煤体受特别的空间结构影响，本煤层工作面在冲击地压防治过程中，经常遇到上覆煤层的残采区，残采区形成的特殊岩层空间结构条件容易造成局部区域煤体高应力集中，工作面上覆坚硬顶板活动具有明显的区域特征，在该区域内工作面初次放顶，煤体应力集中最大，冲击危险性最高，称此区域为“单面见方”。
关键词：工作面；冲击危险；防治方案
引言
以某矿有发生冲击危险的1061工作面为研究背景，针对性地制定了大直径钻孔、煤层注水、煤体卸压爆破、顶板深孔爆破4种卸压措施，并设计出各卸压方案的工艺参数。研究结果表明,在工作面推进过程中根据检测结果采取不同卸压方案,在“单面见方”区域内，坚硬顶板岩层能量集中释放、巷道变形量大、垮落较好等特点，很好地解决了坚硬顶板冲击地压的危险性。
1 工作面概况
1061工作面是106采区首采工作面，位于第1个区段切眼，里段为岩浆岩侵蚀区，外段靠近106采区大巷保护煤柱，西北方向靠近岱庙断层保护煤柱及岩浆岩侵蚀区，东南方向为1063工作面。工作面走向长753m、倾斜长183m，回采10煤层。10煤层为该采区主采煤层，上距铝质泥岩48m，下距太原组－灰顶界面60m。根据布置在1061工作面内的钻孔机底板钻探资料分析可知，工作面煤层倾角平均8°，厚度平均2.5m，属于中厚煤层。
2 防冲方案设计
2.1煤体内大直径钻孔卸压
在1061工作面划分的冲击地压危险区域进行大直径钻孔卸压处理，预卸压至少超前工作面煤壁200m（为提高卸压效果，在条件允许情况下，可随巷道掘进和工作面回采前进过程中进行大直径钻孔预卸压）。根据该矿实际开采条件和施工工艺条件，选取预卸压钻孔参数如下：
一般危险区域：孔深15m～18m，孔径150mm，孔间距5m；
中等危险区域：孔深15m～18m，孔径150mm，孔间距3m。
如果减少卸压钻孔直径，则相应缩短孔间距。钻孔距巷道底板1.2m，平行煤层方向，单排布置，。
2.2 煤层注水
实验室测试显示，煤体的单向抗拉强度与煤的含水率有很大关系。一般情况下，两者呈反比关系。因此，为降低煤层的冲击倾向性，可以通过向煤层内注水的方法来增加煤层含水率，从而达到降低煤层抗压强度，继而降低煤层的冲击倾向性，实现安全开采。
技术参数及要求：
1）煤层注水在超前工作面前方100m范围以外进行；
2）为避开注水与煤体卸压爆破、大直径钻孔等的干扰，集中钻孔的错距不小于5m；
3）注水钻孔为Φ65mm，孔深为25m，封孔长度10m，注水孔间距15m；
4）注水孔布置在巷道两帮，处置巷道，顺层布置，角度应略小于煤层倾；
5）封孔器安装位置深部距离孔口6m以上；
6）注水压力为6mPa～12mPa，当注水压力下降5mPa左右时或注水后巷帮周围的煤体含水率达到4％，认为注水达到效果，可停止注水；
7）注水期间，必须对注水效果进行观测，并记录好注水流量。
2.3煤体卸压爆破
在工作面前方大概200m的机巷和风巷内，预先经过钻屑法或许微震监测等手法进行检查，经过判别钻出的煤屑量是不是超出临界值，或者在进行打钻过程中是不是出现吸钻、卡钻、顶钻等情况来判别具有冲击危险性的区域。采用煤体钻孔爆破卸压，爆破后对卸压效果进行检测，保证降低或解除煤层的冲击倾向性。
2.4顶板深孔爆破
顶板爆破范围为工作面超前200m，钻孔直径65mm。连线方式采用串联，正向一次起爆。装药采用2＃岩石乳胶炸药。在钻屑异常或监测警区巷道中，沿工作面推进方向顶板每2m布置1个钻孔。沿巷道方向的钻孔布置在距采帮侧约1.5m的顶板上。根据应力集中程度的大小、分布、煤层厚度及老顶的位置，炮眼深度20m～40m，单排布置，与水平方向成75°夹角朝向工作面方向，封孔长度10m，装药长度15m。根据应力集中程度的大小、分布、煤层厚度及老顶的位置，炮眼深度20m～40m，单排布置，与水平方向成75°夹角朝向工作面方向，封孔长度10m，装药长度15m。钻孔布置平剖面示意图见图1。
3冲击地压治理措施效果考察
关于1061作业面的冲击风险性评估成果，采取切实可行的综合防治办法，构成一个较完善的防治体。关于掘进作业面和回采作业面拟定了不同的防治办法。掘进作业面，首要经过钻屑法、电磁辐射法或微震法等办法进行冲击风险性监测，确定好具有激烈冲击区域以后，选用煤体大直径钻孔进行卸压。以后，采取钻屑法监测卸压作用。假如没有到达预期的卸压作用，能够选用钻孔卸压爆炸进行卸压。关于回采作业面来讲，除了对划定的区域进行大直径钻孔卸压以外，还能够经过煤层灌水进行卸压，2种办法同时进行，卸压以后进行检查，拟定下一步的卸压计划。冲击地压防治办法以后，需要进行作用查验，可经过钻屑法、电磁辐射法和微震法进行。经过对比爆炸前后的钻屑量、电磁辐射信号和微震状况，可判别冲击风险是不是得到免除。假如风险仍然存在，则持续在原来的区域进行解危，然后再查验效果，直到接触风险停止。
结语
列举了针对1061工作面防冲的4种方案，并给出工艺参数，为工作面开展防冲工作提出解决方案，使得工作面推进过程中可以根据检测结果而采取不同防冲方案。防冲方案具有逐步加强、相互叠加的特点，能够有效指导工作面防冲工作的开展。
参考文献
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[3]潘立友，段大勇，张振扬.深部巷道留底煤区域冲击地压机理与防治[J].煤炭技术，2016，35（5）：3-5.
论文作者:赵猛
论文发表刊物:《基层建设》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/15
标签：工作面论文; 煤层论文; 钻孔论文; 顶板论文; 地压论文; 巷道论文; 直径论文; 《基层建设》2017年第26期论文;