摘? 要:通過對兗州煤業公司南屯煤礦發生沖擊地壓現象的現狀、特點及影響因數分析,結合礦生聲實際,提出并制定了適合本礦條件的沖擊地壓危險預測方法,如煤巖鋒沖擊傾向鑒定、煤層壓力 一變形觀測、數值計算、綜合指數計算、煤粉鉆孔、電測輻射監測等;解危措施是煤層注水、卸壓 爆破、鉆孔卸壓等;解危措施效果檢驗方法是電磁輻射法和鉆屑法,從而建立了適合南屯煤礦擊 地壓防治的安全開采體系。?
?
關鍵詞:沖擊地壓;解危措施;效果檢驗;安全開采?
?
南屯井田位于山東省鄒城市西部北宿、太平、城關和中心店境內。井田東西長10.5 km,南北寬4.5 km,面積約43.5 km2。其中3煤層分布面積約27.5 km2。九采區位于井田東北部,其范圍東至一 號井東斷層,西到八采區東斷層與七、八采區相鄰。北以皇甫斷層與東灘井田為界,南至3煤層風化露頭。整個采區呈北寬南窄的不規則四邊形,南北長4 750 m,東西寬1100-2600 m,面積約6.5 km2。
以前開采過程中沒有發生過沖擊地壓,但隨著采深的增加,井田內留下了很多不規則的煤柱,一方面使上覆巖層的空問結構變得更加復雜,另一方 面謀柱上的應力疊加相當于把采深成倍地加大了, 沖擊地壓已經成為深部開采的主要安全隱患。
1? 南屯煤礦9304工作面概況?
? 93上04工作面位于九采一分區東部,南側為93上02工作面采空區(2006年5月回采結束),北側為93上06工作面(未準備),東部與九采邊界膠帶巷相鄰。地面標高50.11~55.62 m,平均52.87 m。井下標高一480~一650 m,平均一565 m。工作面長度151.2 m,推進長度1 644 m,93上04工作面自2007年2月7日開始回采,工作面采用偽傾斜長壁綜合機械化放頂煤一次采全高全部垮落采煤法,目前工作面已推進118 m。工作面開采煤層為3上煤層,該工作面范圍內,3上煤層賦存穩定,煤層的厚度3.40~6.70 m,平均5.21 m。煤層結構簡單,煤層傾角4~13°,平均10°,開采煤層3上 普氏系數f=2~3。直接頂為粉砂巖、泥巖,0~ 2.95 m,平均1.55 m;基本頂為中細砂巖互層, 22.40~25.24 m,平均23.50 m;直接底板為粉砂? 巖,2.89~5.34 m,平均3.94 m。?
2沖擊地壓事故礦山壓力現象?
2007年3月13日凌晨1時45分,南屯煤礦93上04綜放工作面中間巷發生一起沖擊地壓事故(圖1)。這次事故造成正在中問巷電站附近工作的3名職工受傷,其中1人重傷,2人輕傷。

南屯煤礦沖擊地壓顯現主要表現在2個方面, 一是礦井表現出明顯的動力現象,在巷道的開拓掘 進與工作面生產過程中經常聽到煤炮聲;、二是部分巷道圍巖穩定性較差,巷道支架損壞、底鼓嚴重、兩幫變形量增大,巷道維護困難。通過現場觀測和礦壓資料收集,對南屯煤礦的礦山壓力現象進行了總結,其特點如下:
1)九采區已開采完5個工作面,未發生過沖擊地壓事故,該次事故發生前現場也沒發現應力變化的前兆信息,事故具有明顯的突發性、偶然性。
2)瞬時性。破壞過程持續時間相當短暫,并產生了強烈震動,強大的沖擊波造成了大量煤塵飛揚,發出振動和響聲,巨大的能量在瞬時被釋放。 2007年3月13日1時45分南屯煤礦地震觀測站監 測到的震級為里氏2.8,集團公司礦震觀測臺監測到的震級為里氏2.1。
3)巨大的破壞性。動力現象發生后損壞支 架、破壞巷道甚至造成人員傷亡。巷道頂底板、兩幫移近量大,巷道破壞較嚴重。93上04中問巷自工作面煤壁向外35~85 m處底鼓,變形量最大1.5 m,兩幫移近量大約1.4 m,13輛電站車被推到煤幫處,約35 m軌道被推到電站車側。93上04回風巷超前支護段12棵單體支柱彎曲、3棵折斷。巷道1處冒頂,冒頂范圍長4 m、寬3 m、高2.3 m。
4)有別于瓦斯突出。在動力現象發生后,通過現場進行瓦斯含量測量發現瓦斯含量沒有明顯增加,這就否定了煤與瓦斯突出的可能性。
3沖擊地壓現象影響因素初步分析?
隨著南屯煤礦開采深度的逐年增加(目前為685 m),煤巖動力現象逐漸顯現并趨于嚴重。對擊地壓發生的原因是多方面的,通過系統的分析翻究總結影響南屯煤礦煤巖沖擊現象的主要因素為:?
1)煤(巖)的性質。南屯煤礦煤的沖擊傾向性為強沖擊傾向。?
2)圍巖性質。主要是頂板巖性和厚度及其吞煤層開采后的可冒性,是影響沖擊地壓的重要因素。特別是基本頂為厚層砂巖或其他堅硬巖層、確板也是堅硬巖層結構的煤層更具沖擊危險性。?
3)開采深度。開采深度愈大,煤體應力愈高,煤體變形和積蓄的彈性能也愈大。南屯煤礦93上04工作面目前開采深度在685 m,具有開采深度大的特點。?
4)地質構造的影響。通常,在地質構造帶日中尚存有一部分地殼運動的殘余應力,形成構造曼力。在煤礦中常有斷層、褶曲和局部異常帶,沖地壓常發生在這些構造應力集中的區域。南屯煤礦? 西部基本上是一單斜構造,故垂直和水平應力均,壓應力,最易發生沖擊地壓現象。?
5)采煤方法的影響。采用綜放開采技術進季生產的礦井,其影響范圍大(一般工作面超前承壓力影響范圍達60 m以上),應力絕對值增加但集中程度降低。相對而言,綜放開采工作面的沖擊地壓危險性比單一煤層或分層開采的工作面的擊地壓危險性小一些,但由于其影響范圍大,故工作面周圍的沖擊地壓危險性將會升高。
?6)煤柱的影響。產生應力集中的地點、孤島形和半島形煤柱可能受幾個方向集中應力的疊加作用,因而在煤柱附近最易發生沖擊地壓。南屯煤礦93上04工作面采用3條巷道布置且中間巷沿3上層頂板布置,中間巷與回風巷及運輸巷的距離分別為60,91 m,開采煤層平均厚度5.21 m,所以中間巷與回風巷的煤柱寬度正處在煤柱沖擊危險的臨界寬度范圍內。?
突出煤層掘進巷道沖擊地壓防治技術
突出煤層快速掘進防突措施的運用
切頂卸壓巷道采空區的瓦斯治理
綜放面壓架事故及其防治技術
高壓煤漿泵隔膜泄漏問題的分析改進
工作面排水系統節能控制策略的設計
關于井下避難硐室中環境監測系統的設…
坪上煤業安全監控系統的研究
煤礦安全生產論文范文
煤礦粉塵危害及其防治
煤礦機電安全管理論文
如何做好礦井通風基礎工作
煤礦安全事故根源的探究
當前煤礦安全生產現狀分析
淺談如何減少煤礦機械事故
淺談如何加強煤礦企業班組安全管理