山東新能泰山西周礦業(yè)有限公司防沖年度規(guī)劃(修改版)4_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、2013年度沖擊地壓安全評(píng)價(jià)報(bào)告2013年度沖擊地壓安全評(píng)價(jià)報(bào)告山東新能泰山西周礦業(yè)有限公司二一三年三月山東新能泰山西周礦業(yè)有限公司2013年度沖擊地壓安全評(píng)價(jià)報(bào)告編審人員編 制 人:防沖辦主任:防沖副總工程師:總工程師:總 經(jīng) 理:44目 錄1、礦井概況及沖擊地壓防治現(xiàn)狀11.1礦井概況11.2相鄰礦井情況11.3井田地質(zhì)41.4礦井煤層頂?shù)装寮跋锏乐ёo(hù)情況101.4.1礦井煤層頂?shù)装迩闆r101.4.1.1 2煤層101.4.1.2 4煤層111.4.2 巷道施工方法及支護(hù)情況111.5礦井動(dòng)力災(zāi)害概況121.5.1礦井沖擊地壓鑒定情況121.5.2 沖擊地壓發(fā)生歷史121.5.3礦井沖擊地

2、壓防治現(xiàn)狀122、采掘工作面接續(xù)情況132.1采煤工作面接續(xù)情況132.2 掘進(jìn)工作面接續(xù)情況143、區(qū)域性沖擊危險(xiǎn)區(qū)劃分153.1基于防沖的采掘工作面危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)153.1.1 2013年度工作面危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)153.1.2 2013年掘進(jìn)工作面危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)253.2 主要結(jié)論264.2013年度基于防沖的采掘工作面設(shè)計(jì)、接續(xù)注意事項(xiàng)、防沖檢測(cè)方法及防沖措施274.1 2013年度基于防沖的采掘工作面設(shè)計(jì)、接續(xù)注意事項(xiàng)274.2 沖擊地壓檢測(cè)方法284.3 沖擊地壓防治措施324.3.3 采掘工作面沖擊地壓防治措施355、本年度防沖隊(duì)伍建設(shè)376、需要具備的防沖裝備38附件1:401綜合指數(shù)法402

3、 可能性指數(shù)診斷法421、礦井概況及沖擊地壓防治現(xiàn)狀1.1礦井概況山東新能泰山西周礦業(yè)有限公司位于山東省新泰市西北約5km,行政區(qū)劃屬山東省新泰市青云街道辦事處。礦井東南距新泰市區(qū)約5km,西北距泰安市區(qū)約75km,南距泰(安)新(泰)公路西周路口約0.5km,東距京滬高速公路(G2)新泰北出入口約12km,南距泰新高速公路(S31)新泰南出入口約8km,礦區(qū)鄉(xiāng)村公路網(wǎng)絡(luò)縱橫交錯(cuò),交通十分便利。井田走向長(zhǎng)平均1.22km,傾斜寬1.37km,面積1.6804km2,西周礦井于2004年5月恢復(fù)建設(shè),2008年7月22日取得五證一照,礦井正式投產(chǎn)。2010年5月更名為山東新能泰山西周礦業(yè)有限公司

4、,礦區(qū)范圍內(nèi)共有開采煤層5層,(即2、4、11、13、15煤層)?,F(xiàn)開采煤層為2、4煤層。采用立井開拓,雙回路供電,中央并列抽出式通風(fēng),一級(jí)排水,走向長(zhǎng)壁后退式采煤法開采,全部垮落法管理頂板,設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力21萬(wàn)噸/年,2012年11月核定生產(chǎn)能力為30萬(wàn)噸/年。1.2相鄰礦井情況西周煤礦西北部以1、2號(hào)拐點(diǎn)聯(lián)線為界與王家寨煤礦為鄰;西南部以1、4號(hào)拐點(diǎn)聯(lián)線為界與良莊煤礦為鄰;東南部以4、5、6、3號(hào)拐點(diǎn)聯(lián)線為界與孫村煤礦深部東周預(yù)測(cè)區(qū)為鄰;東北部以2、3號(hào)拐點(diǎn)聯(lián)線 (相當(dāng)于蓮花山斷層)為界(圖1-1)。圖1-1 西周煤礦井田邊界及周邊礦井位置關(guān)系圖1.2.1 王家寨煤礦王家寨煤礦屬地方國(guó)有控股

5、中型煤礦,行業(yè)管理隸屬山東省新泰市煤炭工業(yè)管理局。礦井由棗莊煤礦規(guī)劃設(shè)計(jì)院依據(jù)原新汶礦務(wù)局地質(zhì)勘探隊(duì)于1986年10月提交的山東省新汶煤田王家寨井田精查補(bǔ)充地質(zhì)勘探報(bào)告進(jìn)行設(shè)計(jì)。礦井采用立井多水平(-350、-510)采區(qū)石門開拓方式,走向長(zhǎng)壁或傾斜長(zhǎng)壁法采煤,放炮或機(jī)械落煤(目前裝備2個(gè)炮采面、1個(gè)機(jī)采面),單體液壓支柱配合鉸接頂梁支護(hù)頂板,全部跨落法管理頂板,前期為中央并列式通風(fēng),后期為中央邊界混合式通風(fēng),礦井生產(chǎn)運(yùn)輸以皮帶為主,回采工作面采用刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸,掘進(jìn)工作面采用機(jī)械扒裝和人工扒裝,小型絞車提運(yùn)。目前生產(chǎn)水平-350、-510m,主要開采山西組2、4煤層。兩礦邊界附近,王家寨煤礦

6、一側(cè)2煤層已開采1215、1216、1217工作面,留有寬度不小于50m的邊界煤柱。西周煤礦一側(cè)2煤層1203工作面已開采,1204工作面正在回采,1203、1204工作面回風(fēng)巷走向與井田邊界平行,留有寬度不小于40m的邊界煤柱。其余地段兩礦均未開采。王家寨煤礦與西周煤礦之間,邊界清楚,煤柱完整,寬度合理,彼此開采互無(wú)不良影響。1.2.2 良莊煤礦良莊煤礦于1954年破土,1957年7月1日正式投產(chǎn),設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為30萬(wàn)噸/年,1962年核定生產(chǎn)能力為45萬(wàn)噸/年,19761983年改擴(kuò)后生產(chǎn)能力為120萬(wàn)噸/年,礦井開拓方式為斜井多水平階段石門分組聯(lián)合開拓,采煤方法為走向長(zhǎng)壁采煤法。淺部采用

7、水沙充填法管理頂板,深部采用全部冒落法管理頂板。第一水平±0m、第二水平-195m已采完,第三水平-350m、第四水平-580m正在開采。開采煤層為2、4、6、11、13、15煤層。礦井現(xiàn)在生產(chǎn)水平為-350m、-580m。煤層開采深度為-670m。煤層開采情況為F10斷層以南2、4、6、11煤層已全部開采結(jié)束,13、15煤層開采-350m水平下山采區(qū),F(xiàn)10斷層以北2、4煤層正在開采標(biāo)高-400m-600m之間塊段。兩礦邊界附近,良莊煤礦一側(cè)的開采動(dòng)用區(qū)離邊界尚遠(yuǎn),礦井設(shè)計(jì)留設(shè)井田邊界煤柱50m。西周煤礦一側(cè),北段(F16以北) 2煤層1201-1工作面、4煤層1401-1工作面已

