巨厚煤层全煤巷道冲击地压治理技术
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测方法如下。
表３底板大直径卸压孔设计参数
（１）钻孔过程中，用专业工具收集 煤粉，第一米钻屑舍去，从第二米开始 记录出屑量，每钻进ｌ根钻杆测量记 录１次，记录结果精确至小数点后两 位数字。 （２）检测时，钻杆要匀速推进，推 力和钻孔成一条直线，并采取合理措 施尽量减少煤粉损失。 （３）钻孔过程中，需详细记录动 力现象的类型及其对应的钻孑Ｌ深度， 如顶钻、卡钻等。 （４）用钻屑孔煤粉量与煤粉量临 界值进行对比，分析该区域冲击危险 是否消除。 ２．４冲击地压预警 项目部收到矿方预警通知单后， 应做好以下几点。 （１）项目部调度室立即通知项目 部相关领导。 （２）项目经理根据汇报情况立即启动项目部冲击地压应急预案，组织相关人员下井现场查看情况。 （３）生产经理组织施工队组相关人员到工作面现场查看情况。 （４）项目部技术人员立即下井，查看卸压措施执行情况，向防冲办汇报现场情况。 （５）项目部接到预警通知单后，严格按规定设置安全警戒，严格执行准人制度。 （６）发生冲击地压征兆时，现场带班队干或班组长应立即组织人员迅速撤出危险区域，并及时向调
煤体 煤层顶板
（６）底板大直径钻孔卸压施工方
式。在底板施工大直径钻孔卸压，倾 角一６００，孑Ｌ径１１３ ｍｍ，间距１．４ ｍ，封
孔长度３ ｍ。根据底煤实际情况，钻 孔施工至距煤层底板ｌ ｍ位置，卸压 孔距掘进工作面滞后不得超过５０
（图３和图４）。
ｍ
煤层底板
图２两帮大孔径卸压钻孔布置剖面示意
（７）如经效果检验冲击危险未消除，则应采取强化解危措施，具体根据防冲办强化方案项目部补充
表２所示。
（ａ）第一轮卸压方案
（ｂ）第二轮卸压方案
图ｌ
巷道掘进工作面大孑Ｌ径钻孔卸压布置
（４）帮部大孔径钻孔卸压施工方
式。在巷道两帮施工大直径钻孑Ｌ卸
表２两帮卸压设计参数
压，垂直于巷帮三花孔布置，钻孔直径
１１３
ｍｍ，孔间距１．４ ｍ，封孔长３
ｍ，
钻孔长度１３ ｍ。两帮卸压孔滞后迎 头不得超过５０ ｍ，如图２所示。 （５）底板大直径钻孔卸压参数如 表３所示。
表１ 掘进工作面卸压孔参数
（２）掘进工作面卸压孔施工方式。 掘进工作面布置３个钻孔，三花孔布 置，钻孔长度不小于８０ ｍ，超前距小
于１０ ｍ时再施工下一轮卸压钻孔，即
始终保证掘进工作面前方卸压范围不
小于１０ ｍ，采取图１（ａ），图ｌ（ｂ）布置
方式交替施工卸压孔卸压。 （３）帮部大孑Ｌ径钻孑Ｌ卸压参数如
相应措施后执行。
２．３效果检验 按照矿业公司要求每６５ ｍ（即每轮超前卸压孔施工完成后）进行一次钻屑法检测，判定巷道冲击地
河南理工大学学报（自然科学版）第３５卷２０１６年
１５７
压危险程度，若检验结果达不到安全 施工条件时进施工。钻屑检
冲击地压的发生本质可以看作是结构的失稳，开挖后煤岩体在变形过程中积聚的弹性应变能大于 破坏而释放的塑性应变能，多余的弹性应变能转化为动能以突然释放的方式变现出来。 目前国内外巷道冲击地压发生机理主要有强度理论、能量理论、冲击倾向理论、刚度理论、变形失稳 理论等。这些机理的研究为冲击地压的监测、监控及防治提供了基础性资料。目前，我国煤矿防治冲击 地压的主要方法有区域防范法、主动解危法、加强支护法。其中，区域性防范方法又包括优化开拓布置、 宽巷掘进、宽巷留柱法、煤层注水等，主动解危法包括顶板深孑Ｌ爆破、煤层卸载爆破、煤层高压注水、大孔
