峻德煤礦21層煤沖擊危險(xiǎn)研究

劉德彬（龍煤股份公司峻德煤礦，黑龍江　鶴崗　154100）

峻德煤礦21層煤沖擊危險(xiǎn)研究

劉德彬
（龍煤股份公司峻德煤礦，黑龍江鶴崗154100）

隨著礦井向深部開采，各種動(dòng)力災(zāi)害現(xiàn)象也涉繁出現(xiàn)。本文通過(guò)理論研究，結(jié)合地質(zhì)資料，單獨(dú)對(duì)一層煤進(jìn)行不同區(qū)段的分析，根據(jù)綜合指數(shù)法分析確定發(fā)生沖擊危險(xiǎn)的區(qū)域，從而提出符合實(shí)際的災(zāi)害控制辦法。

動(dòng)力災(zāi)害；沖擊礦壓；危險(xiǎn)區(qū)劃

1　峻德煤礦21層煤綜合指數(shù)法分析

峻德礦開采深度已經(jīng)達(dá)到550m～855m，沖擊指數(shù)Wt達(dá)到0.09 和0.62，是深度500m時(shí)的2.25倍和15.5倍。

隨著采深的不斷增加，工作面的最大支承壓力也不斷增加，增長(zhǎng)的關(guān)系基本是線性關(guān)系。

從鉆孔資料及巷道實(shí)見看，煤層偽頂為0.2～3.33m炭頁(yè)巖，煤層直接頂為5.2～14.9m的灰色粉砂巖，老頂0.2～30.9m的中粗砂巖，局部含礫。由于17層煤頂板含礫粗砂巖膠結(jié)好、硬度大、不易冒落，開采時(shí)有沖擊地壓危險(xiǎn)。

峻德礦21層煤開采深度已經(jīng)達(dá)到420m，工作面前方承受的最大支承壓力約為40MPa～65MPa，峻德煤礦的開采深度已經(jīng)達(dá)到了較強(qiáng)的沖擊地壓發(fā)生的危險(xiǎn)性高度，可能發(fā)生沖擊危險(xiǎn)性的幾率很大。

2　峻德煤礦危險(xiǎn)區(qū)劃

21#煤開采3個(gè)工作面，即三水平北三四區(qū)21層一段、二水平南一區(qū)21層二段和二水平南三區(qū)21層底分層。該煤層已回采若干工作面，沒(méi)有沖擊地壓發(fā)生歷史。

2.1三水平北三四區(qū)21層一段

該工作面位于三水平北三四區(qū)，該區(qū)四周被L1、F7和F1三條大斷層包圍，形成一個(gè)相對(duì)孤立的區(qū)域，L1斷層傾角25～35°，斷距130m，F(xiàn)7斷層傾角15～22°，斷距160m，F(xiàn)1斷層傾角15～25°，斷距350m。

工作面支護(hù)使用ZY10000/23/47型掩護(hù)式液壓支架，上下兩巷原斷面支護(hù)為錨網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)，錨雙層鋼筋網(wǎng)，局部頂板破碎處備36U拱型金屬支架支護(hù)。

井田內(nèi)巖漿活動(dòng)微弱，一水平淺部煤層生產(chǎn)過(guò)程中，僅在北部一、二區(qū)+77第一和第二石門，3號(hào)煤層底板見有0.25～0.8m的玄武巖，有0.2m左右侵入到煤層當(dāng)中，一水平3號(hào)煤層三、四區(qū)局部被蝕變?yōu)榻固俊：穸仍?.1～0.82m。一水平北9層三四區(qū)-37石門，9層煤實(shí)見玄武巖，煤層局部變?yōu)榻固?，范圍不大。以上所見均在F7上盤和下盤出現(xiàn)。巖漿可能是由斷層破碎帶侵入到煤系地層當(dāng)中，產(chǎn)狀是以巖脈或巖床形式出現(xiàn)的。由于侵入范圍較小，對(duì)煤層開采影響不大。另外鉆孔實(shí)見的火成巖有14勘探線的73-1鉆孔，在3號(hào)煤層底板見有的0.33m玄武巖。南部67-1、75-59、56-97鉆孔見有輝綠巖和安山珍巖，厚為2.8～10m，呈巖脈或巖床侵入到煤系地層當(dāng)中，對(duì)煤層、煤質(zhì)影響甚微。

根據(jù)綜合指數(shù)法，開采技術(shù)條件因素影響的沖擊地壓危險(xiǎn)指數(shù)為0.30，而地質(zhì)因素影響下沖擊地壓危險(xiǎn)指數(shù)為0.48，綜合地質(zhì)及開采技術(shù)條件，工作面沖擊危險(xiǎn)綜合指數(shù)為0.48，屬于弱沖擊危險(xiǎn)。

