7439工作面位于東四采區(qū)，運(yùn)輸巷和切眼與7419工作面采空區(qū)相鄰，軌道巷與F7斷層（h=11m）相鄰，該面的對(duì)面為7429工作面采空區(qū)，其下2m為東四軌道巷，煤層頂板為粉細(xì)砂巖，厚度14.4m。

　　摘要：徐州礦務(wù)集團(tuán)三河尖煤礦是國(guó)內(nèi)受沖擊礦壓危害最為嚴(yán)重的礦井之一，自1991年發(fā)生第一次沖擊地壓以來(lái)，已先后發(fā)生各類沖擊地壓事故31起，對(duì)沖擊地壓的治理已成為三河尖煤礦安全管理的重要內(nèi)容。7439工作面使用的KJ550煤礦沖擊地壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，大大提高了三河尖煤礦沖擊礦壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性和沖擊礦壓防治水平，實(shí)現(xiàn)了安全回采，具有巨大的潛在社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

　　關(guān)鍵詞：孤島,殘采,在線監(jiān)測(cè),預(yù)警,卸壓,效益

　　1概述

　　7439工作面三面環(huán)采空區(qū)，一面臨采區(qū)斷層，是典型的孤島殘采綜放工作面。運(yùn)用綜合指數(shù)法評(píng)定指數(shù)為0.737，為中等（偏強(qiáng)）沖擊危險(xiǎn)。

　　2KJ550沖擊地壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基本原理

　　2.1巖層運(yùn)動(dòng)、支承壓力、鉆屑量與鉆孔圍巖應(yīng)力之間的內(nèi)在關(guān)系。KJ550煤礦沖擊地壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是基于當(dāng)量鉆屑量預(yù)報(bào)沖擊地壓的機(jī)理：發(fā)生沖擊地壓之前，采動(dòng)應(yīng)力存在逐步增加的過(guò)程，當(dāng)應(yīng)力必須達(dá)到煤體破壞極限時(shí)，就有可能發(fā)生沖擊地壓，此時(shí)鉆屑量將超過(guò)額定的安全指標(biāo)，因此，應(yīng)力增量的變化規(guī)律與鉆屑量存在相關(guān)性，通過(guò)監(jiān)測(cè)應(yīng)力增量的變化規(guī)律，實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)工作面前方采動(dòng)應(yīng)力場(chǎng)的變化規(guī)律，找到高應(yīng)力區(qū)及其變化趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)沖擊地壓危險(xiǎn)區(qū)和危險(xiǎn)程度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警和預(yù)報(bào)[1]。

　　2.2監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括三個(gè)主要組成部分：①地面監(jiān)測(cè)主站；②井下監(jiān)測(cè)分站（包括一個(gè)供電電源）；③壓力傳感系統(tǒng)。另外還包括接線盒、電纜、光纜等本質(zhì)安全型連接部件以及相應(yīng)的軟件組成。

　　2.3相對(duì)應(yīng)力與絕對(duì)應(yīng)力的關(guān)系。主要功能KJ550系統(tǒng)的壓力傳感器測(cè)得的是相對(duì)應(yīng)力，它是支承壓力與絕對(duì)鉆孔圍巖應(yīng)力綜合作用的結(jié)果。相對(duì)應(yīng)力值和絕對(duì)應(yīng)力值的關(guān)系如圖1所示�？梢�(jiàn)，本系統(tǒng)的壓力傳感器揭示的支承壓力峰值附近的應(yīng)力變化情況，一般小于絕對(duì)應(yīng)力。

　　由于應(yīng)力增量可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，因此，可以通過(guò)監(jiān)測(cè)應(yīng)力增量，實(shí)現(xiàn)沖擊地壓的監(jiān)測(cè)預(yù)警。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具備以下功能：①根據(jù)在線監(jiān)測(cè)處理軟件，能夠?qū)崟r(shí)顯示沖擊危險(xiǎn)區(qū)及其危險(xiǎn)程度，具有三級(jí)預(yù)警。②具有在地面監(jiān)控室遠(yuǎn)程診斷每一個(gè)井下傳感器工作狀況的功能。③具有預(yù)報(bào)頂板來(lái)壓的分析功能和輸出沖擊危險(xiǎn)性預(yù)警報(bào)表功能。

　　37439工作面測(cè)點(diǎn)布置

　　根據(jù)7439工作面的具體實(shí)際情況，在軌道巷布置9組測(cè)站，運(yùn)輸巷布置9組測(cè)站，每組測(cè)站包含兩個(gè)測(cè)點(diǎn)，埋深為14m和8m，測(cè)點(diǎn)間距為1m，如圖2所示，圖中灰色線條表示測(cè)點(diǎn)，在7439兩道分別從開切眼往外每隔20m布置一組測(cè)站，測(cè)點(diǎn)埋在回采工作面內(nèi)，一次布置完9組測(cè)站；如圖2所示7439工作面KJ550測(cè)點(diǎn)布置示意圖。

　　47439工作面KJ550應(yīng)力在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)結(jié)果及防治情況分析