不膨胀。
４号煤层中，伪顶多为黑色炭质泥岩，厚度小，直接顶板为较易冒落的泥岩、粉砂岩、砂质泥岩。其岩 石饱和抗压强度为０．４—２５．８ ＭＰａ，基本顶为中砂岩、粗砂岩，其岩石饱和抗压强度为６．７—１７．２ ＭＰａ。
底板岩性一般为泥岩及粉砂岩，局部为细粒砂，岩石饱和抗压强度为０．２—３０．０
ＭＰａ。
２冲击地压防治管理
河南理工大学学报（自然科学版）第３５卷２０１６年
１５５
巨厚煤层全煤巷道冲击地压治理技术
张玉伟
（中煤第一建设公司第四十九工程处，河北邯郸０５６００３）
摘要：以陕西彬长孟村煤矿４０１１０ｌ工作面回风巷掘进巷道为背景。通过对冲击地压机理及防
治理论的研究，结合现场施工工艺积累的经验，提出了“强监测、强卸压、强防护”综合防治冲 击地压技术，泄压前后通过钻屑检测判定巷道冲击地压危险程度。该研究对防治冲击地压具
收稿日期：２叭６＿０５—１９ 作者简介：张玉伟（１９７２一），男，山东新台人，助理工程师，主要从事矿建工程方面的生产与技术工作管理工作。
张玉伟：巨厚煤层全煤巷道冲击地压治理技术
２．１
冲击地压预测预报
（１）冲击地压预测预报主要通过微震监测、电磁辐射及钻屑法等手段来实现。 （２）当巷道出现频繁剧烈煤炮、顶板下沉、底鼓等动力显现现象时，要及时上报调度室并采取积极
防治措施。
（３）按要求及时进行钻屑法检测，检验巷道压力情况并采取积极措施。
２．２冲击地压防治
（１）冲击地压危险区掘进过程中必须坚持“先解危后掘进”的原则，按照“监测＿预警＿解危一效果 检查一再治理”的基本程序，及时消除冲击地压危险隐患。 （２）当巷道检测有冲击地压危险时，采用钻孔卸压（钻孑Ｌ参数及布置见表１和图１）的解危措施。钻 孔卸压：可采用ｚＤＹ．３５００ Ｌ型施工卸压孔，严格按设计参数施工，施工完后做好钻孔竣工参数记录。 掘进工作面大孔径钻孔卸压过程如下。 （１）掘进工作面卸压孔参数如表１所示。
有较强的指导意义和研究价值，为以后防治冲击地压提供了理论依据。
关键词：冲击地压；震动；煤矿；开采；钻孔卸压
中图分类号：ＴＤ３２４
１
文献标志码：Ｂ
矿区特征
陕西省彬长矿区孟村矿井位于长武县亭口镇以北，矿井采用主、副、风３个立井开拓。４０１１０ｌ工作
６７２．７
面回风巷设计长度２
ｍ，施工坡度根据顶板煤层变化及时调整，掘进断面面积２０．６ ｍ２，支护形式 为锚网索＋钢带＋桁架复合支护，巷道属于冲击地压危险巷道。 本掘进工作面布置在下中侏罗统延安组下部的４号煤层中，煤层厚度２５～２６ ｍ，该煤层赋存稳定， 煤厚变异较小，煤层结构较简单。４号煤层在垂直方向上一般下部以暗淡型、半暗型为主，中部半暗型、 半亮型、暗淡型交替出现，上部以半亮型为主。该煤层结构较简单，一般含两层夹矸，且位于煤层的中上 部，煤层上部均为块状，下部为碎片及碎粒状；着火点多在３４２—３９０℃，易燃，燃烧时烟浓焰长，微膨或
卸压法、预掘卸压硐室等。
经验表明，大多数情况下，煤层钻孔卸压是防治冲击地压的有效方法。它通过在采掘空间人为的制 造一系列自由空间，一方面煤体受压后首先会使自由空间周围产生裂隙，增大了煤体的可塑性。另一方 面，产生裂隙后，煤体体积也有了足够存放空间，既能阻止煤体发生塑性破坏，又能达到防治冲击地压、 阻止巷道断面收缩、保护巷道的目的。