2.2二水平南一區(qū)21層二段

該工作面位于二水平南一區(qū)，該區(qū)受寬緩褶曲構(gòu)造影響，四周被F6、F7、F8和F19四條大斷層包圍，西部為風(fēng)氧化帶，區(qū)域內(nèi)發(fā)育有F18、L13和L14三條斷層，F(xiàn)6斷層傾角20～35°，斷距35～50m，F(xiàn)7斷層傾角15～22°，斷距160m，F(xiàn)8斷層傾角35～43°，斷距80m，F(xiàn)18斷層傾角35～40°，斷距25m，F(xiàn)19斷層傾角60～67°，斷距90m，L13斷層傾角54°，斷距70m，L14斷層傾角55°，斷距64m。

該工作面走向長(zhǎng)400m，傾斜長(zhǎng)160m，采高4.3m，底板層綜采，采深385～521m。工作面四周無(wú)采空區(qū)，L13斷層在停采線附近貫穿本工作面，開切眼下端頭和機(jī)道靠近開切眼處被F18斷層貫通。根據(jù)綜合指數(shù)法，開采技術(shù)條件因素影響的沖擊地壓危險(xiǎn)指數(shù)為0.36，而地質(zhì)因素影響下沖擊地壓危險(xiǎn)指數(shù)為0.48，綜合地質(zhì)及開采技術(shù)條件，工作面沖擊危險(xiǎn)綜合指數(shù)為0.48，屬于弱沖擊危險(xiǎn)。

2.3二水平南三區(qū)21層底分層

該面位于21#二水平南三區(qū)，該區(qū)南部為風(fēng)氧化帶，西部、北部和東部被F9、F40和F15三條大斷層切割，形成一個(gè)相對(duì)孤立的區(qū)域，斷層F9傾角17～25°，斷距70m，斷層F40傾角53～62°，斷距110m，斷層F15傾角15～30°，斷距15m。

二水平南三區(qū)21層底分層工作面走向長(zhǎng)750m，傾斜長(zhǎng)150m，采高7.5m，底板層綜放開采，采深335～435m。工作面上方21#煤一分層已回采完畢，風(fēng)道大部分位于一分層采空區(qū)下方，工作面上方有17#采空區(qū)（2013～2014年回采），兩煤層間距58m，機(jī)道大部分位于17#采空區(qū)下方，開切眼中部及風(fēng)道靠近開切眼處過(guò)一小斷層。煤層厚度變化較大，由0.62m、7.95m增加到8.85m。

根據(jù)綜合指數(shù)法，開采技術(shù)條件因素影響的沖擊地壓危險(xiǎn)指數(shù)為0.21，而地質(zhì)因素影響下沖擊地壓危險(xiǎn)指數(shù)為0.48，綜合地質(zhì)及開采技術(shù)條件，工作面沖擊危險(xiǎn)綜合指數(shù)為0.48，屬于弱沖擊危險(xiǎn)。

3　小結(jié)

（1）綜合分析21#煤層發(fā)生沖擊地壓的影響因素，峻德煤礦發(fā)生沖擊地壓危害的影響因素很多，主要因素是地質(zhì)因素和開采技術(shù)即開采方法和開采工藝方面的影響。地質(zhì)條件因素中最主要的影響因素是開采深度的影響，峻德煤礦21#煤層的開采深度對(duì)煤層的沖擊傾向性影響很大；頂板巖層結(jié)構(gòu)和老頂活動(dòng)；工作面附近及范圍內(nèi)大量斷層構(gòu)造等。

（2）根據(jù)綜合指數(shù)法的地質(zhì)因素確定的21#煤沖擊地壓危險(xiǎn)指數(shù)為0.43。開采條件確定的22上#煤沖擊地壓危險(xiǎn)指數(shù)為0.33。綜合地質(zhì)及開采技術(shù)條件，工作面沖擊危險(xiǎn)綜合指數(shù)0.43，屬于弱沖擊危險(xiǎn)工作面。

通過(guò)對(duì)峻德煤礦地質(zhì)條件進(jìn)行分析，為了測(cè)定三水平21#煤沖擊傾向性性測(cè)定，確定合理的取樣地點(diǎn)，并對(duì)煤及巖樣進(jìn)行力學(xué)試驗(yàn)。

結(jié)合監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，對(duì)正在開采的21#煤層的工作面進(jìn)行危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)，確定合理的預(yù)警值，規(guī)范作業(yè)規(guī)程，達(dá)到安全生產(chǎn)的目的。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.060

劉德彬（1983-），男，黑龍江鶴崗人，工程師。