構(gòu)建“345”全員全要素工作體系提升礦井沖擊地壓治理能力

文 /丁 悅

（作者單位：山東能源臨礦集團(tuán)古城煤礦）

（責(zé)任編輯：龐永厚）

沖擊地壓又稱巖爆，是指井巷或工作面周圍巖體由于彈性變形能的瞬時(shí)釋放而產(chǎn)生突然劇烈破壞的動(dòng)力現(xiàn)象，是煤礦重大災(zāi)害之一。山東能源臨礦集團(tuán)古城煤礦面對(duì)沖擊地壓災(zāi)害防治這一影響礦井煤炭資源安全高效開采的“頭號(hào)公敵”和世界級(jí)難題，堅(jiān)持“理念深入，體系先行，綜合保障”原則，經(jīng)過10多年的理論研究，通過精準(zhǔn)“把脈”，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)防治經(jīng)驗(yàn)，不斷“對(duì)癥下藥”，探索形成了“三低防沖理論體系”“四強(qiáng)防沖治理體系”“五有防沖管理體系”的“345”防沖治理模式，逐漸把沖擊地壓這只“地虎”關(guān)進(jìn)“籠子”，實(shí)現(xiàn)了沖擊地壓防治的“有震無災(zāi)、有沖無傷、可防可控”。

把脈問診，理念深入，提出“三低防沖理論體系”

沖擊地壓發(fā)生的根本原因是巷道圍巖高應(yīng)力集中，基于沖擊地壓應(yīng)力機(jī)理和礦井防治實(shí)際，古城煤礦提出了“低擾動(dòng)、低應(yīng)力、低密度”的“三低防沖理論體系”，通過源頭抓防沖，避免形成應(yīng)力集中區(qū)，破壞煤體結(jié)構(gòu)，改變煤體物理力學(xué)性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)降低沖擊傾向性、降低應(yīng)力、轉(zhuǎn)移應(yīng)力及吸能保護(hù)作用的目的。

防沖卸壓作業(yè)

一是低擾動(dòng)。通過對(duì)工作面布置進(jìn)行超前分析論證，進(jìn)一步優(yōu)化采掘設(shè)計(jì)，精確計(jì)算工作面采寬和留寬，把巷道布置在應(yīng)力集中區(qū)以外，并合理安排采掘順序，避免相向作業(yè)，避免采掘擾動(dòng)形成應(yīng)力集中區(qū)，從開采技術(shù)因素上為沖擊地壓治理創(chuàng)造有利條件。

二是低應(yīng)力。通過破壞煤體結(jié)構(gòu)，將硬煤變軟煤，降低巷道周邊的應(yīng)力，降低應(yīng)力峰后曲線的斜率，向深部轉(zhuǎn)移應(yīng)力峰值，擴(kuò)大塑性區(qū)，形成足夠強(qiáng)、足夠?qū)挼牡蛻?yīng)力保護(hù)帶，使煤體不能積聚彈性能或達(dá)不到威脅安全的程度。

三是低密度。對(duì)同等體積的煤體抽出大量煤粉，破碎煤體，使煤體密度減小，改變煤體物理力學(xué)性質(zhì)，由高密度脆硬的煤體變?yōu)榈兔芏人绍浀拿后w，從而形成低密度保護(hù)帶，起到動(dòng)載釋放、吸能保護(hù)、緩沖礦震來壓的作用，從而降低煤體沖擊傾向性。

對(duì)癥下藥，體系先行，形成“四強(qiáng)防沖治理體系”

古城煤礦注重預(yù)防為主、防治結(jié)合、綜合治理，經(jīng)過不懈的理論探索和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，總結(jié)提煉了符合礦井地質(zhì)條件和開采技術(shù)條件的以“強(qiáng)卸壓、強(qiáng)支護(hù)、強(qiáng)監(jiān)測(cè)、強(qiáng)監(jiān)督”為核心手段的“四強(qiáng)防沖治理體系”，取得良好實(shí)踐效果。

一是強(qiáng)卸壓。強(qiáng)卸壓作為沖擊地壓防治核心，可以起到主動(dòng)防范作用。沖擊地壓發(fā)生的根本原因是巷道圍巖高應(yīng)力集中，古城煤礦采取大直徑鉆孔卸壓、爆破卸壓、頂?shù)装孱A(yù)裂等手段措施，將巷道圍巖周邊高應(yīng)力降低并向深部轉(zhuǎn)移，通過強(qiáng)卸壓手段有效解決巷道圍巖高應(yīng)力集中問題。

二是強(qiáng)支護(hù)。強(qiáng)支護(hù)是沖擊地壓防治的重要舉措，可以起到被動(dòng)防范作用。由于地質(zhì)因素復(fù)雜，卸壓工程局部執(zhí)行困難，卸壓周期較長(zhǎng)，卸壓后的巷道可能應(yīng)力再次積聚，以及未探明的隱伏斷層構(gòu)造等原因，發(fā)生沖擊顯現(xiàn)不能完全避免。為此，古城煤礦通過強(qiáng)支護(hù)包括增強(qiáng)加密巷道錨桿（索）的主動(dòng)支護(hù)、增強(qiáng)工作面支架阻力、使用超前單元式防沖支架增強(qiáng)超前支護(hù)等措施來抵御巷道沖擊造成的破壞，效果顯著。

