李 强

（龙煤集团双鸭山分公司 新安煤矿，黑龙江 双鸭山155100）

新安煤矿位于黑龙江省友谊县境内，行政区划隶属于黑龙江省双鸭山市宝山区。随着新安矿采深的不断增加，深部动力现象较明显，尤其是进入六采区下山区十层生产以来，矿山动力显现进一步增大，动压现象显现更加明显。新安煤矿采区的最大开采深度已将近700m，按照埋深600m的煤层划分，六采区下山区、七采区下山区为具有冲击地压危险性区域。冲击地压灾害也逐步成为制约煤矿安全生产的关键因素之一〔1－5〕。因此，该矿根据自身的实际条件，针对不同的冲击危险性区域，采取了多种冲击地压解危技术措施，有效地降低了煤矿冲击地压灾害发生的概率，本文将就新安煤矿现有的冲击地压解危技术措施做详细介绍。

1 优化开采设计

1.1 开采解放层

新安煤矿目前已完成六采区下山区解放层6层煤的回采，七采区下山区是准备采区，正在施工系统工程巷道，该区域采区开采上下解放层的方法，进行开采，即现开采上层6层，及最下层12层。通过开采两层解放层，来治理冲击地压，八采区同上。

1.2 合理摆布队组分布及巷道布置

新安煤矿在队组摆布上避免出现同层或邻近层在影响范围内相向施工的方式。在采面布置上，从设计上布局要科学合理，避开应力集中区域与地质构造复杂区，实现无煤柱开采，巷道设计期间充分分析、论证其科学合理性，开采顺序，先采上部再采下部。

采煤方法：走向长壁区内后退式采煤，综采工作面2个，回采的煤层为中厚煤层、高档工作面一个，回采薄煤层。

采空区顶板管理方法：顶板管理采用全部垮落法管理顶板。

1.3 减少煤柱留设，减少应力集中区

新安煤矿现可采煤层为6层、8上层、8层、10层、12层煤，6层、12层解放层采用了沿空留巷方式为码丝袋子装矸石的方式，6层煤煤层厚度1.2～1.5m，12层煤煤层厚度1.2～1.8m，解放层均采用沿空留巷没有煤柱的存在。六采区下山区中厚煤层8上层、8层、10层正在使用沿空掘巷留5m的小煤柱或不留煤柱的方式减少煤柱留设。

1.4 控制工作面推进速度

经研究发现回采速度的快慢也是影响冲击地压发生的因素之一，回采速度过快，容易导致煤层顶板垮落不及时，形成大面积的覆岩悬空，这就给顶板的大面积突然垮落，引发冲击地压提供了条件。因此，新安煤矿根据现场实际条件，通过矿压分析，发现保证工作面的推进度保证不超过1.5m／d是比较合理的。

2 爆破断顶措施

由于煤层上方存在厚度为7m的中砂岩和12m的细沙岩，顶板中集聚大量能量，当出现大面积悬顶时或突然垮落时，容易导致破坏性冲击地压的发生。且留设的煤柱对上方顶板起到了较好的支承作用，侧向顶板悬露面积大，对冲击地压有较大影响，因此处理采空区悬顶对冲击地压的防治有重要的作用。对于此种情况，新安煤矿采用爆破断顶的措施处理侧向采空区悬顶。

2.1 爆破断顶

（1）设备及工具。采用ZDY－1900型钻机配Φ75mm钻头。

（2）爆破孔布置原则。顶板处理高度的确定，应满足冒落矸石充满或基本充满采空区，对上覆岩层起支撑或垫层作用。同时，破坏其上部老顶的完整性，使上覆岩层较易垮落，从而减弱顶板垮落的冲击强度。通过计算，当7m粉砂岩充分垮落后基本能充填采空区，因此爆破断顶主要针对距煤层3.15m上方7m的粉砂岩老顶。

（3）钻孔布置方案。根据分析，该采面的冲击地压威胁主要来自上巷，因此爆破断顶措施在上巷实施（见图1）。

图1 爆破断顶区域示意

自N13导线点向内10m开始布置断顶孔，间隔为10 m，当工作面推进至炮眼50m时，开始放炮。炮眼布置见图2、图3，炮眼方位、装药量和封孔长度见表1。

图2 爆破孔布置

图3 断顶炮布置剖面投影

表1 钻孔参数

2.2 煤体卸压爆破

（1）设备。手持风钻、麻花钻杆（每节长1m）、直径42 mm钻头。

（2）施工参数。从N13导线点向外开始布置放炮孔，放炮孔可利用钻屑监测钻孔。炮眼距底板1.2m，眼深10 m，间距6m，单排布置，炮眼角度平行于底板、垂直于煤帮（见图4）。