8、開采,開切眼走向與井田邊界平行,留有寬度不小于40m的邊界煤柱,11、13、15煤層未開采;南段(F16以南)各可采煤層均未開采。良莊煤礦與西周煤礦之間,邊界清楚,煤柱完整,寬度合理,彼此開采互無(wú)不良影響。1.3井田地質(zhì)1.3.1 地層西周井田位于新汶煤田(向斜)北翼中段,含煤地層為華北型石炭二疊紀(jì)海陸交互相沉積,煤系基底為奧陶紀(jì)石灰?guī)r,煤系上覆蓋層為第四系松散沉積物及古近紀(jì)紅色砂、泥巖。井田地層系統(tǒng)自下而上分別為奧陶紀(jì)馬家溝群,石炭二疊紀(jì)月門溝群本溪組、太原組及山西組,二疊紀(jì)石盒子群,古近紀(jì)官莊群固城組和第四系。1.3.1.1 奧陶紀(jì)馬家溝群(OM)中下奧陶統(tǒng)石灰?guī)r,總厚度約800m左右,棕

9、灰、灰及淺灰色厚層塊狀,質(zhì)純致密,底部為白云質(zhì)石灰?guī)r,頂部裂隙、溶洞較發(fā)育,產(chǎn)珠角石及其他頭足類化石。在井田西北方向蓮花山斷層帶內(nèi)有出露。1.3.1.2 石炭二疊紀(jì)月門溝群(C2-P1y)1、本溪組(C2yb)厚度15.4922.72m,平均18.04m。以灰色、紫色、蘭色等雜色粘土巖為主,底部發(fā)育山西式鐵礦層(含鐵質(zhì)泥巖)及鋁土巖,厚度不穩(wěn)定。含珊瑚、紡綞蜒及腕足類化石較豐富。2、太原組(C2-P1yT)厚度205.94216.25m,平均厚度211.11m。主要由灰色、深灰色、灰黑色泥巖、粘土巖、粉砂巖和灰綠、灰白色中細(xì)粒砂巖、薄層石灰?guī)r及薄煤層組成。共含煤13層(517煤層),其中可采或

10、大部可采者三層(11、13、15煤層),夾石灰?guī)r五層(一灰、二灰、四灰、五灰、六灰)及一層泥灰?guī)r,除二灰不穩(wěn)定外,其余石灰?guī)r全區(qū)穩(wěn)定,為主要標(biāo)志層。3、山西組(P1yS)厚度71.95101.30m,平均84.36m,主要由灰色、灰白色中細(xì)粒砂巖、深灰色粉砂巖、泥巖及煤層組成,煤層頂板粉砂巖、泥巖中含植物葉片化石苛達(dá)樹、羊齒類。共含煤4層(14煤層),其中2、4煤層為可采煤層。1.3.1.3 二疊紀(jì)石盒子群(P2)保留不全,殘厚36.9984.94m,平均55.11m,為一套河湖相的碎屑巖沉積,主要由淺灰色、灰綠色及雜色粘土巖、粉砂巖及砂巖組成??傆^本組地層沉積物的顏色,由下部的灰色、灰綠色逐

11、步變?yōu)樯喜康淖虾稚ⅫS綠色等雜色沉積,明顯反映了由潮濕向干旱轉(zhuǎn)變的古氣候環(huán)境,沉積盆地常處于一種氧化環(huán)境,當(dāng)時(shí)雖有植物生長(zhǎng),但由于構(gòu)造、氣候等原因,未能形成長(zhǎng)期穩(wěn)定的泥炭沼澤,故此組不含可采煤層。1.3.1.4古近紀(jì)官莊群固城組(E1g)保留不全,殘厚119.67634.28m,平均534.43m,主要由磚紅色粉砂巖、細(xì)砂巖、雜色粘土巖、間夾薄層礫巖組成,礦物成分以石英為主,粘土質(zhì)膠結(jié),結(jié)構(gòu)較松散。礫巖礫石成分以片麻巖、石灰?guī)r、閃長(zhǎng)巖為主,分選性差,礫石大者幾十厘米,小者幾厘米?;旌习敌本?、回風(fēng)暗斜井井口設(shè)計(jì)標(biāo)高-280m,井底車場(chǎng)標(biāo)高-650m,井筒斜長(zhǎng)分別為912m、890m,均位于古近紀(jì)

12、官莊群固城組內(nèi)。實(shí)際揭露情況如下:斜長(zhǎng)0279.13m(標(biāo)高-280-393.53m)段為暗紅色泥巖、斜長(zhǎng)279.13287.46m(標(biāo)高-393.53-396.36m)段為暗紅色泥巖與淺灰色薄層礫巖互層、斜長(zhǎng)287.46450.67m(標(biāo)高-396.36-463.30m)段為暗紅色泥巖、粉砂巖、斜長(zhǎng)450.67459.42m(標(biāo)高-463.30-466.86m)段為黑灰色泥巖、斜長(zhǎng)459.42889.38m(標(biāo)高-466.86-638.65m)段為暗紅色泥巖與砂巖互層。1.3.1.5 第四系(Q)厚度0.002.00m,平均0.70m,其厚度與地面標(biāo)高多呈反比,沿沖溝兩側(cè)分布稍厚,主要為河流

13、相未膠結(jié)的沖積、坡積物和含水流砂層,流砂層主要分布在葛橋溝等沖溝附近。1.3.2 構(gòu)造井田總體構(gòu)造形態(tài)為一走向NNESSW、傾向SEE的單斜構(gòu)造,煤巖層傾角1530°,平均22°。井田內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育且落差走向變化較大,截止目前,已發(fā)現(xiàn)落差大于或等于10m的斷層9條,均為正斷層,平均每平方千米5.36條。其中落差100m的4條、50落差100m的1條、30落差50m的1條、10落差30m的3條,井田地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度屬中等類型(表2-3、圖2-2)?,F(xiàn)將各斷層特征分述如下。一、井田邊界斷層1、蓮花山斷層正斷層,為井田東北部邊界斷層,走向NW,傾向SW,傾角5070°

14、,落差大于2000m,井田內(nèi)延伸長(zhǎng)約1500m。地面露頭斷層帶特征十分明顯,為基本查明斷層。2、F2斷層正斷層,為井田東南部邊界斷層,走向NE,傾向SE,傾角7075°,落差70150m,井田內(nèi)延伸長(zhǎng)約1400m,東北部落差大,西南部落差小。由西南向東北延伸直至與蓮花山斷層相交。該斷層南段為孫村煤礦與良莊煤礦之間的井田邊界斷層,控制程度較高,屬查明斷層。北段為西周煤礦與孫村煤礦深部東周預(yù)測(cè)區(qū)之間的邊界斷層,控制程度低,屬基本查明斷層。二、井田內(nèi)部斷層1、F6斷層正斷層,主體位于一采區(qū)西翼東部,向北延伸至一采區(qū)1204面后與F12斷層相交。走向近SN,傾向E,傾角70°,落差

15、515m,走向長(zhǎng)度在750m左右,1201-2工作面運(yùn)輸巷、1204工作面回風(fēng)巷、2層回風(fēng)上山等巷道多處揭露,屬查明斷層。2、F7斷層正斷層,走向近SN,傾向W,傾角70°,落差1020m,走向長(zhǎng)度在850m左右,XZ-1號(hào)鉆孔、2層回風(fēng)上山、-650m軌道大巷等多處揭露,屬查明斷層。3、F12正斷層,位于井田北部邊界附近,其兩端均與蓮花山斷層相交,為蓮花山斷層的旁側(cè)分支支斷層,斷層的主體位于王家寨井田內(nèi)。西周井田內(nèi)F12斷層走向NW,傾向SW,傾角70°,落差60150m,走向長(zhǎng)度在500m左右。1205工作面上、下順槽揭露該斷層,屬查明斷層。圖1-2 西周煤礦構(gòu)造綱要圖