三是強(qiáng)監(jiān)測(cè)。強(qiáng)監(jiān)測(cè)是沖擊地壓防治的輔助手段，可以確定危險(xiǎn)區(qū)域，并對(duì)危險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行劃分。古城煤礦通過微震監(jiān)測(cè)、應(yīng)力在線監(jiān)測(cè)、鉆屑法等監(jiān)測(cè)預(yù)警手段對(duì)礦井沖擊危險(xiǎn)進(jìn)行分區(qū)分級(jí)，確定重點(diǎn)區(qū)域和范圍，對(duì)局部危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警和檢驗(yàn)，指導(dǎo)卸壓區(qū)域和卸壓強(qiáng)度，從而保證高應(yīng)力區(qū)域及時(shí)解危。

四是強(qiáng)監(jiān)督。為加強(qiáng)卸壓工程施工管理，創(chuàng)建良好的安全生產(chǎn)環(huán)境，古城煤礦建立了由安監(jiān)員現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收、工區(qū)內(nèi)部檢查驗(yàn)收、防沖辦不定期抽查、旬檢查月驗(yàn)收三級(jí)綜合驗(yàn)收管理制度，確保卸壓工程施工質(zhì)量，保障卸壓工程有效可靠。

精準(zhǔn)施策，綜合保障，構(gòu)建全員全要素抓防沖格局

古城煤礦始終高度重視沖擊地壓防治工作，不斷健全完善防沖工作安全責(zé)任制，建立起“有措施、有落實(shí)、有監(jiān)督、有考核、有獎(jiǎng)懲”的“五有防沖管理體系”，進(jìn)一步明確了各部門、各職級(jí)與各崗位人員的防沖職責(zé)，形成了層層有責(zé)、人人有責(zé)、各負(fù)其責(zé)的全員全要素抓防沖的濃厚工作氛圍。

一是加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)，健全工作機(jī)制。成立了沖擊地壓防治工作領(lǐng)導(dǎo)小組，健全完善了防沖管理機(jī)構(gòu)和專職防沖隊(duì)伍；制訂了《防治沖擊地壓綜合管理制度》《沖擊地壓防治小目標(biāo)考核制度》等一系列制度，編制了《2018-2022年沖擊地壓防治五年規(guī)劃》《卸壓孔施工手冊(cè)》《古城煤礦沖擊地壓防治實(shí)用技術(shù)》等工作規(guī)劃和技術(shù)手冊(cè)；定期組織開展防沖業(yè)務(wù)知識(shí)專項(xiàng)培訓(xùn)、沖擊地壓事故案例教育和沖擊地壓事故應(yīng)急演練；通過宣傳欄、微信、班前會(huì)、安全活動(dòng)日，每日一題、每月一考等途徑，加大沖擊地壓防治宣傳力度，職工人手一本《古城煤礦沖擊地壓防治知識(shí)手冊(cè)》，讓沖擊地壓防治觀念入腦、入心、入行，營(yíng)造了“人人都是防沖員，群防群治保安全”的工作氛圍。

二是遵循規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格制度落實(shí)。古城煤礦認(rèn)真落實(shí)《煤礦安全規(guī)程》《防治煤礦沖擊地壓細(xì)則》等規(guī)章標(biāo)準(zhǔn)要求，按照“區(qū)域先行、局部跟進(jìn)、分區(qū)管理、分類防治”的防沖原則，不斷優(yōu)化采場(chǎng)布局，合理安排采掘順序，嚴(yán)格執(zhí)行“先卸壓后采掘，不卸壓不采掘”制度，嚴(yán)格限制采掘工作面推進(jìn)速度，嚴(yán)格落實(shí)“人員準(zhǔn)入制度”和個(gè)體防護(hù)措施，明確了具有沖擊地壓危險(xiǎn)的采掘工作面限員人數(shù)，并配備了防沖服和壓風(fēng)自救裝置。同時(shí)，強(qiáng)化監(jiān)督管理和工作考核，嚴(yán)格落實(shí)獎(jiǎng)懲措施，提升各級(jí)人員的責(zé)任意識(shí)，扎實(shí)推進(jìn)各項(xiàng)防沖工作，保障礦井安全生產(chǎn)。

三是加大資金投入，提升保障能力。古城煤礦樹立“科學(xué)防沖、科技治災(zāi)”理念，加大資金投入，不遺余力推進(jìn)裝備升級(jí)、工藝升級(jí)，僅2018年就投入防沖資金2744萬元，引進(jìn)了ZDY4200LPS液壓鉆車等先進(jìn)設(shè)備。同時(shí)，不斷優(yōu)化和完善沖擊地壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，積極探索沖擊地壓互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)管理模式，通過開展CT震動(dòng)波主動(dòng)反演，形成了工作面沖擊危險(xiǎn)區(qū)域云圖，使沖擊區(qū)域危險(xiǎn)程度直觀可視，并將探頭位置、鉆孔密度、監(jiān)測(cè)區(qū)域、施工記錄等信息全部集中反映在沖擊地壓綜合預(yù)警平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)了防沖工作的“一張圖”管理，構(gòu)筑了“全礦微震—應(yīng)力監(jiān)測(cè)—鉆粉檢驗(yàn)”從整體到局部的監(jiān)測(cè)監(jiān)控體系，沖擊地壓災(zāi)害智能監(jiān)測(cè)、預(yù)警、分析準(zhǔn)確率達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。