第11期 陆菜平等：煤矿冲击矿压的强度弱化 。1077。 3现场工程实践 月开始回采到2004年4月完全出7202大煤柱区. 没有发生一起破坏性冲击矿压，这充分证实了强度 3.19202工作面强度弱化动态治理 弱化控制机理及技术对于指导现场冲击矿压防治是 三河尖矿是一个典型的上覆煤柱影响下层开采 非常有效的 煤层的强冲击危险矿井，其主采煤层为7、9煤，顶底 箭头表示 600r 压爆破 板特别坚硬，9煤经冲击倾向性鉴定属强冲击危险， 其中9202工作面为强冲击危险工作面，其上覆存在 7202工作面残留的大煤柱区. 汤 该矿自1991年5月首次在7110工作面材料道 发生冲击矿压以来，累计发生破坏性冲击矿压达25 08-16 08-1808-20 次之多，破坏巷道累计1700余m,具有冲击危险的 8-2208-2 08-2608-28 08-31 08-30 日期 工作面回采中平均每面发生破坏性冲击矿压次数达 4次以上，严重影响了矿井的安全生产 图10面上出口向下15m处卸压爆破前后电磁辐射幅值 Fig.10 Amplitude change of EME down ward 15 m place of the 2002年在9202工作面巷道掘进期间，曾发生 working face exit before and after relieving shot 过冲击矿压，且主要以底板震动冲击形式出现，其中 一次将轨道巷的轨道向巷道上帮推移了近400mm, 3.26303工作面强度弱化动态治理 为了防止在两巷掘进期间再次发生冲击事故，决定 济宁三号煤矿是我国年产1000万t的特大型 在冲击危险区对煤岩体实施强度弱化.图9所示 矿井，其中6303工作面位于该矿六采区中部，采深 9202工作面掘进进入7202煤柱区时进行深孔卸压 600~710m,直接顶为灰黑色粉细砂岩互层，厚度 爆破后监测的电磁辐射幅值曲线 0~13.75m,赋存不稳定，老顶以中砂岩为主，坚硬 稳定，厚度为1677~42.12m.上下顺槽共揭露落 140 120 差在5m以上的断层有2条，对工作面生产影响较 100 80 大，巷道采用锚网索联合支护.3煤层经冲击倾向 60 性鉴定属强冲击. 20 2004年11月30日下午3：40分左右，6303工 01-24 01-26。 02-0 02-07 作面推进1310.7m,煤机正在溜尾割煤，工作面辅 01-25 01-27 0206 02-08 日期 顺1376~1406m共30m段发生冲击矿压，巷内煤 尘飞扬，实体煤帮煤体瞬间突出L5~2.5m左右， 图97202煤柱区卸压爆破前后电磁辐射幅值 Fig.9 Amplitude change of EME in 7202 pillar section before and 局部煤体与顶板离层200mm左右，深入煤体5m左 after relieving shot 右，该段范围内实体煤帮的锚网支护全部失效，冲击 波将巷中的7个车盘掀翻，铺设的轨道也全被掀翻， 由图9可知，掘进进入7202煤柱区后，于2003 地面能感觉到轻微震动. 年2月6日和2月8日夜班掘进迎头上帮测点电磁 为了预防冲击矿压事故的再次发生，矿防冲队 辐射幅值出现剧烈波动，最大值接近临界值 对6303工作面辅顺进行了煤体和顶板的深孔卸压 130mV,经当班煤体深孔卸压爆破后，其幅值降至 爆破，弱化煤岩体的强度，降低其冲击倾向性. 60mV左右.说明卸压爆破起到了很好的卸压效果， 从2004年11月30日之后，对6303工作面煤 消除了冲击危险. 壁前方150~200m范围的辅顺实体煤一侧进行了 图10为9202工作面回采期间于2003年8月 煤体深孔卸压爆破.同时从距工作面大约80m向 16一31日在面上出口向下15m处进行顶板深孔卸 外设置顶板爆破孔89个，爆破64个.从12月7日 压爆破后观测的电磁辐射幅值变化曲线.从图中可 中班到12月10日中班，在工作面前方20~40m范 知，采用顶板深孔卸压爆破切断悬顶的手段，释放聚 围内爆破5个爆破孔，从距工作面切眼1406~ 集在顶板中高应力区之内的弹性能，每次卸压爆破 1600m共爆破40个爆破孔，并将顶板钻孔深度加 后，电磁辐射幅值均能产生突降，说明卸压效果非常 大到13m.通过爆破，在顶板内形成裂隙，降低顶板 明显 的整体强度和厚度，释放其中积聚的弹性能.电磁 三河尖矿9202高冲击危险工作面从2003年5 辐射监测显示，爆破之后其幅值均产生突降，利用钻3 现场工程实践 3.1 9202 工作面强度弱化动态治理 三河尖矿是一个典型的上覆煤柱影响下层开采 煤层的强冲击危险矿井, 其主采煤层为 7 、9 煤, 顶底 板特别坚硬, 9 煤经冲击倾向性鉴定属强冲击危险, 其中 9202 工作面为强冲击危险工作面, 其上覆存在 7202 工作面残留的大煤柱区 . 