徐矿集团深部开采冲击地压防治体系.pdf

煤 炭 科 技 9 0 COAL S CI ENCE TECHNOLOGY MAGAZI NE 2 0 1 2年第 1 期 No ．1 2 01 2 文章编号 1 0 0 8 3 7 3 1 【 2 0 1 2 0 l 一 0 0 9 0 0 2 徐矿集团深部开采冲击地压防治体系 樊银辉 徐州矿务集团有限公司 技术中心 ， 江苏 徐州2 2 1 0 0 6 摘要 在充分调研分析徐矿集团历年冲击地压灾害的基础上， 提出了深部采场冲击地压 防治安全体系的相关要素 ， 并在徐矿集团本部各矿 井进行 了现场实践 ， 取得 了较好 的效果 ， 有效抑制 了冲击地压灾害的发生 ， 促进 了矿井安全 生产。 关键词 深部采场； 冲击地压； 防治体 系； 安全生产 中图分类号 T D 3 2 4 文献标志码 B 近一时期 ，因深部开采高地应力等因素引起的 矿井灾害事故频繁发生。 目前， 徐州矿区的最大开采 深度已超过 1 0 0 0 m， 也出现了与浅部开采不 同的动 力学现象和高地应力危害， 尤其是冲击地压， 表现为 积聚于矿井深部采场围岩体内的变形能在瞬间急 剧 、 猛烈地 向作业空间释放 ， 破坏巷道和工作面 ， 严 重威胁煤矿安全生产。 1 9 9 1 年 7月 以来 ， 徐矿集团三河尖 、 张双楼 、 张 集 、 夹河 、 权 台、 旗山 、 张小楼 、 韩桥等 8个矿井先后 发生冲击地压事故 4 0 余起， 其中较为严重的冲击地 压事故有 3 0起 ， 造成重大人员死亡及不同程度的巷 道 、 支护和机械设备毁坏。 其 中， 2 0 0 0年 4月 1 7日， 三河尖煤矿 7 2 0 4炮采工作面发生冲击地压 ， 死亡 4 人， 工作面被迫停产 3 个多月。 同年 1 1 月 1日， 该矿 7 1 4 1 综采工作面又发生 冲击地压 ， 造成 2人重伤 、 2 人轻伤。 2 0 1 0 年 7 月 3 0日， 张双楼煤矿一 i 2 0 0 Il l 东 一 运输上山中部发生一起由地震诱发的冲击地压灾 害， 造成运输上山 1 0 0 余米巷道被冲出煤体充满， 正 在该 区域作业的 6 名职工被埋遇难。 1 冲击地压 防治面临的困难 2 0 0 1年 8月， 徐矿集团及基层各矿井分别成立 了防治冲击地压领导小组，配备了专职矿压观测人 员 ， 在冲击地压较为严重的三河尖煤矿 ， 还专门成立 了防冲队。2 0 1 0年下半年 ， 徐矿集团及基层各矿井 又分别成立了专门的防冲机构 ，配备 了专职的防冲 人员， 负责矿井冲击地压的预测预报及治理工作 。 随着开采水平的延伸 ，本部 7 对矿井已全部进 入千米深井开采 ， 冲击地压的预测 、 预报及治理工作 也变得越来越重要和紧迫 。难题是冲击地压发生 的 机理尚未完全掌握 ， 规律没有摸清 ， 难以准确地预报 其发生时间和强度， 缺乏有针对性的、 高效易行的治 制定采区瓦斯地质图，针对高瓦斯区提出 “ 一面一 策” 制度并建立资料管理档案。 经集 团公司同意， 与中国矿业大学 ， 中煤科工集 团重庆煤科院等高校和科研单位合作，在车集煤矿 建立永煤瓦斯实验室， 达到对瓦斯基础参数内部测 试掌握的能力。 随着实验室的搭建 ， 引进 了瓦斯治理 的先进手段和技术 ， 并培养了一批专业人员 。 5 建立瓦斯治理资金投入保障体 系 投入是瓦斯治理的保障。为了确保瓦斯治理投 入、 提高装备水平， 车集煤矿每年都提出一定比例的 安全经费进行专款专用。建立了瓦斯治理资金保障 体系。矿井通风系统 ， 瓦斯抽采系统 ， 瓦斯监测监控 系统，防尘及防灭火系统等矿方都有专项资金进行 安排保障。 并形成了 采面抽放材料回收管理办法 ， 确保在资金使用过程中的高效及回收。对瓦斯治理 工程计划及投资完成较好的， 给予奖励。 基本达到瓦 斯综合治理的“ 抽 、 掘 、 采” 平衡 。 作者 简介 汤红枪 1 9 8 3 一 ， 男 ， 河南 睢县 人 ， 2 0 0 5年毕 业于中国矿业大学安全工程专业， 中国矿业大学安全工程学 院硕士在读 ， 河南煤化集 团永煤公 司通 防处工程师。 收稿 日 期 2 0 t 1 - 1 1 2 0 2 0 1 2年第 1 期 樊银辉 徐矿集团 深部开采冲 击地压防治体系 9 1 理方法和措施等等。 2 冲击地压 防治体系及实践 2 ． 