16、(以2煤層為例)4、F13斷層正斷層,位于一采區(qū)中部,兩端分別與F6、F15斷層相交,走向NW,傾向SW,傾角70°,落差520m,走向長(zhǎng)度在500m左右,1201、1201-2、1202、1203工作面回采巷道多處揭露,屬查明斷層。5、F14斷層正斷層,位于井田西南部,走向近EW,傾向S,傾角70°,落差2060m,井田內(nèi)由三維地震1個(gè)B級(jí)斷點(diǎn)、4個(gè)C級(jí)斷點(diǎn)控制,井田內(nèi)斷層走向長(zhǎng)度在800m左右,屬基本查明斷層。向西伸入良莊煤礦段已被其深部三維地震勘探測(cè)線控制或被八采區(qū)2、4煤層生產(chǎn)巷道揭露,走向轉(zhuǎn)為NEE,傾向轉(zhuǎn)為SSE,屬查明斷層。6、F15斷層正斷層,位于一采區(qū)中西

17、部,南端與F16斷層的北側(cè)分支F16-1斷層相交,西北段伸入王家寨煤礦。走向NW,傾向SW,傾角45°,落差2040m,井田內(nèi)走向長(zhǎng)度在550m左右,1201-1工作面位于其上盤、1201-2、1201、1202、1203工作面位于其下盤,工作面回采巷道多處揭露,屬查明斷層。7、F16斷層正斷層,位于井田中部,走向NEE,傾向SSE,傾角60°,落差120200m,井田內(nèi)斷層走向長(zhǎng)度在1500m左右。2013年1月15日,山東泰山地質(zhì)勘查公司在-850m回風(fēng)暗斜井偏口車場(chǎng)施工兩個(gè)井下探F16斷層鉆孔,累計(jì)孔深175.3m。由于鉆孔為偽斜布置,同時(shí)又是在紅土層中鉆進(jìn),塌孔現(xiàn)象

18、嚴(yán)重,鉆探未達(dá)煤系地層,分析認(rèn)為探孔附近的F16斷層落差不低于150m。F16斷層?xùn)|段控制程度低,屬基本查明斷層。F16斷層西段結(jié)合西部良莊煤礦8203工作面生產(chǎn)揭露資料,該斷層呈帚狀分叉,構(gòu)成斷層密集區(qū),其資源儲(chǔ)量已被2006新礦生便字247號(hào)文報(bào)損。表1-1 西周煤礦落差大于10m斷層特征一覽表斷層名稱斷層性質(zhì)走向傾向傾角(°)落差(m)井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度(m)查明程度蓮花山正NWSW5070大于20001500基本查明F2正NESE7075701501400基本查明F6正近SNE70515750查明F7正近SNW701020850查明F12正NWSW7060150500查明F13正

19、NWSW70520500查明F14正近EWS702060800基本查明F15正NWSW452040550查明F16正NEESSE601202001500基本查明1.3.3 巖漿巖新汶煤田內(nèi)巖漿活動(dòng)微弱。僅在煤田西部發(fā)現(xiàn)零星的燕山晚期閃長(zhǎng)巖侵入奧陶系石灰?guī)r或太原組底部。井田內(nèi)未揭露巖漿巖侵入體。1.4礦井煤層頂?shù)装寮跋锏乐ёo(hù)情況1.4.1礦井煤層頂?shù)装迩闆r1.4.1.1 2煤層2煤層位于山西組中下部,下距4煤層平均28.14m。2煤層平均厚度2.19m,可采性指數(shù)Km=1.00,厚度變異系數(shù)r=22.99%,普氏硬度系數(shù)f=1.4,屬穩(wěn)定型全區(qū)可采中厚煤層。2煤層偽頂為粘土巖,深灰色,易冒落,厚

20、度0.00.50m,直接頂板為深灰色細(xì)砂巖,一般厚度在5-7m左右,局部為砂泥巖互層,含2層煤線,灰色至灰白色,性脆易碎,難維護(hù);老頂為灰白色至綠色的中砂巖,堅(jiān)硬,有時(shí)顏色發(fā)紅,厚度10-15m;直接底為灰白色至灰色細(xì)砂巖,層理堅(jiān)硬,零星夾有煤線,厚度4-8m;老底為灰色或白色細(xì)砂巖,堅(jiān)硬,有時(shí)含礫巖,不顯層理,厚度3-6m。1.4.1.2 4煤層4煤層位于山西組中下部,下距11煤層平均116.90m。平均厚度2.02m,可采性指數(shù)Km=1.00,厚度變異系數(shù)r=21.30%,普氏硬度系數(shù)f=1.7,屬穩(wěn)定型全區(qū)可采中厚煤層。4煤層偽頂為粉砂巖,性脆易碎,厚度0.01.00m,直接頂為灰白色相

21、間的中砂巖,一般厚度在58m左右,巖性堅(jiān)硬,易維護(hù)。老頂為灰白色相間的中砂巖,厚度10-16m,裂隙發(fā)育,結(jié)構(gòu)致密,巖性堅(jiān)硬;直接底厚度6-9m,以細(xì)砂巖為主,局部為粉細(xì)砂巖互層,不易變形。在底板砂巖中,局部夾有0.30m左右的粘土巖,遇水易膨脹變形。1.4.2 巷道施工方法及支護(hù)情況目前礦井回采巷道及開拓巷道主要采用炮掘工藝,回采巷道主要采用錨網(wǎng)帶+錨索進(jìn)行聯(lián)合支護(hù),開拓巷道采用錨網(wǎng)噴進(jìn)行支護(hù);高檔普采、炮采工作面使用單體液壓支柱配鉸接頂梁上輔設(shè)塑料雙抗網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)頂板;綜采工作面采用液壓支架支護(hù)頂板。1.5礦井動(dòng)力災(zāi)害概況1.5.1礦井沖擊地壓鑒定情況2008年12月份煤科總院北京開采研究所

22、巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)室對(duì)2、4煤層的鑒定結(jié)果:2層煤屬于3類,為具有強(qiáng)沖擊傾向性的煤層;4層煤屬于3類,為具有強(qiáng)沖擊傾向性的煤層;2層煤頂板2類,為具有弱沖擊傾向性的巖層;4層煤頂板屬于3類,為具有強(qiáng)沖擊傾向性的巖層。以上試驗(yàn)結(jié)果僅是針對(duì)我礦送檢的煤層、巖層試樣作出的是否具有沖擊傾向性的鑒定。由于同一煤礦同一煤層不同區(qū)域煤系地層巖石的力學(xué)性質(zhì)差別較大,沖擊傾向性差別也較大,在開采過(guò)程中,是否發(fā)生沖擊還同其開采深度和地應(yīng)力狀況有關(guān),在開采工作面靠近斷層、褶曲等構(gòu)造附近、原巖應(yīng)力大時(shí),隨著開采深度的增加,地壓加大,沖擊傾向性加劇,需要采取有效措施防止沖擊地壓的發(fā)生。 1.5.2 沖擊地壓發(fā)生歷史西周礦井自