该矿自 1991 年 5 月首次在 7110 工作面材料道 发生冲击矿压以来, 累计发生破坏性冲击矿压达 25 次之多, 破坏巷道累计 1 700 余 m, 具有冲击危险的 工作面回采中平均每面发生破坏性冲击矿压次数达 4 次以上, 严重影响了矿井的安全生产 . 2002 年在 9202 工作面巷道掘进期间, 曾发生 过冲击矿压, 且主要以底板震动冲击形式出现, 其中 一次将轨道巷的轨道向巷道上帮推移了近 400 mm, 为了防止在两巷掘进期间再次发生冲击事故, 决定 在冲击危险区对煤岩体实施强度弱化 .图 9 所示 9202 工作面掘进进入 7202 煤柱区时进行深孔卸压 爆破后监测的电磁辐射幅值曲线. 图 9 7202 煤柱区卸压爆破前后电磁辐射幅值 Fig.9 Amplitude change of EME in 7202 pillar section before and after relieving shot 由图 9 可知, 掘进进入 7202 煤柱区后, 于 2003 年 2 月 6 日和 2 月 8 日夜班掘进迎头上帮测点电磁 辐射幅 值出 现 剧烈 波动, 最 大值 接 近临 界 值 130 mV, 经当班煤体深孔卸压爆破后, 其幅值降至 60 mV左右 .说明卸压爆破起到了很好的卸压效果, 消除了冲击危险 . 图10 为 9202 工作面回采期间于 2003 年 8 月 16 —31 日在面上出口向下 15 m 处进行顶板深孔卸 压爆破后观测的电磁辐射幅值变化曲线 .从图中可 知, 采用顶板深孔卸压爆破切断悬顶的手段, 释放聚 集在顶板中高应力区之内的弹性能, 每次卸压爆破 后, 电磁辐射幅值均能产生突降, 说明卸压效果非常 明显 . 三河尖矿 9202 高冲击危险工作面从 2003 年 5 月开始回采到 2004 年 4 月完全出 7202 大煤柱区, 没有发生一起破坏性冲击矿压, 这充分证实了强度 弱化控制机理及技术对于指导现场冲击矿压防治是 非常有效的 . 图 10 面上出口向下 15 m 处卸压爆破前后电磁辐射幅值 Fig.10 Amplitude change of EME downward 15 m place of the working face exit before and after relieving shot 3.2 6303 工作面强度弱化动态治理 济宁三号煤矿是我国年产 1 000 万 t 的特大型 矿井, 其中 6303 工作面位于该矿六采区中部, 采深 600 ～ 710 m, 直接顶为灰黑色粉细砂岩互层, 厚度 0 ～ 13.75 m, 赋存不稳定, 老顶以中砂岩为主, 坚硬 稳定, 厚度为 16.77 ～ 42.12 m .上下顺槽共揭露落 差在 5 m 以上的断层有 2 条, 对工作面生产影响较 大, 巷道采用锚网索联合支护.3 煤层经冲击倾向 性鉴定属强冲击. 2004 年 11 月 30 日下午 3 :40 分左右, 6303 工 作面推进 1 310.7 m, 煤机正在溜尾割煤, 工作面辅 顺 1 376 ～ 1 406 m 共 30 m 段发生冲击矿压, 巷内煤 尘飞扬, 实体煤帮煤体瞬间突出 1.5 ～ 2.5 m 左右, 局部煤体与顶板离层 200 mm 左右, 深入煤体 5m 左 右, 该段范围内实体煤帮的锚网支护全部失效, 冲击 波将巷中的 7 个车盘掀翻, 铺设的轨道也全被掀翻, 地面能感觉到轻微震动 . 为了预防冲击矿压事故的再次发生, 矿防冲队 对 6303 工作面辅顺进行了煤体和顶板的深孔卸压 爆破, 弱化煤岩体的强度, 降低其冲击倾向性. 从 2004 年 11 月 30 日之后, 对 6303 工作面煤 壁前方 150 ～ 200 m 范围的辅顺实体煤一侧进行了 煤体深孔卸压爆破 .同时从距工作面大约 80 m 向 外设置顶板爆破孔 89 个, 爆破 64 个.从 12 月 7 日 中班到 12 月 10 日中班, 在工作面前方 20 ～ 40 m 范 围内爆破 5 个爆破孔, 从距工作面切眼1 406 ～ 1 600 m共爆破 40 个爆破孔, 并将顶板钻孔深度加 大到 13 m .通过爆破, 在顶板内形成裂隙, 降低顶板 的整体强度和厚度, 释放其中积聚的弹性能 .电磁 辐射监测显示, 爆破之后其幅值均产生突降, 利用钻 第 11 期 陆菜平等:煤矿冲击矿压的强度弱化 · 1077 ·