大直径钻孔卸压在预防冲击地压中的应用

大直径钻孔在预防冲击地压中的应用大直径钻孔卸压是在煤体应力集中或潜在应力集中区，施工一系列大直径钻孔，产生自由空间，改变煤体的应力分布及其特性，使煤体一围岩系统储存的弹性能量得到缓慢释放的一种措施。我矿根据冲击地压强度弱化减冲理论，在95209工作面防治冲击地压工作中，采用大直径钻孔卸压防治冲击地压，取得了很好的效果。

1 工作面概况：

95209工作面位于-1025西一下山采区东翼，浅部一侧为95207采空区，深部及切眼外侧均为未采区。上覆为75209采空区和75211采空区。煤层厚度为1.3～2.4m，平均厚度1.8m，该面里段约170m左右的范围内煤层厚度相对较薄，煤厚1.3～1.9m，平均厚度1.55，外段煤层相对较厚，厚度1.9～2.4m，平均厚度2.1m左右。工作面里段约60m范围内局部发育一层薄层夹矸。煤层倾角5°，煤层硬度f=3。直接顶为砂岩，厚度为24.99m，老顶为砂页岩厚度为2.95m。直接底为砂页岩，厚度为17.25m，老底为页岩，厚度为7.42m。工作面走向长447m，倾向长175m，采用综合机械化走向长壁全部垮落采煤法。

2．冲击危险性分析

2.1采深影响。

工作面采深约1150m，煤层中的垂直应力接近30MPa，这已经超过了冲击矿压发生的临界采深。

2.2煤柱应力叠加的影响

由于9煤上部的7煤大部分已经回采，起到了解放层的作用，所以9煤的工作面在回采期间一般不会发生冲击动力现象，但是7煤下山留了较宽的煤住，加上9煤工作面回采接近下山煤柱时也会形成高支承应力，煤柱应力叠加使煤柱区域具有很高的应力，这一区段的巷道具有冲击危险性。具体如下：

1）由于1025采区7煤已经回采，采区下山煤柱宽约300m，在煤柱两侧40-80m范围煤层内的支承压力影响范围内应力峰值最高达3-3.5γH，由于9煤距离7煤较近，所以煤层内部也产生高应力集中，7煤底板岩层包括9煤也具有较高的应力，工作面与下山连接的巷道处于B区段的高应力区范围，具有冲击危险。见图2-1。

图2-1 7煤开采后1025下山煤柱中的垂直应力2）当95209工作面回采后接近煤柱区域时产生的附加应力与7煤产生的煤柱应力叠加产生更大的应力集中，见图2-1。根据95027工作面的情况，已经在B区域发生过底板岩层冲击，此区域的垂直应力会远远超过40～50MPa，超过岩石的破坏极

限。此时对于95209面该区段的巷道同样具有冲击危险性。

图2-2 95029工作面开采后1025下山煤柱中的垂直应力

（3）构造应力的影响

由于95209工作面位于背斜的轴部，见图2-3，可能处于较高的水平应力状态，所以随着工作面接近停采线时，处于煤柱区域的巷道处于很高的垂直应力和水平应力状态，有发生冲击的危险。

图2-3 95209处于背斜轴部

（4）巷道交叉的影响

与下山连接的巷道包括7煤的巷道，也包括9煤工作面的巷道，巷道交叉多，应力更容易叠加形成应力集中区。

三、卸压方案

在95209两道采用ZQJ-300/6气动架柱式钻机, 高效螺旋钻杆φ76mm，钻头直径φ150 mm，钻杆长度1 m，进行大直径钻孔卸压，卸压范围超前工作面不小于40m。钻孔呈三角花布置，长度15m。垂直煤体中钻孔，见图3-1。

煤层顶板

煤层底板

4、卸压效果

1）工作面两道未采取大直径钻孔卸压前，采用KBD5电磁辐射仪测得的幅值一般在100毫伏左右，实施大直径钻孔卸压后幅值明显降低，一般稳定在40～50毫伏之间。

2）工作面两道实施钻孔卸压区域煤体破碎加剧，两帮变形量、底板鼓起量明显增加，变形量均在500mm左右，实施的卸压钻孔在10天内基本挤死，巷道压力向深部转移，减小了冲击危险。

5、结论、

通过对顺槽煤体进行大直径钻孔卸压，改变了巷道深部煤体的力学性质，使得具有冲击倾向的煤体内部出现破碎带，释放出