23、2008年7月正式投產(chǎn),截止到目前未發(fā)生沖擊地壓事故。1.5.3礦井沖擊地壓防治現(xiàn)狀西周煤礦目前主采煤層為二、四層煤,同屬?zèng)_擊地壓煤層,煤層間距一般在28米左右,屬近距離煤層,目前采取先開采二層煤作為四層煤的保護(hù)層,但二層煤的開采同樣存在沖擊地壓的威脅,這就給礦井的沖擊地壓防治工作增加了難度。隨著礦井開采深度的增加和地質(zhì)條件的變化,到了深部發(fā)生沖擊地壓的可能性大大增加,相應(yīng)的危害程度也增加。面臨著越采越深(超深),礦山壓力越來(lái)越大;越采越空, 煤柱型采場(chǎng)增多;越采越難, 易采煤炭減少;構(gòu)造、老空和煤柱區(qū)分布復(fù)雜等防沖嚴(yán)峻形勢(shì)和壓力。自重型沖擊(超深井)、構(gòu)造型沖擊(斷層、褶曲)、采動(dòng)與構(gòu)造耦合

24、型沖擊(回采與掘進(jìn)相互影響)、煤柱型沖擊(同層煤柱和上下層煤柱)等各種類型的沖擊地壓都有可能發(fā)生。西周煤礦積極落實(shí)上級(jí)關(guān)于沖擊地壓防治規(guī)定的有關(guān)內(nèi)容,設(shè)立沖擊地壓專職副總工程師,成立防沖辦公室,負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè),成立防沖隊(duì),負(fù)責(zé)卸壓解危措施的實(shí)施,并且引進(jìn)裝備了電磁輻射儀、大直徑卸壓鉆機(jī)等防沖監(jiān)測(cè)和卸壓設(shè)備。隨著采深的增加,地壓增大,防治沖擊地壓的工作難度逐漸增大,因此,需在開采過(guò)程中,根據(jù)實(shí)際需要加大防沖投入,應(yīng)用應(yīng)力在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等先進(jìn)的監(jiān)測(cè)、監(jiān)控設(shè)備,提高礦井沖擊地壓災(zāi)害防治能力。另外需要加強(qiáng)與高校以及有豐富防沖經(jīng)驗(yàn)的煤礦合作,加強(qiáng)沖擊地壓災(zāi)害防治技術(shù)的研究,保障礦井的安全開采。2、采掘工作面

25、接續(xù)情況2.1采煤工作面接續(xù)情況2013年西周煤礦共安排5個(gè)回采工作面以及為其服務(wù)的掘進(jìn)工作面,具體接續(xù)情況如下表所示。年 度施工單位開采工作面回采時(shí)間備注2013回采工區(qū)1402-1工作面2013.1-2013.31204工作面2013.1-2013.41402工作面2013.5-2013.71205工作面2013.8-2013.121203-1工作面2013.12-2013.12表2.1 2013年西周礦業(yè)回采工作面接續(xù)表2.2 掘進(jìn)工作面接續(xù)情況2013年公司安排2個(gè)掘進(jìn)隊(duì)施工回采巷道,計(jì)劃掘進(jìn)進(jìn)尺2690米,2013年掘進(jìn)工作面接續(xù)安排如下:表2.2 2013年西周礦業(yè)掘進(jìn)工作面接續(xù)表

26、年 度施工單位開采工作面回采時(shí)間備注2013掘進(jìn)一區(qū)一隊(duì)1204補(bǔ)運(yùn)輸巷2013.1.1-2013.2.151205回風(fēng)巷2013.2.16-2013.4.301402切眼2013.5.1-2013.5.281203-1運(yùn)輸巷2013.5.29-2013.9.71203-1切眼2013.9.8-2013.10.71403-1運(yùn)輸巷2013.10.8-2013.12.31掘進(jìn)一區(qū)二隊(duì)1204補(bǔ)進(jìn)風(fēng)巷2013.1.1-2013.3.51402補(bǔ)溜子道2013.3.6-2013.4.5四層運(yùn)輸山上偏口2013.4.6-2013.4.241403切眼2013.4.25-2013.6.31403回風(fēng)巷2

27、013.6.4-2013.8.241203-1進(jìn)風(fēng)巷2013.8.25-2013.11.121403-1進(jìn)風(fēng)巷2013.11.13-2013.12.313、區(qū)域性沖擊危險(xiǎn)區(qū)劃分3.1基于防沖的采掘工作面危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)針對(duì)2013年度采掘范圍內(nèi)的煤層地質(zhì)條件,公司組織相關(guān)工程技術(shù)人員排查了西周煤礦影響沖擊地壓的主要因素,根據(jù)這些因素單獨(dú)或綜合作用評(píng)價(jià)工作面的危險(xiǎn)程度。這些影響因素主要由以下7條。(1)深部多煤層開采情況:西周煤礦具有深部多煤層開采特點(diǎn),煤層開采順序及煤柱留設(shè)位置會(huì)對(duì)上下煤層應(yīng)力集中(沖擊危險(xiǎn)性)產(chǎn)生很大影響;(2)斷層密布、相互切割,造成局部高應(yīng)力積聚;(3)工作面沿空開采;(4)孤

28、島開采甚至煤柱工作面開采;(5)工作面開采順序?qū)?yīng)力分布和防沖的影響;(6)停采線位置的合理性;(7)區(qū)段煤柱留設(shè)寬度和位置。通過(guò)對(duì)上述7條主要影響因素分析,以及采用采掘工作面沖擊地壓危險(xiǎn)性綜合指數(shù)法(附件1)對(duì)西周煤礦工作面進(jìn)行沖擊危險(xiǎn)性綜合評(píng)價(jià)。3.1.1 2013年度工作面危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)2013年計(jì)劃開采的工作面有1402-1工作面、1204工作面、1402工作面、1205工作面、1203-1工作面。1402-1工作面2013年3月結(jié)束。1204工作面2013年4月結(jié)束。1402工作面2013年5月投產(chǎn)。1205工作面2013年8月投產(chǎn)。1203-1工作面2013年12月投產(chǎn)。1204工作面

29、、1205工作面位于一采區(qū)北翼,1402-1工作面、1402工作面、1203-1工作面位于一采區(qū)南翼。各工作面具體位置詳見(jiàn)二、四煤層采掘工程平面圖。(一)1402工作面沖擊危險(xiǎn)程度評(píng)價(jià)圖3.1 1402工作面平面圖主要危險(xiǎn)源和影響因素:(1)工作面一側(cè)沿空開采,特別注意回采初期的防沖工作;(2)二層解放層的開采降低了本工作面的應(yīng)力集中,但是二層1202工作面的區(qū)段煤柱的位置會(huì)對(duì)本工作面的安全回采產(chǎn)生較大的影響,應(yīng)引起重視。影響沖擊地壓的主要采礦地質(zhì)因素有:開采深度、頂?shù)装鍒?jiān)硬巖層、構(gòu)造應(yīng)力集中、煤層沖擊傾向性等。下表3.1為評(píng)價(jià)區(qū)域采礦地質(zhì)條件對(duì)沖擊地壓危險(xiǎn)狀態(tài)的影響因素與指數(shù)。表3.2為采掘

30、工作面周圍的開采技術(shù)因素對(duì)沖擊地壓的影響程度及指數(shù)。表3.1 1402工作面地質(zhì)條件影響沖擊地壓危險(xiǎn)狀態(tài)的因素及指數(shù)序號(hào)因素影響危險(xiǎn)狀態(tài)的因素影響因素的定義沖擊地壓危險(xiǎn)指數(shù)1W1發(fā)生沖擊地壓該層未發(fā)生過(guò)-22W2開采深度700m23W3頂板中堅(jiān)硬巖層距煤層的距離(Rc60MPa)距煤層的距離50m34W4開采區(qū)域內(nèi)構(gòu)造應(yīng)力集中程度10%正常15W5頂板巖層厚度特征參數(shù)Lst<50 06W6煤的抗壓強(qiáng)度Rc>16Mpa27W7煤的彈性能量指數(shù)WET54Wt1=Wi/Wimax=0.52表3.2 1402工作面開采技術(shù)條件確定的沖擊地壓危險(xiǎn)狀態(tài)評(píng)定指數(shù)序號(hào)因素沖擊地壓危險(xiǎn)狀態(tài)影響因素沖

