龍家堡礦沖擊地壓解危技術(shù)方案研究

元永國(guó) 王 瑞 劉美佳

（遼源職業(yè)技術(shù)學(xué)院,吉林 遼源136200）

1 礦井概況

龍家堡礦區(qū)隸屬吉林省長(zhǎng)春市所轄九臺(tái)市,南西距長(zhǎng)春市18 公里,東距九臺(tái)36 公里,南距放牛溝5 公里。工作面采用綜合放頂煤工藝,煤層屬礦井Ⅱ煤層,煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜[2]。煤層走向30°～50°,傾角5°～35°/19°,煤層全厚7m～10m/7.5m,煤層偽頂為炭質(zhì)泥巖,厚0.3m,較軟易冒落。直接頂為黑色、灰色泥巖,厚10m～20m,層理較發(fā)育,性脆較易冒落。

2 掘進(jìn)過(guò)程中的解危

2.1 掘進(jìn)迎頭沖擊地壓解危方案

在巷道掘進(jìn)期間,掘進(jìn)迎頭應(yīng)力較大時(shí),在掘進(jìn)過(guò)程中,掘進(jìn)前在兩個(gè)順槽的掘進(jìn)迎頭,垂直于掘進(jìn)斷面打深度不小于20m 直徑133mm 的超前卸壓孔。[1][7]

掘進(jìn)工作面迎頭打垂直于掘進(jìn)面呈正三角花布置的大直徑卸壓鉆孔,如圖1 所示。

圖1 掘進(jìn)迎頭正三角花大孔徑卸壓孔

卸壓鉆孔施工后,經(jīng)效果檢驗(yàn)沒(méi)有沖擊危險(xiǎn)后可以開(kāi)掘巷道。掘進(jìn)到距離超前卸壓孔底部10m 時(shí)停止掘進(jìn),并開(kāi)始打下一輪呈倒三角花的超前鉆孔,如圖2 所示,如此循環(huán)往復(fù)至掘進(jìn)結(jié)束。[1][2]

如果采用卸壓孔解危時(shí),仍舊不能有效減小沖擊危險(xiǎn),則可采用圖3、4 所示的超前爆破卸壓方案。在迎頭上布置1 個(gè)鉆孔,孔深不小于20m,孔徑75mm 或94mm,藥量15～20kg,封孔長(zhǎng)度不小于8m,一孔一放。[4]

圖2 掘進(jìn)迎頭倒三角花大孔徑卸壓孔

圖3 超前爆破解危示意圖

圖4 運(yùn)輸順槽迎頭后方危險(xiǎn)區(qū)域卸壓爆破解危方案示意圖

2.2 迎頭后方?jīng)_擊地壓解危方案

圖5 底板卸壓炮孔示意圖

在迎頭后方監(jiān)測(cè)到?jīng)_擊危險(xiǎn)時(shí),應(yīng)對(duì)煤層實(shí)施煤層爆破卸壓。炮孔距離巷道底板1.0～1.5m,平行煤層傾向,孔深20m,直徑75 或94mm,孔間距5m。采用正向裝藥,藥量15～20kg,封孔長(zhǎng)度不低于6m,采用導(dǎo)爆索引爆,一孔一放,為使高應(yīng)力集中區(qū)域向外轉(zhuǎn)移遠(yuǎn)離掘進(jìn)工作面,爆破應(yīng)該從掘進(jìn)工作面后方開(kāi)始向外順序進(jìn)行。若危險(xiǎn)區(qū)域?yàn)閿鄬訁^(qū)域,則可采用2～3 個(gè)孔同時(shí)引爆。炮孔布置方案如圖4 為409 回風(fēng)順槽迎頭后方解危方案。[5]

3 回采過(guò)程中的解危

在回采過(guò)程中監(jiān)測(cè)到有沖擊危險(xiǎn)時(shí),確定采用大孔徑卸壓和煤層爆破卸壓的方式進(jìn)行解危。解危位置選擇工作面推進(jìn)過(guò)程中,通過(guò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到的具有沖擊危險(xiǎn)的區(qū)域進(jìn)行。大孔徑卸壓參數(shù)與常規(guī)時(shí)相同,并根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)加密。

單排布置,孔徑133mm,孔深20m,間距5m,平行煤層傾向（當(dāng)向下幫打鉆時(shí),為了排屑方便,也可垂直煤幫）,孔口距底板1-1.5m,藥量10-15kg,封孔長(zhǎng)度5-6m,一孔一放。對(duì)斷層危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行解危時(shí),藥量應(yīng)適當(dāng)加大,一般為15-20kg,一次爆破3-5 個(gè)孔。

對(duì)于回風(fēng)、運(yùn)輸順槽因盡量不留或少留底煤,對(duì)于留有底煤的區(qū)域,根據(jù)實(shí)際情況,應(yīng)對(duì)底煤進(jìn)行預(yù)處理,必要時(shí)采取斷底措施,防止工作面推采至該區(qū)域造成底板沖擊。

4 局部區(qū)域治理方案

針對(duì)目前411 工作面掘進(jìn)期間受地質(zhì)構(gòu)造及其他因素影響,底板易丟底煤的情況,為防止留底煤處發(fā)生沖擊危險(xiǎn),應(yīng)提前采取底板卸壓措施。

底板卸壓爆破鉆孔深度初步設(shè)定為5m,以進(jìn)入底板巖石為終孔位置,底煤厚處可適當(dāng)增加鉆孔深度,鉆孔深度小于2m 的嚴(yán)禁裝藥。炮孔角度垂直于底板,孔徑45mm,間距2m,封孔長(zhǎng)度不低于1.5m,其余部分裝藥。[3]炮孔布置如圖5 所示。爆破順序?yàn)殚g隔爆破（如先放1、3、5…,后放2、4、6…）。

5 回采期間的局部解危方案

基于308 工作面沖擊危險(xiǎn)主要影響因素的分析,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件,對(duì)監(jiān)測(cè)到有沖擊危險(xiǎn)時(shí),確定采用大孔徑卸壓和煤層爆破卸壓的方式進(jìn)行解危。[8]解危位置選擇工作面推進(jìn)過(guò)程中,通過(guò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到的具有沖擊危險(xiǎn)的區(qū)域進(jìn)行。[6]大孔徑卸壓參數(shù)與常規(guī)時(shí)相同,并根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)加密。

回采期間采用的煤層卸壓爆破具體參數(shù)作為參考值,在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施時(shí),應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況編寫煤層爆破卸壓專項(xiàng)措施,在爆破過(guò)程中應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)情況適時(shí)調(diào)整爆破參數(shù)。綜合以上分析,爆破卸壓實(shí)施方法具體如下：

單排布置,孔徑133mm,孔深20m,間距5m,平行煤層傾向（當(dāng)向下幫打鉆時(shí),為了排屑方便,也可垂直煤幫）,孔口距底板1-1.5m,藥量10-15kg,封孔長(zhǎng)度5-6m,一孔一放。對(duì)斷層危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行解危時(shí),藥量應(yīng)適當(dāng)加大,一般為15-20kg,一次爆破3-5 個(gè)孔。

對(duì)于308 上、下順槽因盡量不留或少留底煤,對(duì)于留有底煤的區(qū)域,根據(jù)實(shí)際情況,應(yīng)對(duì)底煤進(jìn)行預(yù)處理,必要時(shí)采取斷底措施,防止工作面推采至該區(qū)域造成底板沖擊,具體方案應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。