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      基于應(yīng)力在線監(jiān)測的回采工作面沖擊地壓危險性分析

      2019-05-30 11:25:36包鑫陽馬烽韓大永
      山東工業(yè)技術(shù) 2019年11期
      關(guān)鍵詞:沖擊地壓危險性

      包鑫陽 馬烽 韓大永

      摘 要:為有效防治工作面沖擊地壓災(zāi)害,采用應(yīng)力在線監(jiān)測手段對紅陽三礦1204-2回采工作面進(jìn)行監(jiān)測,結(jié)果表明,紅陽三礦1204-2工作面發(fā)生沖擊地壓的危險性不大,可以進(jìn)行安全開采;也說明應(yīng)力在線實(shí)時監(jiān)測可以作為一種達(dá)到有效防沖目的的手段,現(xiàn)場應(yīng)用性能良好。

      關(guān)鍵詞:應(yīng)力在線;沖擊地壓;危險性

      DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.11.063

      沖擊地壓是復(fù)雜的礦井動力災(zāi)害[1-2],沈陽焦煤股份有限公司紅陽三礦是典型的沖擊地壓礦井,其開采深度達(dá)到1000m以上,開采中工作面沖擊顯現(xiàn)強(qiáng)烈,為此,該礦井安裝了應(yīng)力在線系統(tǒng),監(jiān)測工作面開采過程中的實(shí)時應(yīng)力數(shù)據(jù),據(jù)此推演和判斷其發(fā)生沖擊地壓的可能性,以期為該礦井工作面采掘過程中的沖擊地壓防治提供借鑒。

      1 1204-2工作面應(yīng)力在線布置

      對1204-2工作面進(jìn)行了應(yīng)力在線布置,如圖1所示。具體方式為:1)回風(fēng)順槽共布置兩段,第一段自工作面前方20m開始,沿回風(fēng)順槽上幫布置測點(diǎn)組,第二段在距回風(fēng)順槽出口520m~560m段沿兩幫布置測點(diǎn)組。每個測點(diǎn)組布置兩個測點(diǎn),即一個淺孔,一個深孔,孔深分別為8m和14m,組內(nèi)測點(diǎn)間距約1.5m,第一段相鄰兩測點(diǎn)組間距約20m,共計(jì)布置10組,第二段相鄰兩測點(diǎn)距如圖1所示,共布置6組;2)運(yùn)順順槽也布置兩段:第一段,沿兩幫布置,下幫自工作面前方20m、上幫自工作面前方40m分別開始布置測點(diǎn)組;第二段,在距運(yùn)輸順槽出口400m~500m段沿順槽兩幫布置測點(diǎn)組。每個測點(diǎn)組布置兩個測點(diǎn),即一個淺孔,一個深孔,孔深分別為8m和14m,組內(nèi)測點(diǎn)間距約1.5m。上幫自工作面前200m測點(diǎn)間距約20m,以外40m;下幫測點(diǎn)間距約40m。

      2 基于應(yīng)力在線數(shù)據(jù)的沖擊危險性分析

      自1204-2工作面生產(chǎn)以來,工作面兩順共布置應(yīng)力在線測點(diǎn)約40組,監(jiān)測數(shù)據(jù)量大,因此結(jié)合回采和測點(diǎn)組布置情況,選取部分測點(diǎn)組進(jìn)行分析。其中回風(fēng)順槽選擇2#、3#、7#、8#、14#、16#測點(diǎn)組;運(yùn)輸順槽下幫選擇2#、3#、7#、8#、12#測點(diǎn)組,上幫(區(qū)段煤柱側(cè))選擇1#、4#、8#測點(diǎn)組,基本覆蓋工作面兩順已回采地段和當(dāng)前工作面超前影響范圍。測點(diǎn)組具體位置如表1所示。

      選取2018年1月1日~3月22日的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,測點(diǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)曲線圖如圖2所示。由于數(shù)據(jù)量巨大,這里僅拿出部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行展示說明。亦由于安裝和其它一些因素,回風(fēng)順槽2#、8-1#、7-1#、16-1#測點(diǎn)出現(xiàn)負(fù)值或波動較大,數(shù)據(jù)失真,在此不做分析。

      圖2給出了工作面回采超前影響范圍內(nèi)應(yīng)力測點(diǎn)隨采動影響的變化,反映了工作面前方煤體應(yīng)力的變化趨勢。例如,回風(fēng)順槽7#、14-1#測點(diǎn)和運(yùn)輸順槽7-1#、8#、12#、4-1#煤柱、8#煤柱測點(diǎn)在工作面推到一定距離時均發(fā)生變化,很好的反映了工作面回采的超前影響范圍;7-2#測點(diǎn)由于人工補(bǔ)壓產(chǎn)生較大波動,但在補(bǔ)壓后波動較?。怀鲜鰷y點(diǎn)外,其余各測點(diǎn)基本無大的波動??偟膩碚f,各個測點(diǎn)應(yīng)力監(jiān)測值變化較小,且不超過預(yù)警指標(biāo),主要原因是監(jiān)測區(qū)域內(nèi)實(shí)施

      了大直徑鉆孔卸壓,煤體應(yīng)力集中程度低,沖擊危險程度低。

      為了準(zhǔn)確掌握工作面回采超前影響范圍,現(xiàn)對受采動影響顯現(xiàn)明顯的測點(diǎn)進(jìn)行分析,選擇回風(fēng)順槽14-1#測點(diǎn)和運(yùn)順順槽8-1#測點(diǎn)(8#測點(diǎn)組的兩個測點(diǎn)是同步變化,因此選取一個進(jìn)行分析)作為分析對象,各測點(diǎn)監(jiān)測值與推進(jìn)距離的關(guān)系如圖3所示。

      由圖3可知,14-1#測點(diǎn)和8-1#測點(diǎn)應(yīng)力值在初始階段均降低,并達(dá)到一定程度后趨于穩(wěn)定。當(dāng)工作面推進(jìn)到距14-1#測點(diǎn)93m和距8-1#測點(diǎn)70m處,兩測點(diǎn)監(jiān)測數(shù)值開始升高,且升高幅度不大,但能反映超前影響范圍。因此,根據(jù)應(yīng)力在線數(shù)據(jù)分析,建議在工作面回采期間,工作面前方100m(考慮一定的富余量)范圍內(nèi)煤體作為關(guān)鍵區(qū)域,應(yīng)特別加強(qiáng)工作面前100m范圍內(nèi)的沖擊監(jiān)測預(yù)警及防沖措施,保證工作面安全開采。

      3 結(jié)論

      采用微震監(jiān)測手段,對紅陽三礦1204-2工作面回采期間的實(shí)時應(yīng)力進(jìn)行了分析,總體認(rèn)為本工作面發(fā)生沖擊地壓的危險性和微震程度都不大,可以進(jìn)行安全開采。也說明應(yīng)力在線監(jiān)測手段可以對沖擊地壓的防治工作提供一定的參考和借鑒。

      參考文獻(xiàn):

      [1]竇林名,何學(xué)秋.沖擊地壓防治理論與技術(shù)[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2001.

      [2]潘一山.煤礦沖擊地壓[M].北京:科學(xué)出版社,2018.

      作者簡介:包鑫陽(1987-),男,遼寧沈陽人,碩士研究生,兩防辦主任,研究方向:礦山壓力與礦井動力災(zāi)害防治相關(guān)研究。

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