31、擊危險(xiǎn)指數(shù)1W1工作面距殘采區(qū)或停采線的垂直距離,>60m02W2未卸壓一次采全高,煤厚3.0m03W3未卸壓的厚煤層,留頂煤或底煤厚度<1m04W4采空區(qū)處理方式:垮落法2Wt2=Wi/Wimax0.18通過(guò)綜合比較分析可知,1402工作面沖擊地壓危險(xiǎn)狀態(tài)等級(jí)評(píng)定為中等沖擊危險(xiǎn)性,沖擊危險(xiǎn)指數(shù)0.52。沖擊地壓危險(xiǎn)區(qū)的危險(xiǎn)程度受到很多因素的影響,但是應(yīng)力狀態(tài)和煤巖體的性質(zhì)是最主要的因素,因此,采用沖擊地壓發(fā)生的可能性指數(shù)診斷法為基本方法,以構(gòu)造分析、工程類比等為輔助方法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。沖擊地壓發(fā)生可能性指數(shù)診斷法的基本內(nèi)容和步驟為:(1)計(jì)算采動(dòng)應(yīng)力場(chǎng)分布規(guī)律;(2)測(cè)試和計(jì)算煤巖

32、體的沖擊傾向性;(3)計(jì)算應(yīng)力和沖擊傾向性各自對(duì)“發(fā)生沖擊地壓”事件的隸屬度;(4)計(jì)算沖擊地壓發(fā)生的可能性指數(shù);(5)診斷某一點(diǎn)沖擊地壓發(fā)生的可能性。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和礦山壓力分布的一般規(guī)律,在1402工作面的條件下,這一階段采深平均770m,根據(jù)1401工作面現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際檢測(cè),工作面移動(dòng)支承壓力應(yīng)力集中系數(shù)按1.06計(jì)算,則最大應(yīng)力為1.06×2.5×104×770=18.5MPa,而煤層單向抗壓強(qiáng)度為16.68MPa,應(yīng)力比達(dá)到了1.1,未超過(guò)發(fā)生沖擊地壓的基本應(yīng)力水平(1.5倍的應(yīng)力比)。經(jīng)測(cè)定煤層具有強(qiáng)沖擊傾向性,煤層的Wet為6.03。應(yīng)力對(duì)“發(fā)生沖擊地壓”事件的

33、隸屬度計(jì)算公式為:應(yīng)力隸屬度UIc =0.5Ic, Ic 1.0Ic-0.5, 1.0Ic 1.51.0, Ic 1.5式中,Ic=krH/c,在1402工作面應(yīng)力集中區(qū)域,應(yīng)力集中系數(shù)k=1.06;Ic =18.5MPa/16.68Mpa=1.1,Ic取值處于1.01.5之間因此采動(dòng)應(yīng)力對(duì)“發(fā)生沖擊地壓”事件的隸屬度為:UIc = Ic -0.5=1.1-0.5=0.6沖擊傾向性對(duì)“發(fā)生沖擊地壓”事件的隸屬度計(jì)算公式為:傾向性隸屬度UWet =0.5Wet, Wet 2.00.133Wet+0.333, 2.0Wet 5.01.0, Wet 5.0式中Wet為彈性能指數(shù)。1402工作面Wet

34、=6.03(取實(shí)驗(yàn)結(jié)果的平均值),Wet取值5.0。因此,沖擊傾向性對(duì)“發(fā)生沖擊地壓”事件的隸屬度,UWet=1。根據(jù)計(jì)算沖擊地壓發(fā)生可能性指數(shù)U= (UIc+ UWet)/2=0.8可判斷出該面接近發(fā)生沖擊地壓的應(yīng)力條件,特別是在遇到斷層、巖層強(qiáng)烈的斷裂運(yùn)動(dòng)期間,如果不提前采取防治措施,可能具有發(fā)生沖擊地壓的危險(xiǎn)。通過(guò)以上兩種分析方法及已采工作面(1201、1202、1203、1401工作面)實(shí)際檢測(cè)情況綜合評(píng)價(jià),1402工作面為中等沖擊危險(xiǎn)程度。1402工作面主要危險(xiǎn)區(qū)為:(1)工作面切眼初采至初次來(lái)壓影響時(shí)期內(nèi)。(2)工作面推采F305斷層前后50米范圍內(nèi)。(3)工作面采至停采線前后50

35、米范圍內(nèi)。(二)1204工作面沖擊危險(xiǎn)程度評(píng)價(jià)圖3.2 1204工作面平面圖主要危險(xiǎn)源和影響因素:1204工作面回收采區(qū)上山煤柱過(guò)程中,將面臨過(guò)多條老巷帶來(lái)的應(yīng)力集中區(qū),工作面西側(cè)臨近1203工作面的采空區(qū),采動(dòng)應(yīng)力集中與老巷應(yīng)力集中的疊加,將使得1204工作面回收上山煤柱過(guò)程中隨時(shí)處于高應(yīng)力狀態(tài),動(dòng)壓顯現(xiàn)將會(huì)非常明顯。影響沖擊地壓的主要采礦地質(zhì)因素有:開采深度、頂?shù)装鍒?jiān)硬巖層、構(gòu)造應(yīng)力集中、煤層沖擊傾向性等。下表3.3為評(píng)價(jià)區(qū)域采礦地質(zhì)條件對(duì)沖擊地壓危險(xiǎn)狀態(tài)的影響因素與指數(shù)。表3.4為采掘工作面周圍的開采技術(shù)因素對(duì)沖擊地壓的影響程度及指數(shù)。表3.3 1204工作面地質(zhì)條件影響沖擊地壓危險(xiǎn)狀態(tài)

36、的因素及指數(shù)序號(hào)因素影響危險(xiǎn)狀態(tài)的因素影響因素的定義沖擊地壓危險(xiǎn)指數(shù)1W1發(fā)生沖擊地壓該層未發(fā)生過(guò)-22W2開采深度700m23W3頂板中堅(jiān)硬巖層距煤層的厚度(Rc60MPa)距煤層的距離50m34W4開采區(qū)域內(nèi)構(gòu)造應(yīng)力集中程度10%正常15W5頂板巖層厚度特征參數(shù)Lst5006W6煤的抗壓強(qiáng)度Rc>16Mpa27W7煤的彈性能量指數(shù)WET54Wt1=Wi/Wimax=0.52表3.4 1204工作面開采技術(shù)條件確定的沖擊地壓危險(xiǎn)狀態(tài)評(píng)定指數(shù)序號(hào)因素沖擊地壓危險(xiǎn)狀態(tài)影響因素沖擊危險(xiǎn)指數(shù)1W1工作面距殘采區(qū)或停采線的垂直距離,>60m02W2未卸壓一次采全高,煤厚3.0m03W3未卸