表３底板大直径卸压孔设计参数
（１）钻孔过程中，用专业工具收集 煤粉，第一米钻屑舍去，从第二米开始 记录出屑量，每钻进ｌ根钻杆测量记 录１次，记录结果精确至小数点后两 位数字。 （２）检测时，钻杆要匀速推进，推 力和钻孔成一条直线，并采取合理措 施尽量减少煤粉损失。 （３）钻孔过程中，需详细记录动 力现象的类型及其对应的钻孑Ｌ深度， 如顶钻、卡钻等。 （４）用钻屑孔煤粉量与煤粉量临 界值进行对比，分析该区域冲击危险 是否消除。 ２．４冲击地压预警 项目部收到矿方预警通知单后， 应做好以下几点。 （１）项目部调度室立即通知项目 部相关领导。 （２）项目经理根据汇报情况立即启动项目部冲击地压应急预案，组织相关人员下井现场查看情况。 （３）生产经理组织施工队组相关人员到工作面现场查看情况。 （４）项目部技术人员立即下井，查看卸压措施执行情况，向防冲办汇报现场情况。 （５）项目部接到预警通知单后，严格按规定设置安全警戒，严格执行准人制度。 （６）发生冲击地压征兆时，现场带班队干或班组长应立即组织人员迅速撤出危险区域，并及时向调
煤体 煤层顶板
（６）底板大直径钻孔卸压施工方
式。在底板施工大直径钻孔卸压，倾 角一６００，孑Ｌ径１１３ ｍｍ，间距１．４ ｍ，封
孔长度３ ｍ。根据底煤实际情况，钻 孔施工至距煤层底板ｌ ｍ位置，卸压 孔距掘进工作面滞后不得超过５０
（图３和图４）。
ｍ
煤层底板
图２两帮大孔径卸压钻孔布置剖面示意
（７）如经效果检验冲击危险未消除，则应采取强化解危措施，具体根据防冲办强化方案项目部补充
表２所示。
（ａ）第一轮卸压方案
（ｂ）第二轮卸压方案
图ｌ
巷道掘进工作面大孑Ｌ径钻孔卸压布置
（４）帮部大孔径钻孔卸压施工方
式。在巷道两帮施工大直径钻孑Ｌ卸
表２两帮卸压设计参数
压，垂直于巷帮三花孔布置，钻孔直径
１１３
ｍｍ，孔间距１．４ ｍ，封孔长３
ｍ，
钻孔长度１３ ｍ。两帮卸压孔滞后迎 头不得超过５０ ｍ，如图２所示。 （５）底板大直径钻孔卸压参数如 表３所示。
表１ 掘进工作面卸压孔参数
（２）掘进工作面卸压孔施工方式。 掘进工作面布置３个钻孔，三花孔布 置，钻孔长度不小于８０ ｍ，超前距小
于１０ ｍ时再施工下一轮卸压钻孔，即
始终保证掘进工作面前方卸压范围不
小于１０ ｍ，采取图１（ａ），图ｌ（ｂ）布置
方式交替施工卸压孔卸压。 （３）帮部大孑Ｌ径钻孑Ｌ卸压参数如
相应措施后执行。
２．３效果检验 按照矿业公司要求每６５ ｍ（即每轮超前卸压孔施工完成后）进行一次钻屑法检测，判定巷道冲击地
河南理工大学学报（自然科学版）第３５卷２０１６年
１５７
压危险程度，若检验结果达不到安全 施工条件时进施工。钻屑检
冲击地压的发生本质可以看作是结构的失稳，开挖后煤岩体在变形过程中积聚的弹性应变能大于 破坏而释放的塑性应变能，多余的弹性应变能转化为动能以突然释放的方式变现出来。 目前国内外巷道冲击地压发生机理主要有强度理论、能量理论、冲击倾向理论、刚度理论、变形失稳 理论等。这些机理的研究为冲击地压的监测、监控及防治提供了基础性资料。目前，我国煤矿防治冲击 地压的主要方法有区域防范法、主动解危法、加强支护法。其中，区域性防范方法又包括优化开拓布置、 宽巷掘进、宽巷留柱法、煤层注水等，主动解危法包括顶板深孑Ｌ爆破、煤层卸载爆破、煤层高压注水、大孔
