蔡文明

徐矿集团

关于煤矿掘进巷道防冲技术的研究

蔡文明

徐矿集团

本文对影响煤矿巷道掘进的煤岩冲击倾向性、顶板特性、埋藏深度和地质构造等因素进行了分析，巷道从进行掘进中采用大直径的钻孔泄压和爆破解危措施来展开巷道掘进防冲技术的研究，利用钻屑法对防冲效果进行检验，得出的结论是在泄压后，各类煤巷的粉煤含量未超标，确保了掘进工作面的安全生产。

煤矿；掘进巷道；防冲技术

1、引言

大多的煤矿将矿压防治重点放在回采巷道上，对掘进巷道的矿压防治工作不够重视，本文结合某煤矿的实际情况，分析探究煤矿掘进巷道防冲技术，该煤矿的埋深比较大，煤矿4#煤层的厚度为11-14.5m，煤层的倾角为2°-7°，一盘区是矿井的首采区，回风巷道为全煤巷道，埋深为966-1005m,采用半圆拱断面，巷道净宽5.0m，拱净高为2.5m，净断面积为17.32m2。直接顶材质为泥岩，厚度为3.7m，基本顶为中粒砂岩，厚度为10m，直接底为泥岩，厚度为5.5m，基本底为泥岩，厚度为15m。

2、煤矿掘进巷道防冲技术分析

影响煤矿掘进巷道冲击影响的因素有煤岩冲击倾向性、顶板特性、埋藏深度和地质构造等，结合该煤矿的实际情况，判定4#煤层具有强冲击倾向的煤层，该煤层的弯曲能量指数为55.25kJ,底板弯曲能量指数为20.25kJ，得出该煤层的顶板岩层属于Ⅱ类指标，具有比较弱的倾向性顶板岩层，底板岩层属于Ⅱ类指标，具有比较弱的倾向性底板岩层，分析可知该煤矿的煤岩系统具备冲击地压的条件。

冲击地压的发生与埋藏深度有一定的关系，分析可知埋藏深度越大，发生冲击地压的可能性越大。根据该煤矿的钻孔数据，煤层埋藏最浅为820m,最深的将近1100m,严重超过了冲击地压的临界深度，所以面临的地压灾害是比较严峻的。

发生冲击地压最典型的地质条件是坚硬厚层顶板，发生冲击地压煤层上部的煤层通常具有大于10m的坚硬顶板，结合矿井地质资料，对掘进工作面造成威胁的岩层为9.9厚的细粒砂岩和17.5m厚的粗粒砂岩，距离4#煤层的位置分别为3.7、30.3mm，这两层岩层距离煤层较近，所以在掘进过程中会对工作面产生显著影响。

结合地质资料分析可知，回风巷道的掘进工作面煤层赋存稳定，没有较大的地质构造，但不排除工作面范围内的小型的断层和褶曲，使该区域的构造应力复杂，发生冲击地压事故。

回风巷道留设的底煤厚度大于2m，煤层的直接底又是铝质泥岩，在揭露后极易风化，遇到水后容易膨胀，在较大或较高水平应力的作用下，巷道底板的煤层容易积聚弹性能量，发生冲击地压的可能性较大。

巷道掘进期间采用的监测措施有钻屑法、电磁辐射法、矿压观测和微震监测法，煤矿巷道放冲技术要采取合理的监测手段，结合实际情况采用合理的支护手段和采取卸压措施来防止发生冲击地压事故。

3、煤矿掘进巷道防冲技术的应用

3.1 大直径钻孔卸压

迎头大直径钻孔卸压在迎头布置3个大直径的钻孔，钻孔的直径为150mm,钻孔的深度为30m，钻孔布置的形式为“倒三花”和“三花”的形式进行交替布置，当掘进面距钻孔孔底＜10m时，在进行下一轮的钻孔，始终保持掘进迎头前方10m的范围内处于卸压的范围。

底煤的厚度超过2m时，使用底板大直径钻孔卸压吗，在两帮高于底板的地方按照间距1.6m的垂直深度，斜向下60°进行施工，施工到煤层的底板，卸压孔的直径为150mm,利用黄泥进行封孔，封孔的长度为0.5m。

帮部大直径钻孔卸压的钻孔垂直于巷帮进行布置，钻孔滞后迎头的距离最小不能超过20m,钻孔的直径为150mm，孔间的间距为1.6m，钻孔的深度一般为16-20m，利用黄泥进行封孔，封孔的长度为2m，行人侧的钻孔高度为1.2m,带式输送机的钻孔高度为1.5m。

3.2 冲击地压解危措施

大直径钻孔卸压解危是指在具有冲击危险地点浅口60m的巷道两帮范围内进行大直径卸压钻孔，钻孔的布置形式是垂直于巷帮布置，钻孔直径为150mm，孔间距为0.8m，钻孔的深度为20m.行人侧的钻孔高度为1.2m,带式输送机的钻孔高度为1.5m。

检测到冲击危险时，当用大直径钻孔卸压解危的效果不明显时，采用爆破卸压的方式，在进行巷道帮部卸压时，炮孔和巷道底板的间距为1-1.5m，平行于煤层的倾向，孔深为15-20m，直径为45mm,孔间距为5m,也可以利用钻屑监测孔的方式进行爆破，爆破的顺序为从掘进头后方开始向外进行爆破，这样可以将高应力集中区域逐渐向外转移，从而可以远离掘进面。进行监测时，若果发现掘进迎头前方具有冲击危险源时，要在工作面的正前方施工3个钻孔，实现爆破卸压，钻孔的直径为45mm,孔深的距离为15-20m,封孔的长度不应小于7m。

4、应用效果

在采用卸压和解危技术措施后，检验的方法通常采用钻屑法，钻孔的直径为42mm,孔深的距离为9m,孔间距为5m,孔距离底板的距离为1.0-1.5m,进行单排布置，一组的钻孔一般6-7个，方向为垂直巷帮的位置，进行检验的目的主要是检测钻孔的钻屑量，另外要记录好孔内冲击和卡钻的情况。

一般在煤炮的位置进行实测，得出的数据就是临界值，在一盘区回风大巷进行钻屑煤粉测定，得出在钻孔1-2m处的煤粉量为3.24kg/m，在钻孔3-5m处的煤粉量为4.31kg/m，在钻孔6-9m处的煤粉量为4.31kg/m。对一盘区回风大巷卸压后进行实测，得出在孔深1-9m处的煤粉量分别为1.62kg/m、1.66kg/m、1.78kg/m、1.84kg/m、1.93kg/m、2.02kg/m、2.21kg/m、2.43kg/m、2.62kg/m，各巷道的煤粉含量都达标，卸压效果比较好，可以有效的防治掘进过程中冲击地压的产生。

5、结语

本文主要分析采用钻孔卸压和爆破解危的技术手段来综合治理该煤矿的冲击地压情况，利用钻屑法进行了效果检验，从监测的数据可知，卸压效果良好，粉煤量达到标准，为掘进工作面的安全运行提供了保障。

[1]潘立友，段大勇，张振扬.深部巷道留底煤区域冲击地压机理与防治[J].煤炭技术，2016

[2]齐庆新，窦林名.冲击地压理论与技术[M].徐州：中国矿业大学出版社，2008.