37、壓的厚煤層,留頂煤或底煤厚度<1m04W4采空區(qū)處理方式:垮落法2Wt2=Wi/Wimax0.18通過(guò)綜合比較分析可知,1204工作面沖擊地壓危險(xiǎn)狀態(tài)等級(jí)評(píng)定為中等沖擊危險(xiǎn)性,沖擊危險(xiǎn)指數(shù)0.52。沖擊地壓危險(xiǎn)區(qū)的危險(xiǎn)程度受到很多因素的影響,但是應(yīng)力狀態(tài)和煤巖體的性質(zhì)是最主要的因素,因此,采用沖擊地壓發(fā)生的可能性指數(shù)診斷法為基本方法,以構(gòu)造分析、工程類比等為輔助方法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。沖擊地壓發(fā)生可能性指數(shù)診斷法的基本內(nèi)容和步驟為:(1)計(jì)算采動(dòng)應(yīng)力場(chǎng)分布規(guī)律;(2)測(cè)試和計(jì)算煤巖體的沖擊傾向性;(3)計(jì)算應(yīng)力和沖擊傾向性各自對(duì)“發(fā)生沖擊地壓”事件的隸屬度;(4)計(jì)算沖擊地壓發(fā)生的可能性指數(shù);

38、(5)診斷某一點(diǎn)沖擊地壓發(fā)生的可能性。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和礦山壓力分布的一般規(guī)律,在1204工作面的條件下,這一階段采深平均720m,根據(jù)1202工作面、1203工作面現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際檢測(cè),工作面移動(dòng)支承壓力應(yīng)力集中系數(shù)按1.07計(jì)算,則最大應(yīng)力為1.07×2.5×104×720=17.5MPa,而煤層單向抗壓強(qiáng)度為34.48MPa,應(yīng)力比達(dá)到了0.5,未超過(guò)發(fā)生沖擊地壓的基本應(yīng)力水平(1.5倍的應(yīng)力比)。經(jīng)測(cè)定煤層具有強(qiáng)沖擊傾向性,煤層的Wet為5.71。應(yīng)力對(duì)“發(fā)生沖擊地壓”事件的隸屬度計(jì)算公式為:應(yīng)力隸屬度UIc =0.5Ic, Ic 1.0Ic-0.5, 1.0Ic 1.5

39、1.0, Ic 1.5式中,Ic=krH/c,在1204工作面應(yīng)力集中區(qū)域,應(yīng)力集中系數(shù)k=1.07;Ic =17.5MPa/34.48Mpa=0.5,Ic取值小于1.0,因此采動(dòng)應(yīng)力對(duì)“發(fā)生沖擊地壓”事件的隸屬度為:UIc =0.5×Ic =0.5×0.5= 0.25沖擊傾向性對(duì)“發(fā)生沖擊地壓”事件的隸屬度計(jì)算公式為:傾向性隸屬度UWet =0.5Wet, Wet 2.00.133Wet+0.333, 2.0Wet 5.01.0, Wet 5.0式中Wet為彈性能指數(shù)。1204工作面Wet=5.71(取實(shí)驗(yàn)結(jié)果的平均值),Wet取值5.0。因此,沖擊傾向性對(duì)“發(fā)生沖擊地壓

40、”事件的隸屬度,UWet=1。根據(jù)計(jì)算沖擊地壓發(fā)生可能性指數(shù)U= (UIc+ UWet)/2=0.62可判斷出該面接近發(fā)生沖擊地壓的應(yīng)力條件,特別是在遇到斷層、巖層強(qiáng)烈的斷裂運(yùn)動(dòng)期間,如果不提前采取防治措施,具有發(fā)生沖擊地壓的危險(xiǎn)。通過(guò)以上兩種方法及已采工作面(1201、1202、1203、1401工作面)實(shí)際檢測(cè)情況綜合評(píng)價(jià),1204工作面為弱沖擊危險(xiǎn)程度。(三)1205工作面沖擊危險(xiǎn)程度評(píng)價(jià)圖3.3 1205工作面平面圖主要危險(xiǎn)源和影響因素:(1)工作面臨近F1蓮花山斷層及F12斷層;(2)工作面內(nèi)煤層傾角加大,工作面斷層較多。通過(guò)綜合指數(shù)法、可能性指數(shù)法計(jì)算,1205工作面沖擊危險(xiǎn)性指數(shù)

41、Wt=0.52,屬中等沖擊危險(xiǎn)性;沖擊地壓可能性指數(shù)為U=0.64,屬可能性沖擊,根據(jù)以上兩種方法計(jì)算結(jié)果及已采工作面(1201、1202、1203、1401工作面)實(shí)際檢測(cè)情況綜合評(píng)價(jià),1205工作面為弱沖擊危險(xiǎn)程度。1205工作面主要危險(xiǎn)區(qū)為:(1)工作面切眼初采至初次來(lái)壓影響時(shí)期內(nèi)。(2)工作面推采至斷層前方50米范圍內(nèi)。(3)工作面采至停采線前后50米范圍內(nèi)。(四)1203-1工作面沖擊危險(xiǎn)程度評(píng)價(jià)圖3.4 1203-1工作面平面圖主要危險(xiǎn)源和影響因素:(1)工作面臨近1203工作面、1201-1工作面采空區(qū);(2)工作面臨近F15大斷層。通過(guò)綜合指數(shù)法、可能性指數(shù)法計(jì)算,1203-1

42、工作面沖擊危險(xiǎn)性指數(shù)Wt=0.52,屬中等沖擊危險(xiǎn)性;沖擊地壓可能性指數(shù)為U=0.63,屬可能性沖擊,根據(jù)以上兩種方法計(jì)算結(jié)果及1203-1工作面布置情況綜合評(píng)價(jià),1203-1工作面為中等沖擊危險(xiǎn)程度。1203-1工作面主要危險(xiǎn)區(qū)為:(1)工作面切眼初采至初次來(lái)壓影響時(shí)期內(nèi)。(2)工作面推采至斷層前方50米范圍內(nèi)。(3)工作面采至停采線前后50米范圍內(nèi)。3.1.2 2013年掘進(jìn)工作面危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)1204補(bǔ)進(jìn)風(fēng)巷布置在二層上山保護(hù)煤柱內(nèi),且臨近1202工作面采空區(qū),掘進(jìn)過(guò)程中處于應(yīng)力集中區(qū)域內(nèi),掘進(jìn)過(guò)程中具有一定的危險(xiǎn)性;1204補(bǔ)運(yùn)輸巷掘進(jìn)過(guò)程中受1204采煤工作面超前采動(dòng)、二層上山保護(hù)煤柱及

43、臨近F6斷層影響,掘進(jìn)過(guò)程中處于應(yīng)力集中區(qū)域內(nèi),具有一定的危險(xiǎn)性;由于1203-1工作面沖擊危險(xiǎn)程度評(píng)定為中等危險(xiǎn)程度,圍繞1203-1工作面布置的1203-1運(yùn)輸巷、1203-1回風(fēng)巷及1203-1切眼處于工作面危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi);1402補(bǔ)溜子道、1402切眼、1403切眼、1403-1進(jìn)風(fēng)巷巷道布置臨近斷層,處于斷層構(gòu)造應(yīng)力影響區(qū)域內(nèi)。3.2 主要結(jié)論根據(jù)以上綜合分析,西周煤礦2013年內(nèi)回采工作面沖擊地壓危險(xiǎn)程度如下表所示。表3.5 回采工作面沖擊危險(xiǎn)程度一覽表年 度開采工作面危險(xiǎn)程度主要影響因素20131402-1工作面中等沖擊斷層,一側(cè)采空,上部采空區(qū)1204工作面弱沖擊斷層,上部采空區(qū)1