（3）装药参数。封孔长度3～4m，装药量3.0kg，利用导爆索进行爆破。

图4 煤体卸压爆破孔布置示意

3 大孔径卸压及高压注水卸压

在回采巷道内若打设了抽放瓦斯钻孔，其可兼做卸压钻孔。抽放钻孔施工后，采用Φ110mm钻头进行扩孔，扩孔长度不小于10m。

若单独打设卸压孔，打钻在应力区域范围进行卸压，只允许在低应力区域开始施工卸压孔，按照由低向高应力区域钻进的原则。根据现场实际情况，危险性高的区域可以加密钻孔，有应力恢复后应采取二次卸压。

1）设备及工具。采用ZDY－1900型防突钻机配置直径为94mm钻头和1m长可接钎杆。

2）钻孔布置。自切眼往外10m开始开孔，钻孔打设位置垂直于巷道上邦煤壁，角度与煤的倾角相同，钻孔直径为110mm，孔口距离巷道底板1m左右，孔深为10m，平行煤层倾向。卸压孔布置在两爆破孔之间（见图5）。

图5 卸压孔与爆破孔布置关系

3）煤层注水。利用抽放钻孔或是预先打好的卸压孔均可兼做注水孔，但注水孔的间距L应尽量满足15m≤L≤20m。并结合高压注水泵进行动压注水，注水压力在15～20MPa之间，封孔器封孔，封孔深度不小于2m，注水系统随采面回采超前工作面20m进行回撤。且钻孔深度不应小于工作面面全长的2／3。若是利用预先打好的卸压孔兼做注水孔，高压注水措施应在煤体卸压爆破后进行，这样可以显著提高注水效果。

4）注水效果检测。

（1）采用直接观测法，从煤壁或煤帮水的渗出状况进行简单的判断，确定湿润范围。

（2）定期测量从注水煤体中取得煤样的湿度。

（3）卸压孔和高压注水卸压后，要对该范围利用微震法、电磁辐射发与钻屑法等方法重新评估动压显现倾向性。

4 局部加强支护技术

大量研究成果表面，巷道是否发生冲击破坏与巷道围岩强度有很大关系，在其它条件不变时，冲击破坏与否取决于巷道围岩极限承载强度。尽管支架所能承受的载荷或其所能施加的岩层变形阻力相对于岩层压力是相当小的，但却对岩体变形或应力变化产生相当大的影响。通过一定的支护手段，提高巷道围岩极限承载强度，巷道发生冲击地压破坏的概率就大大降低，因此，要重视巷道围岩结构自身稳定性的维护，采用既能强化围岩承载强度，又能吸收冲击能量的支护方式，有效控制和预防冲击矿压对巷道的破坏。因此，在工作面回采期间，为保证安全生产，防治动力灾害现象的发生，一般还应在重点区域加强支护预防措施：

1）回采巷道超前支护一般应保证不小于200m范围，采用单体配木板打设一梁两柱的类似棚架支护。

2）在高危险区域，为控制地压冲击后顶板下沉冒落，应在顶板破碎及下沉明显地段配以专门的U型可伸缩性支架（见图6）。

图6 四节三心拱曲腿U型钢可缩性支架

5 结语

针对新安煤矿的实际情况，经过长期的探索实践，总结出多种冲击地压解危技术措施：包括采前的优化开采设计，采中的爆破断顶技术（包括断顶爆破和煤体卸压爆破）、大孔径卸压及高压注水卸压以及局部加强支护技术。这些解危技术措施，在实践中也得到较好验证，在很大程度上降低该矿冲击地压发生的概率，保证了煤矿的安全高效开采，也为其他类似条件下的矿井提供了借鉴。

〔1〕蓝 航，齐庆新，潘俊锋，等 .我国煤矿冲击地压特点及防治技术分析〔J〕.煤炭科学技术，2011，39（1）：11－15.

〔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.

〔3〕潘俊锋，齐庆新，毛德兵，等 .冲击矿压危险源及其层次化辨识〔J〕.煤矿开采，2010，15（2）：4－7.

〔4〕隋豪杰，高旭东，徐小兵 .冲击矿压影响因素与发生条件分析〔J〕.煤矿开采，2007，12（1）：61－62.

〔5〕齐庆新，雷 毅，李宏艳，等 .深孔断顶爆破防治冲击矿压的理论与实践〔J〕.岩石力学与工程学报，2007，26（S1）：3522－3527.