不膨胀。
４号煤层中，伪顶多为黑色炭质泥岩，厚度小，直接顶板为较易冒落的泥岩、粉砂岩、砂质泥岩。其岩 石饱和抗压强度为０．４—２５．８ ＭＰａ，基本顶为中砂岩、粗砂岩，其岩石饱和抗压强度为６．７—１７．２ ＭＰａ。
底板岩性一般为泥岩及粉砂岩，局部为细粒砂，岩石饱和抗压强度为０．２—３０．０
ＭＰａ。
２冲击地压防治管理
河南理工大学学报（自然科学版）第３５卷２０１６年
１５５
巨厚煤层全煤巷道冲击地压治理技术
张玉伟
（中煤第一建设公司第四十九工程处，河北邯郸０５６００３）
摘要：以陕西彬长孟村煤矿４０１１０ｌ工作面回风巷掘进巷道为背景。通过对冲击地压机理及防
治理论的研究，结合现场施工工艺积累的经验，提出了“强监测、强卸压、强防护”综合防治冲 击地压技术，泄压前后通过钻屑检测判定巷道冲击地压危险程度。该研究对防治冲击地压具
收稿日期：２叭６＿０５—１９ 作者简介：张玉伟（１９７２一），男，山东新台人，助理工程师，主要从事矿建工程方面的生产与技术工作管理工作。
张玉伟：巨厚煤层全煤巷道冲击地压治理技术
２．１
冲击地压预测预报
（１）冲击地压预测预报主要通过微震监测、电磁辐射及钻屑法等手段来实现。 （２）当巷道出现频繁剧烈煤炮、顶板下沉、底鼓等动力显现现象时，要及时上报调度室并采取积极
防治措施。
（３）按要求及时进行钻屑法检测，检验巷道压力情况并采取积极措施。
２．２冲击地压防治
（１）冲击地压危险区掘进过程中必须坚持“先解危后掘进”的原则，按照“监测＿预警＿解危一效果 检查一再治理”的基本程序，及时消除冲击地压危险隐患。 （２）当巷道检测有冲击地压危险时，采用钻孔卸压（钻孑Ｌ参数及布置见表１和图１）的解危措施。钻 孔卸压：可采用ｚＤＹ．３５００ Ｌ型施工卸压孔，严格按设计参数施工，施工完后做好钻孔竣工参数记录。 掘进工作面大孔径钻孔卸压过程如下。 （１）掘进工作面卸压孔参数如表１所示。
有较强的指导意义和研究价值，为以后防治冲击地压提供了理论依据。
关键词：冲击地压；震动；煤矿；开采；钻孔卸压
中图分类号：ＴＤ３２４
１
文献标志码：Ｂ
矿区特征
陕西省彬长矿区孟村矿井位于长武县亭口镇以北，矿井采用主、副、风３个立井开拓。４０１１０ｌ工作
６７２．７
面回风巷设计长度２
ｍ，施工坡度根据顶板煤层变化及时调整，掘进断面面积２０．６ ｍ２，支护形式 为锚网索＋钢带＋桁架复合支护，巷道属于冲击地压危险巷道。 本掘进工作面布置在下中侏罗统延安组下部的４号煤层中，煤层厚度２５～２６ ｍ，该煤层赋存稳定， 煤厚变异较小，煤层结构较简单。４号煤层在垂直方向上一般下部以暗淡型、半暗型为主，中部半暗型、 半亮型、暗淡型交替出现，上部以半亮型为主。该煤层结构较简单，一般含两层夹矸，且位于煤层的中上 部，煤层上部均为块状，下部为碎片及碎粒状；着火点多在３４２—３９０℃，易燃，燃烧时烟浓焰长，微膨或
卸压法、预掘卸压硐室等。
经验表明，大多数情况下，煤层钻孔卸压是防治冲击地压的有效方法。它通过在采掘空间人为的制 造一系列自由空间，一方面煤体受压后首先会使自由空间周围产生裂隙，增大了煤体的可塑性。另一方 面，产生裂隙后，煤体体积也有了足够存放空间，既能阻止煤体发生塑性破坏，又能达到防治冲击地压、 阻止巷道断面收缩、保护巷道的目的。