44、402工作面中等沖擊斷層,一側(cè)采空區(qū)1205工作面弱沖擊斷層,一側(cè)采空區(qū)1203-1工作面中等沖擊斷層,兩側(cè)采空區(qū)表3.6掘進(jìn)工作面沖擊危險(xiǎn)程度一覽表年 度開采工作面危險(xiǎn)程度主要影響因素20131204補(bǔ)運(yùn)輸巷中等沖擊斷層、上山煤柱、超前采動(dòng)1205回風(fēng)巷弱沖擊斷層、上山煤柱1402切眼弱沖擊斷層、1202采面留設(shè)煤柱1203-1運(yùn)輸巷中等沖擊斷層1203-1切眼中等沖擊斷層1403-1運(yùn)輸巷弱沖擊斷層1204補(bǔ)進(jìn)風(fēng)巷中等沖擊上山煤柱、超前采動(dòng)1402補(bǔ)溜子道弱沖擊斷層四層運(yùn)輸山上偏口弱沖擊上山煤柱1403切眼弱沖擊斷層1403回風(fēng)巷中等沖擊邊界煤柱、1203采面留設(shè)煤柱1203-1進(jìn)風(fēng)巷中等

45、沖擊斷層1403-1進(jìn)風(fēng)巷弱沖擊斷層西周煤礦目前面臨著大采深,構(gòu)造復(fù)雜等諸多沖擊危險(xiǎn)源,礦井局部已處于沖擊地壓危險(xiǎn)區(qū),因此個(gè)別工作面屬于中等沖擊危險(xiǎn)工作面,特別是個(gè)別采掘工作面受斷層、采動(dòng)影響,應(yīng)力集中明顯且復(fù)雜,屬于沖擊危險(xiǎn)區(qū),掘進(jìn)、回采時(shí)需引起特別注意,加強(qiáng)管理。4.2013年度基于防沖的采掘工作面設(shè)計(jì)、接續(xù)注意事項(xiàng)、防沖檢測(cè)方法及防沖措施4.1 2013年度基于防沖的采掘工作面設(shè)計(jì)、接續(xù)注意事項(xiàng)(1)回采工作面在回采前,必須對(duì)沖擊危險(xiǎn)性進(jìn)行分析評(píng)估。有沖擊危險(xiǎn)的工作面除編制專項(xiàng)防沖設(shè)計(jì)外,在編制采掘工作面作業(yè)規(guī)程時(shí),必須制定專項(xiàng)防沖措施。(2)同一采區(qū)內(nèi)的工作面必須按順序進(jìn)行開采,避免形

46、成孤島工作面。孤島工作面必須逐面進(jìn)行沖擊地壓評(píng)估。(3)相鄰工作面切眼、停采線應(yīng)對(duì)齊,避免出現(xiàn)不規(guī)則煤柱。(4)采區(qū)一翼內(nèi)各工作面應(yīng)向同一方向推進(jìn),嚴(yán)禁相向回采?;夭晒ぷ髅婢鶓?yīng)背向采空區(qū)方向推進(jìn),避免形成孤島煤柱。(5)掘進(jìn)工作面不得在采煤工作面影響區(qū)內(nèi)掘進(jìn)。(6)沖擊地壓危險(xiǎn)區(qū)應(yīng)避免雙巷同時(shí)掘進(jìn),兩同向掘進(jìn)工作面的前后錯(cuò)距不得小于100m。相向掘進(jìn)的巷道相距150m時(shí),必須停止一個(gè)頭掘進(jìn)。掘進(jìn)工作面與相鄰回采工作面同向作業(yè)時(shí),間距不得小于350m;嚴(yán)禁掘進(jìn)工作面與相鄰回采工作面相向作業(yè)(回采工作面超前350m范圍內(nèi))。(7)嚴(yán)重沖擊地壓厚煤層中的所有巷道應(yīng)布置在應(yīng)力集中區(qū)外。(8)嚴(yán)重沖擊地

47、壓煤層的強(qiáng)沖擊危險(xiǎn)巷道應(yīng)進(jìn)行專門的支護(hù)設(shè)計(jì),并預(yù)留斷面系數(shù)。(9)沖擊危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)的掘進(jìn)與回采工作,必須始終在卸壓保護(hù)帶內(nèi)進(jìn)行,卸壓保護(hù)帶的寬度不小于3.5倍巷道(或回采)高度。(10)采掘工作面通過(guò)應(yīng)力集中區(qū)前,應(yīng)進(jìn)行沖擊危險(xiǎn)性的監(jiān)測(cè)和處理。有沖擊危險(xiǎn)的采掘工作面停產(chǎn)3天以上的,恢復(fù)生產(chǎn)前一班內(nèi),應(yīng)鑒定沖擊地壓危險(xiǎn)程度,并采取相應(yīng)的安全措施。(11)開采嚴(yán)重沖擊地壓煤層時(shí),不應(yīng)在采空區(qū)留有煤柱。如果在采空區(qū)留有煤柱,必須將煤柱的位置、尺寸以及影響范圍標(biāo)在采掘工程圖上。(12)沖擊地壓危險(xiǎn)區(qū)開采過(guò)程中必須堅(jiān)持“先解危后開采”的原則,嚴(yán)格執(zhí)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、卸壓解危、效果檢驗(yàn)、安全防護(hù)“四位一體”綜合防沖

48、措施,及時(shí)消除沖擊危險(xiǎn)隱患。4.2 沖擊地壓檢測(cè)方法4.2.1 鉆屑法使用ZQSJ-140/4.3型架柱支撐氣動(dòng)手持式防突鉆機(jī)打眼,ZQSJ-140/4.3型鉆機(jī)參數(shù):額定轉(zhuǎn)速300r/min,額定扭矩140n.m,采用44麻花鉆頭配42高效螺旋鉆桿做打眼工具,鉆孔深度7米,每鉆進(jìn)一米用塑料編織袋接住煤粉,并用彈簧稱稱量吐出煤粉的重量,記錄在原始煤粉量測(cè)定記錄表內(nèi)。西周煤礦分別在二層煤、四層煤選取遠(yuǎn)離斷層及采空區(qū)地點(diǎn)進(jìn)行礦井標(biāo)準(zhǔn)煤粉量的檢測(cè)工作,通過(guò)檢測(cè):二層煤1-3米范圍標(biāo)準(zhǔn)煤粉量為2.13Kg/m,4-6米范圍標(biāo)準(zhǔn)煤粉量為2.37Kg/m,7米范圍標(biāo)準(zhǔn)煤粉量為2.26Kg/m,根據(jù)鉆屑量指

49、數(shù)確定二層煤臨界值數(shù)值為:判別工作地點(diǎn)沖擊地壓危險(xiǎn)性的鉆屑量指數(shù)鉆孔深度/煤層厚度1.51.5-33鉆屑量指數(shù)>=1.52 - 3>=4鉆屑量指數(shù)又稱煤粉量比值=每米實(shí)測(cè)鉆粉量/每米正常鉆粉量(Kg)孔深1-3m臨界煤粉量=1.5*2.13=3.19kg/m,孔深4-6m臨界煤粉量=2*2.37=4.68kg/m,孔深7m臨界煤粉量=4*2.26=9.04kg/m。當(dāng)實(shí)測(cè)煤粉量>臨界值的時(shí)候,則表明該處有發(fā)生沖擊地壓的可能性。四層煤1-3米范圍標(biāo)準(zhǔn)煤粉量為2.05Kg/m,4-6米范圍標(biāo)準(zhǔn)煤粉量為2.19Kg/m,7米范圍標(biāo)準(zhǔn)煤粉量為2.09Kg/m,根據(jù)鉆屑量指數(shù)確定四層煤

