南山煤礦回收殘留煤柱工作面安全開采技術實踐
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摘 要：沖擊地壓防治對于南山煤礦是一個重要工作，主要針對煤巖體破裂產生的動載影響進行監測，與針對局部區域煤體集中靜載的監測手段相配合，同時控制回采速度，保證巷道支護質量等方法，確保井下殘留煤柱工作面安全開采。
關鍵詞：煤柱工作面 安全開采 南山煤礦
中圖分類號：TD823 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）02（c）-0050-02
1 南山煤礦西一區18層四分段下塊概況
工作面走向長度平均160m，平均傾斜長度68m（26～110m），煤層厚度平均8m，采用滑移放頂煤方法開采，工作面開采時間為2016年8月29日，工作面于2017年5月24日回采到指定停采位置;回采煤量約為13.6萬t。
⑴ 煤層頂底板特征。
所采煤層頂板基本頂為30～40m灰白色中砂巖，直接頂為2m厚灰白色細砂巖，底板直接底為2m厚炭質粉砂巖，基本底為40m灰白色中砂巖。
?、?鄰區、鄰層。
?、?鄰區對照。
該區上區段：西一區18層四分段底板層綜放面采空區，由綜采一隊于2008年11月8日回采完畢。
該區下區段：盆底區北翼18層一分段底板層綜放面采空區，由綜采二隊于2011年5月24日回采完畢。
該區右區段：北五區18層六分段下塊底板層綜放面采空區：由綜采一隊于2006年11月27日回采完畢。
?、?鄰層對照。
該區下區段上覆：盆底區北翼15-2層一分段底板層綜放面采空區，由綜采二隊于2008年1月3日回采完畢。
該區右區段上覆：北五區15-2層六分段下塊底板層綜放面采空區，由綜采二隊于2004年7月18日回采完畢。
2 工作面采前沖擊危險性評估
?、?煤層沖擊地壓危險狀態整體定性評估綜合指數Wt=0.57屬于中等沖擊危險。
?、?危險區域劃分。
該工作面中弱沖擊危險區域4個，中等沖擊危險區域1個，強沖擊危險區1個。具體劃分情況如下。
工作面回風道距設計切眼30～45m，回采期間受工作面見方及該層煤體側壓影響，評價為弱沖擊危險;回風道75～95m范圍，受斷層及區段小煤柱側壓影響，評價為中等沖擊危險;回風道135～160m范圍受外側此層區段三角煤柱影響評價為強沖擊危險。
工作面溜子道距切眼30～45m范圍受工作面見方及該層煤體側壓影響，評價為弱沖擊危險;溜子道75～95m、135～160m范圍，受此層煤體側壓影響，評價為弱沖擊危險。
3 工作面沖擊地壓綜合防治
⑴ 工作面防沖優化布置。
工作面所屬煤層為18#煤，經礦大等科研機構沖擊傾向性鑒定，結果為頂板弱沖擊，煤層弱沖擊;工作面回采前經防沖大隊進行危險性評價，結果為中等沖擊危險;工作面原設計停采線位置外錯與上區段采空區50m，回采期間將受到外側本層煤柱側壓影響，故將設計停采線向設計切眼方向移動50m，即與上區段切眼平齊，這樣有效的避免了因工作面停采線與上區段外錯導致的局部應力集中。
?、?工作面防沖工程設計。
?、?煤體大孔徑鉆孔卸壓。
通過對煤體進行大孔徑鉆孔卸壓，改變了巷道深部煤體的力學性質，使得具有沖擊傾向的煤體內部出現破碎帶，釋放出彈性能量，降低了沖擊危險性，并避免了沖擊地壓的發生。