　　7439回采工作面是“孤島殘采”工作面，受斷層構(gòu)造應(yīng)力、采空區(qū)殘余應(yīng)力和區(qū)段煤柱應(yīng)力集中影響，回采過(guò)程中面內(nèi)及兩道超前50m范圍板炮、煤炮頻繁，強(qiáng)度大，且軌道側(cè)巷道變形嚴(yán)重，底鼓較為明顯，尤其2012年12月23日早班在軌道側(cè)進(jìn)尺點(diǎn)187m處進(jìn)行煤粉檢測(cè)時(shí)有連續(xù)的板炮和吸鉆現(xiàn)象，且煤粉顆粒增大到3～4mm，該地段電磁監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)最高時(shí)達(dá)到98mV，有趨增趨勢(shì)。為預(yù)防沖擊地壓發(fā)生，在該地點(diǎn)及時(shí)實(shí)施煤層大孔徑卸壓，卸壓解危后，動(dòng)壓顯現(xiàn)有所趨減，但在2012年12月25日軌道巷側(cè)推進(jìn)142m時(shí)，第18號(hào)深孔檢測(cè)點(diǎn)（孔深為14m）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)突然出現(xiàn)上升，由最初的8Mpa上升為15.3Mpa，然后持續(xù)上升到28.9Mpa，已超過(guò)沖擊預(yù)警值15Mpa。25日早班實(shí)施煤層大孔徑卸壓時(shí)煤粉顆粒大，鉆出的煤粉量達(dá)到10噸左右，動(dòng)力顯現(xiàn)較為明顯，為進(jìn)一步達(dá)到更好的卸壓效果，于26日夜班在軌道巷18號(hào)進(jìn)尺點(diǎn)10m范圍內(nèi)巷道兩側(cè)幫部布置6個(gè)卸壓孔，實(shí)施煤層深孔卸載爆破，鉆孔過(guò)程中伴有吸鉆、板炮等動(dòng)壓顯現(xiàn)，孔深7m時(shí)最大煤粉量為6.9Kg，卸壓解危后，電磁輻射值和煤粉量均小于沖擊預(yù)警值。

　　7439運(yùn)輸巷側(cè)受鄰近7419采空區(qū)殘余應(yīng)力和7419遺留煤柱停產(chǎn)線邊界應(yīng)力集中影響，加之工作面推進(jìn)速度快，工作面后方采空區(qū)頂板垮落產(chǎn)生的壓應(yīng)力達(dá)到運(yùn)輸巷側(cè)超前50m處，2013年1月1日運(yùn)輸巷推進(jìn)172m時(shí)，運(yùn)輸巷的180m處的深孔、220m處的淺孔應(yīng)力持續(xù)上升，分別為16.61Mpa、23.28Mpa。2日早班在7439運(yùn)輸巷應(yīng)力在線監(jiān)測(cè)異常測(cè)點(diǎn)附近1～2m范圍實(shí)施煤粉監(jiān)測(cè)，鉆眼過(guò)程中有輕微吸鉆、煤炮現(xiàn)象，最大煤粉量為3.5kg/m，為此，于2013年1月3日早班對(duì)7439運(yùn)輸巷內(nèi)側(cè)幫部布置4個(gè)卸壓孔進(jìn)行煤層深孔卸載爆破，降低了煤體積聚的彈性能和應(yīng)力集中程度。

　　5主要結(jié)論

　　通過(guò)利用沖擊危險(xiǎn)性影響因素的分析，以及利用采礦地質(zhì)條件確定沖擊危險(xiǎn)綜合指數(shù)和工作面實(shí)施的卸壓解危措施，可以得到如下結(jié)論：①通過(guò)對(duì)沖擊礦壓發(fā)生的機(jī)理分析結(jié)果看，沖擊礦壓的發(fā)生是能量的積聚與釋放的過(guò)程，而且均有一定的延時(shí)性，因此7439工作面的沖擊礦壓進(jìn)行動(dòng)態(tài)防治是完全可行的。②從電磁輻射和煤粉量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以看出，對(duì)7439工作面掘進(jìn)和回采期間的沖擊礦壓動(dòng)態(tài)防治是成功的，既保證了生產(chǎn)的安全，又沒(méi)有影響生產(chǎn)進(jìn)度。③有沖擊危險(xiǎn)的工作面通過(guò)煤體大直徑鉆孔卸壓能夠釋放煤體中聚集的彈性能，降低其應(yīng)力值，消除應(yīng)力升高區(qū)，使煤體應(yīng)力峰值向煤體深部轉(zhuǎn)移，從而可有效地防治和減弱沖擊礦壓的危險(xiǎn)性，達(dá)到防治沖擊地壓的目的。④通過(guò)KJ550煤礦沖擊地壓在線監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用，大大提高了三河尖煤礦沖擊礦壓監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確程度及沖擊礦壓防治水平，成果具有較強(qiáng)的普遍性和可適用性，具有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)，具有巨大的潛在社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]北京安科KJ550煤礦沖擊地壓在線監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)使用手冊(cè)（2011版）.

　　[2]沈榮喜，張敬民，貝太偉.煤礦沖擊地壓監(jiān)測(cè)和防治技術(shù)的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展[J].銅業(yè)工程，2012（02）.

　　[3]宋振騏，盧國(guó)志，彭林軍，湯建泉.煤礦沖擊地壓事故預(yù)測(cè)控制及其動(dòng)力信息系統(tǒng)[J].山東科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2006（04）.

轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)自：http://www.jinnzone.com/kuangyelw/27966.html