权台煤矿采煤工作面冲击地压的防治.pdf

权台煤矿采煤工作面冲击地压的防治 第六图书馆 介绍了权权台煤矿3127工作面部目击中地压发笺机理,防治效果分析。介绍了权权台煤矿3127工作面部目击中地压发笺机理,防治效果 分析。冲击地区 采煤工作面 防治措施 防治效果徐煤科技阚宗峰徐州矿务局权台煤矿1998第六图书馆 第六图书馆 2 8 徐煤科技 1 9 9 8 年第2 期 1 概 况 权台煤矿采煤工作面冲击地压的防治 硼 a 争t 文 徐 州 矿 务 局 权台 媒 矿 苎 羔 兰 岳 宝 祥 褚 兰 清 摘要介绍 了权 台煤矿3 1 2 7 工作面冲击地压发生的机理、 防治效果分析。 翔 憎 - ---2 螂 7 1 ． 1 工作面地质条件及煤层赋存状况 权台煤矿3 1 2 7 T作面位于东一采区一6 0 0 m水 平， 所采煤层为下二叠纪石盒子组3 煤 。 其地质条件 及煤层赋存状况见图1 。 拄状囝 岩石 名称 层厚 ／ m 岩 性描 述 砂岩 1 ．0 ～1 ．9 细 ～中粒 ．块状 结 I ．3 构 ，泥质皎结 况岩 1 ．7 ～5 ．6 致密性脆 ，块状 2 ．0 ～4 ．8 油脂光泽，半亮型， 3 蠼 片状 ，古 0 ． 0 2 m棕 4 ． 5 色夹 O ．7 ～1 ．5 橙散暑碎、 局部为细 泥岩 0 ．9 砂岩。 1 ．5 ～3 0 致 密 ，性胞 ，细粒 ． 砂岩 块献结构 图1 综旨 柱状 1 ． 2 工作面状况 3 1 2 7 乙面走 向长4 6 0m， 倾斜 长7 0m， 倾角8。 。 工 作面输送 机道 靠近3 1 2 7 甲面 采空 区， 材 料道 与 3 1 1 4 工作面采空区相邻， 三面均为采空区 ， 呈半岛式 开采， 其中材料遭和切眼穿过权台大向斜 见图2 。 哥2 工作面状 态 该工作面在1 9 9 1 年6 ～7 Y l 的掘进期间共发生过 两次冲击地压 ， 由于冲压地压现象在权台煤矿尚属 首例， 没有开采的先倒。 到1 9 9 7 年8 月才开始开采 ， 采 煤工艺为高档普采。 2 工 作面冲击地压机理分析 由于该工作面位于权台煤矿大 向斜轴心之内， I 。 { | } t 钐 效累 加之东一采区开采布局不 合理， 造成该面呈三面老 塘的半岛式局面 ， 致使煤岩体稳定性多次被切割破 坏 ， 引起高应力集中， 轴心处煤体中积聚了大量的弹 性变形能 ， 当材料道 由向斜的一翼进入轴心时， 巷道 的开挖正好为弹性变形能的释放提供 了有利条件。 而3 u4 工作面开采后在周围岩体及煤层中形成的残 余支承 压力 ， 再受到采 空区一侧1 0 m煤 柱的影响 ， 使得残余支承力产生的超前动压与前方采空区一侧 的残余支承压力产生叠加， 巷道周围动、 静压超过围 岩强度而产生了动能瞬间释放 ， 形成了1 9 9 1 年7 Y l 1 0 日该面材料道二级以上 ， 三级以下的冲击地压。 3 防 冲措施 3 ． 1 矿压 监剩 矿压监测的目的是为了及时掌握本工作面冲击 地压危险程度的大小， 指导工作面的安全生产， 同时 检测防治措施的实施效果 。 t 钻屑法 在工作面煤壁及两道内每周不少于 两次进行钻屑法检测， 该方法是 由直径为4 5 I ] [ 1 m的 小钻孔取粉 ， 根据煤量 ， 粒 度大 小及有无动力现象 如 钻孔夹持， 钻孔冲击， 粒度变化， 纯钻进时问， 推 动力变化 ， 煤体钻孔声发射等 ， 判定工作面支承压 力有无冲击地压危险。 由于3 1 2 7 工作面发生冲击地压的危险区域主要 位于原冲击矿压发生点附近 ， 鉴于此神情况， 在回采 过程 中， 钻屑法监测钻孔的布置应有所侧重 ， 即在冲 击危险区加密监测钻孔 ， 在工作面布置3 ～4个 ， 在 材料道 两帮距工作面6 0 m 处布置3 ～4个 ， 输送机 道布置1 ～2 个 ， 钻孔深度间距1 0 m。 2 顶板动态法 该方法是在工作面前方l 0 ～3 0 m 范围内的材料道安装 KY一 8 0型顶板动态仪 ， 进行 顶板移近速度的观测 ， 根据 移近速度 曲线判定工作 面的顶板运动状况 ， 经实践证 明这是一种 有效的辅 助监 测手段 。 3 ． 2 防冲措施 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆 1 9 9 8 年第2 期 徐煤科技 2 9 3 ． 2 ． 