采用ZY-750D型液壓鉆機（功率18.5kW），鉆桿φ50mm，鉆頭直徑φ113mm，鉆桿長度0.76m，在回風道及溜子道強沖擊危險區域每1m布置一組，每組兩個進行大孔徑鉆孔卸壓，角度分別+5°、+8°;在中等沖擊危險區域每2m布置一組，每組兩個大孔徑卸壓鉆孔。施工完后為防止孔內有瓦斯滲出，及時用黃泥或水泥灰封孔，封孔長度不小于1m。該工作面在掘進期間及回采期間不間斷進行循環施工，直至回采完成，鉆孔深度15～30m。截止到回采結束，共計施工大孔徑卸壓鉆孔400余個，累計鉆孔11000余m。
?、?煤體注水鉆孔軟化卸壓。
鉆孔布置：利用兩巷施工的大孔徑鉆孔每10m執行一對靜壓注水孔;溜子道注水孔角度為+17°，孔深約40m;回風道注水孔角度為+5°，孔深約30m。發現煤層出現滲水現象時，停止注水。工作面推進到距鉆孔15m時，停止該鉆孔注水工作。注水隊派專人負責，詳細做好注水時間，注水量及泵壓記錄。截止到回采結束共計施工注水鉆孔62個。
?、?工作面沖擊地壓監測。
① SOS微震在線監測系統。
南山煤礦在全礦范圍內布置一套SOS微震監測系統，全面覆蓋礦區，并形成完整監測體系，實現井上下數據同步。當該工作面附近出現異常震源數據時，由防沖大隊下達預警通知單，經礦領導審批后采區立即處理確保安全生產。
工作面自開采以來震源情況如下：工作面自2016年9月19日起回采至2017年5月24日回采結束共計發生震源193次，其中4次方以上震源59次。
位置主要集中在上區段三角煤柱區域附近，對工作面及上下兩巷影響不大，直至回采完成未出現明顯沖擊顯現。
② KJ743應力在線監測系統。
南山煤礦KJ743地應力無線監測系統在工作面形成后安裝探頭10套，并建立井上下局域網絡，實現井上下數據同步，對工作面進行24h監測。KJ743應力在線監測系統自2016年9月安設以來，最大應力值為5.6MPa，數據平穩，未超過該面設置的預警值（10MPa）。
?、?煤粉率監測。
在西一區18層四分段下塊工作面附近、劃分危險區域為綠色無沖擊危險區域內取標準值，確定標準值后，在工作面每回采15m或出現異常震源時，在工作面及上下兩巷距切眼15～20m處進行取值，所取值與標準值進行對比，當所取值小于標準值1.5倍時，且其他檢測系統無異常數據時，可正常進行回采作業，每次取值不得少于5個孔。截止到回采結束，所取煤粉率數值均在標準值1.5倍以下。
4 結語
⑴該工作面采用微震與應力相結合的監測手段，微震作為一種區域性的監測方法，主要針對煤巖體破裂產生的動載影響進行監測，與針對局部區域煤體集中靜載的監測手段相配合，可以實現沖擊地壓的綜合監測。
?、瓶刂苹夭伤俣?，除采用大孔徑、注水鉆孔等卸壓措施外，該工作面采用了較慢的回采速度勻速推進（同時要滿足防火要求），這樣大大降低了能量微震事件的發生頻率，讓煤巖體內能量平緩釋放。
?、侵ёo質量要保證，在工作面回采期間，定期對巷道內的支護質量進行檢測，對危險區域或支護失效位置提前采取措施，有利于巷道的抗沖擊能力，降低沖擊地壓發生的危險。
沖擊地壓防治對于南山煤礦是一個重要工作，南山煤礦在進行沖擊地壓防治實踐的過程中，還應不斷健全和完善沖擊地壓防治的技術體系，通過不斷總結現場經驗、降低防治成本、提高防治水平，最終達到在保證安全的前提下產生較好的經濟效益的目的。
參考文獻
[1] 王存文，姜福興，王平，等.煤柱誘發沖擊地壓的微震事件分布特征與力學機理[J].煤炭學報，2009，34（9）：1169-1173.
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