1 设立冲击地压研究攻关专题组 产学研相结合， 协同攻关， 以江苏省企业院士工 作站为科技研发平台，与中国矿业大学等科研院所 合作开展深部开采冲击地压发生机理及综合防治技 术研究， 建立了微震监测系统， 研究矿震信号的传播 规律和衰减规律，顶板破断与煤体破坏的微震信号 特征， 工作面开采过程中的矿震信号的变化规律， 微 震与电磁辐射之间的关系等 ，取得了一系列科研成 果， 并及时将成果应用于生产实践。 2 ． 2 进行冲击地压防治知识学习培训 为普及冲击地压防治知识， 提高抗灾应变能力， 把冲击地压危害减小到最低 限度 ，徐矿集 团编写出 版了 煤矿冲击地压及防治技术 煤矿开采冲击地 压灾害防治 冲击地压发生机理及防治措施 和 冲 击地压防治技术论文集 ， 同时还制定了 徐州矿务 集团冲击地压煤层安全开采实施细则 ， 并在全集团 范围内组织了 1 万余名干部职工参加冲击地压应知 应会知识的学习和考试。 2 ． 3 合理开拓布局 根据相关资料分析统计 ， 7 0 ％左右的冲击地压 灾害都与开采设计不合理有关。 在新水平、 新采 区和 工作面设计时， 都按 徐州矿务集团冲击地压煤层安 全开采实施细则 中的规定进行设计方案优化。 由于 设计合理 ， 2 0 0 1 年以来， 韩桥、 权台、 旗山、 张小楼、 张集等矿井均未发生比较强烈的冲击地压现象。在 冲击地压威胁较为严重的三河尖煤矿，由于采取了 一 系列的解危措施， 也避免了强烈冲击地压的发生。 2 ． 4 坚持冲击地压防治的基本程序 冲击地压的防治坚持冲击倾向性鉴定，采取防 范措施 ， 预测预报 ， 实施治理解危措施 ， 进行效果检 验的程序不动摇 。 2 ． 5 冲击 地压预测预报 徐矿集团本部各矿井在采用常规矿压监测仪 器、 煤粉钻、 电磁辐射仪等相结合的方法进行冲击地 压预测预报的基础上 ，最近，均建起 了微震监测系 统， 不仅提高了预测预报精度， 而且使冲击地压防治 工作更具针对性。 2 ． 5 ． 1 微震监测系统 2 0 0 7 年， 三河尖煤矿利用国债资金率先建起了徐 矿集团第一个微震监测系统。目前， 徐矿集团徐州本 部各矿井均已建起了微震监测系统， 不仅提高了预测 预报精度， 而且使冲击地压防治工作更具针对l生 。 2 ． 5 ． 2煤粉检 测 严格钻屑法施工程序， 均匀钻孑 L 速度， 细心称量 每米钻进深度排出的煤粉量，通过每米煤粉量科学 判定相应的煤体应力状态。各煤粉检测孔按测量点 挂牌管理， 现场与报表一致。 2 ． 5 ． 3电磁 辐射 监测 尝试在监测点煤体钻0 ． 3 0 ． 5 m深钻孔， 将天线 头开口缝向下放人孔中的方法减小干扰。采用以特殊 区域多测点为一组的时间趋势连接法进行分析预测。 2 ． 6 冲击地压的治理 2 ． 6 ． 1 煤层 高压注水 高压注水不仅能软化煤体， 还有预裂作用。 各矿 井按要求已在中等冲击危险工作面实施 6 M P a 以上 的高压预注水 ， 孔径 6 O 一 9 0 m m， 孔深 3 0～ 4 0 m， 流 量 1 ． 5 m 3 ／ h 。 试用了 P D新型材料、 聚氨酯 、 水泥浆等 不同材料的封孔方式， 力争实现更大压力的注水。 2 ． 6 ． 2大直径钻 孔卸 压 大直径钻孔卸压既可作为解危手段 ，也可作为 预防性措施。 各矿井在实施爆破卸压、 钻孑 L 卸压的基 础上 ，已开始由现在的直径 1 0 8 mm向更大孔径试 钻， 便于在短时间内推广大直径钻孔卸压。 2 6 ． 3 卸压爆破及钻孔卸压 采用卸压爆破方法对具有冲击地压危险的局部 区域用爆破方法减缓其应力集中程度。采用钻孑 L 卸 压方法，利用高应力条件下煤层中积聚的弹性能来 破坏钻孔周围的煤体， 使煤层卸压， 释放能量， 消除 冲击危险。 2 ． 6 ． 4 铠装通信 电缆 具有中等冲击危险的回采工作面两巷超前 3 0 0 m范围及掘进工作面，将普通通信电缆更换为铠装 通信电缆，今后具有中等冲击危险的采掘工作面正 常使用铠装通信电缆。 3 效果 2 0 0 1 年以来 ， 徐矿集 团除张双楼煤矿 由地震引 起的冲击地压灾害外，其余各矿井均未发生比较严 重的冲击地压事故或现象。冲击地压防治体系的建 立和实施， 有效抑制了冲击地压灾害的发生， 为矿井 安全生产奠定了基础。 作者简介 樊银辉 1 9 6 8 ～ ， 男， 江苏海门人， 1 9 9 1 年毕 业于山东矿业学院采矿工程系， 徐州矿务集团有限公司技术 中心高级工程师。 收稿 日期 2 0 1 1 - 1 1 - 0 4