50、臨界值數(shù)值為:判別工作地點(diǎn)沖擊地壓危險(xiǎn)性的鉆屑量指數(shù)鉆孔深度/煤層厚度1.51.5-33鉆屑量指數(shù)>=1.52 - 3>=4鉆屑量指數(shù)又稱煤粉量比值=每米實(shí)測(cè)鉆粉量/每米正常鉆粉量(Kg)孔深1-3m臨界煤粉量=1.5*2.05=3.07kg/m,孔深4-6m臨界煤粉量=2*2.19=4.38kg/m,孔深7m臨界煤粉量=4*2.09=8.36kg/m。當(dāng)實(shí)測(cè)煤粉量>臨界值的時(shí)候,則表明該處有發(fā)生沖擊地壓的可能性。4.2.2電磁輻射法檢測(cè)(1)用KBD5礦用本安型電磁輻射監(jiān)測(cè)儀對(duì)回采工作面兩條順槽進(jìn)行監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)方式采用定點(diǎn)監(jiān)測(cè)和普查相結(jié)合的方式,即對(duì)工作面兩條順槽超前100m

51、范圍采用定點(diǎn)監(jiān)測(cè),定點(diǎn)監(jiān)測(cè)時(shí)間為每天或每班監(jiān)測(cè)一次,每個(gè)點(diǎn)測(cè)量時(shí)間2分鐘。監(jiān)測(cè)指標(biāo)為電磁輻射幅值最大值、幅值平均值、脈沖數(shù)等。其測(cè)點(diǎn)布置為每10m一個(gè),即自工作面煤壁向外10,20,30,100m處各布置一個(gè)測(cè)點(diǎn),如圖4.1所示。圖4.1 電磁輻射儀監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置圖(2)當(dāng)掘進(jìn)工作面出現(xiàn)壓力變大、煤炮頻繁時(shí),用KBD5礦用本安型電磁輻射監(jiān)測(cè)儀異常區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)方式采用定點(diǎn)監(jiān)測(cè),即對(duì)掘進(jìn)頭處25m范圍內(nèi)監(jiān)測(cè),每點(diǎn)測(cè)量時(shí)間2分鐘。監(jiān)測(cè)指標(biāo)為電磁輻射輻值最大值、脈沖數(shù)兩個(gè)指標(biāo)。隨時(shí)在掘進(jìn)頭附近加設(shè)測(cè)點(diǎn)。其測(cè)點(diǎn)布置為每10m一個(gè),自掘進(jìn)頭向外10,20,30,40,50m處各布置一個(gè)測(cè)點(diǎn),如圖4.2所

52、示。圖4.2 掘巷過(guò)程電磁輻射測(cè)點(diǎn)布置(3)通過(guò)采用KBD5電磁輻射儀對(duì)工作面及掘進(jìn)巷道進(jìn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析,當(dāng)出現(xiàn)以下情況時(shí)需要采取解危措施。當(dāng)電磁輻射強(qiáng)度最大值或脈沖數(shù)值超過(guò)某一臨界值時(shí),儀器自動(dòng)報(bào)警。電磁輻射脈沖數(shù)或強(qiáng)度(最大值或平均值)指標(biāo)具有明顯的增強(qiáng)趨勢(shì),且接近臨界值時(shí),表明有動(dòng)力災(zāi)害危險(xiǎn),應(yīng)采取措施。確認(rèn)無(wú)影響或影響較小的情況下,電磁輻射強(qiáng)度或脈沖數(shù)強(qiáng)烈變化,變化幅度超過(guò)某一數(shù)值。電磁輻射強(qiáng)度或脈沖數(shù)值明顯由大變小,但一段時(shí)間后又突然增大。 西周煤礦未出現(xiàn)以上幾種情況,只有在遇斷層、應(yīng)力集中區(qū)時(shí)電磁輻射強(qiáng)度、頻率才有一定的變化,經(jīng)總結(jié)分析,正常情況下西周煤礦電磁輻射強(qiáng)度平均值在50m

53、v以下,脈沖數(shù)平均值在3000Hz以下,由于未發(fā)生過(guò)沖擊地壓事故,無(wú)法確定礦井發(fā)生沖擊地壓事故時(shí)的電磁輻射強(qiáng)度最大值、平均值及脈沖數(shù)的臨界值,所有電磁輻射強(qiáng)度及脈沖數(shù)報(bào)警值使用設(shè)備默認(rèn)的數(shù)值。4.3 沖擊地壓防治措施4.3.1卸壓鉆孔采用ZQJ-300/6型氣動(dòng)架柱式鉆機(jī)進(jìn)行打卸壓鉆孔,鉆桿直徑69mm,鉆孔直徑一般為110-150mm。鉆孔深度對(duì)于采掘工作面為煤層厚度(采高)的3倍,對(duì)于巷道側(cè)幫為采高的4倍;孔間距一般不得超過(guò)5m,鉆孔要求盡量打在高壓區(qū)。卸壓孔的布置方式和參數(shù)根據(jù)具體情況確定,一般在巷幫或采掘工作面布置單排鉆孔,鉆孔高度視施工情況而定,掘進(jìn)迎頭兩側(cè)應(yīng)向巷幫兩側(cè)向外有一定的角

54、度。4.3.2 卸壓爆破(1)掘進(jìn)工作面卸壓爆破:鉆孔在待卸載區(qū)域,按事先設(shè)計(jì)的爆破方案,使用煤電鉆,沿垂直煤壁、平行煤層方向鉆孔,使孔深達(dá)到預(yù)定的深度。裝藥將炸藥連同雷管或?qū)П靼匆欢ǖ难b藥方式推入孔中,如圖3所示是煤層卸載爆破的裝藥結(jié)構(gòu)圖。封孔用封孔材料,按一定要求填塞鉆孔剩余部分的全長(zhǎng)或一段長(zhǎng)度。起爆將每個(gè)待爆破孔的引線接到母線上(一般3-4個(gè)孔為一組),將母線拉到安全地點(diǎn)后接到起爆器上,合上起爆器開關(guān)引發(fā)爆炸。1雷管2藥卷3炮泥4引線5母線6鉆孔7煤壁8起爆器圖4.3 裝藥結(jié)構(gòu)示意圖巷道掘進(jìn)沖擊地壓卸壓方法常規(guī)卸壓方法卸壓區(qū)域:迎頭卸壓措施:鉆空爆破卸壓參數(shù):孔徑:42mm;孔深:8.0m;孔間距:5.0m裝藥長(zhǎng)度:1/2(或1/3)孔深圖4.4 卸壓鉆孔布置平面示意圖注:如果卸壓爆破鉆孔打鉆困難,建議用地質(zhì)鉆進(jìn)行大直徑鉆孔卸壓,直徑115mm以上,鉆孔間距0.5-0.8m ,距離底板1.5m左右。(2)回采工作面卸壓爆破采用風(fēng)煤鉆、麻花鉆桿配合42mm鉆頭施工。鉆孔與煤壁成75°夾角布置,沿水平鉆進(jìn),炮眼距頂板40cm,孔深4.5m,布置3個(gè)炮眼(間距5米)。每孔裝藥7塊,規(guī)格為35×300mm,使用一發(fā)毫秒延期電雷管,采用一個(gè)炮頭,正向定炮,分次起爆,每孔3只水炮泥,其余用炮泥封滿。定炮前用釬子

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