1煤 体 注 水 研究证明， 向煤层注水可以降低煤体发生冲击 矿压的倾向性 ， 特别是针对权台煤矿3 1 2 7 工作面附 近煤体试验分析可知， 其煤层较软且原生水分较低 ， 煤层具有较强 的吸水性 ， 经测定煤层在原始状态具 有中等冲击倾 向性 ， 而在 其 含水率提 高2 ， 达到 4 左右时， 其冲击倾向性大大降低 。 因此在工作面 煤层中注水 ， 既能起到降低冲击倾向性的作用， 又能 达到降尘的目的。 1 3 1 2 7 乙面注水采用上下顺槽同时打眼， 双 向 布孔， 钻孔直径为6 4 mm， 深度1 8 ． 5 ～2 5 m， 孔距7 ～ 1 5 m， 其 中在距工作面1 2 0 ～1 8 0 m 段 ， 材料道孔距 为7m。 钻 孔 倾 角 同煤 层 ， 钻 孔 位 置 为 顶板 向 下 1 ． 6 m， 机具 为3 k W 旋转式岩石 电钻 ， 用海带水 泥 砂浆封孔 。 采用动静压结合并联多孔注水， 静压注水 压力为2 ． 0MP a ， 动 压采用流 量为8 0 L ／ mi n的供液 泵， 压力调到8 ． 0 MP a 。 2 注水前后煤体含水量见表1 。 衰1 煤体含承量 工作面 每推进 1 5 m， 在 采场 中部 和距 工作面 2 0 m处的两道取3 份煤样测定煤体含水量。 从取样 化验结果可知 ， 注水后的煤体含水率增长量均超过 2 ． 0 ， 平均增长量为2 ． 4 6 ， 满足要求 。 3 ． 2 ． 2 合理调 整I作面的推进度 一 般来讲 ， 工作面的来压周期为煤壁 的应力高 峰期 ， 即为i 中击危险期 ， 采取合理的开采强度， 亦即 在高峰期减慢工作面的推进度 ， 就可以利用煤体本 身的蠕变 、 软化 ， 使应力的峰值得到缓解 ， 应力充分 的释放 ， 以减少冲击危险的可能性 ， 因此 ， 在临近周 期来压5 ～7 m时 ， 放慢工作面的推进 度， 使煤体发 生蠕变、 软化， 达到卸压的目的。 3 ． 2 ． 3 其 他防冲措 施 一 般来讲 ， 工作面的端头、 巷帮煤柱、 地质构造 带是i 中 击地压的危险带， 因此针对这些地点， 采取 了 以下措施 t 1 该工作面为上下分层回采， 两道底煤较厚， 应力集中时 ， 可引发底板冲击 ， 为此 ， 超前工作面煤 壁2 0 3 0 m， 采用人工挖底 ， 破坏底板的应力状态 2 采用强支措施 ， 加强对顶板的支撑强度， 控 制顶底板的相对位移。 以缓解因采动对煤体的压力。 有效控制煤体的弹性能积聚， 减轻脆压 。 为此在工作 面的两道超前煤壁 1 8 0 m， 在原拱 型棚梁下每棚打 一 棵单体点柱 ， 在工作面内采用四档铁鞋管理 ， 初放 阶段， 在切顶线打丛柱， 密集支柱， 在 向斜轴附近打 木垛等措施 4 注意问题 尽管采取了以上一系列的措施． 但冲击地压并 不能完全消除， 如 在1 9 9 7 年1 1 月1 5 日早班就 出现 了 冲击现象， 当时动态位移测定距 工作 面l O m 时， 顶 板下沉速度最高达5 ． 0 mm／ h 。 用钻屑法测得的数据 如 表2 。 衰2 钻屑法监蔫数据 监测结果表明， 钻粉率指数均明显大于极限值 ， 该 区域具有明显的冲击矿压倾向 ， 此时马上采取了 停止采煤 ， 加强监测等防护措施 ， 当时工作面出现大 面积片帮， 顶底板变形量及速度明显加大， 巷道变形 十分严重 ， 这种工作面和巷道大面积来压现象持续 了近2 h ， 由于围岩变形逐渐释放 了大量的弹性变形 能 ， 所以1 9 9 7 年1 1 月1 5 日夜班， 煤粉钻监测结果均已 正常， 并恢复了生产。 5 结束 语 从本工作面的开采实践与监测结果分析 ， 可推 论； 冲击地压工作面的监测手段决不应是单一的， 必 须应用各种可能的技术手段和仪器仪表设备 ， 综合 分析各种监测结果， 才能提高判断的可靠性和准确 性 。 第一 作者简介 阔宗峰 ， 1 9 8 1 年 生， 1 9 8 1 卑毕业干 棘州 工业学棱 ， 1 9 9 5 年 毕业干 中国矿业大 学， 现 任报 台煤矿调 度 室副主任 。 地 址 江苏徐州市， 邮编 2 2 1 1 5 3 。 。 收稿 日期 ； 1 9 9 7 一 l 2 1 5 I 责任编辑 张 继华 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