19-陕西彬长矿区冲击地压防治现状-煤矿开采2017年第6期

［摘 要］ 通过全省冲击地压专项调研，详细掌握了陕西省冲击地压发生情况，包括冲击地压
矿井分布、灾害发展过程与特点，预测了灾害发展趋势。总结了陕西省冲击地压矿井地质及开采条件
特点，研究了各条件与冲击地压灾害的关联性。从鉴定、评价、防范、监测、解危、管理、监管及研
究等 8 个方面全面总结了陕西省冲击地压防治现状。最后，立足陕西省冲击地压矿井特殊条件，分析
全部设计布置在强冲击地压煤层中，因此开拓期间 整至岩层顶板当中，同时调整了采区设计，将双翼
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总第 139 期
煤矿开采
2017 年第 6 期
图 1 亭南煤矿 207 工作面冲击危险源地震 CT 探测成果
网 et 图 2 崔木煤矿 22302 工作面冲击危险源地震 CT 探测成果
刊 j.n 开采调整为单翼开采，从而大幅降低了开拓大巷冲
了冲击地压防治工作中面临的主要难题，并提出了相应对策。
［关键词］ 彬长矿区； 冲击地压； 防治； 现状
［中图分类号］ TD324 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1006-6225 （ 2017） 06-0092-04
Current Situation of Ｒock Burst Prevention and Cure of Shaanxi Binchang Coal Mine District
期，基建矿井仅有掘进工程，生产矿井采掘范围和 厚度底煤，不利用冲击地压防治。
采空区面积相对较小。根据我国冲击地压矿区灾害
（ 9） 回采工作面数量 彬长煤田及麟北煤田
发展规律，随着两大深部煤田煤炭资源的持续开 内已经生产的冲击地压矿井中，除了亭南煤矿为
发，矿井采掘范围持续扩大，采掘深度不断加大， “一矿两面”，其余均为 “一矿一面”。
击风险。
期 a 3. 4 冲击地压监测预警 ac 6 座冲击地压矿井安装了微震监测系统，包
炭 括： 胡家河煤矿、高家堡煤矿、亭南煤矿、孟村煤 in 矿、郭家河煤矿、崔木煤矿、小庄煤矿。利用微震 煤 h 监测系统，各冲击地压矿井可分析冲击危险性演化 国 .c 趋势、判断采掘工作面扰动范围、确定采掘速度
炭 in 埋深普遍较大，其中亭南煤矿煤层最大埋深达到
700m，胡家 河 煤 矿、 小 庄 煤 矿 煤 层 最 大 埋 深 均 达
煤 h 到 800m，孟村煤矿煤层最大埋深接近 900m，高家 国 .c 堡煤矿煤层最大埋深超过 1200m，以上煤矿是陕西 中 w 省冲击地压的主要发生地。麟北煤田冲击地压矿井
management，supervise and studying. At the last，based on special situation of Shaanxi province rock burst coal mine，the main diffi-
a culty problems of rock burst prevention and cure were analyzed，and the some corresponding countermeasures were put forward. 期 c Key words： Binchang coal mine district； rock burst； prevention and cure； current situation
第 22 卷 第 6 期 （ 总第 139 期） 2017 年 12 月
煤矿开采 COAL MINING TECHNOLOGY
Vol. 22No. 6 （ Series No. 139） December 2017
陕西彬长矿区冲击地压防治现状
刘育晖，张 晔，赵 恒
（ 咸阳市煤炭工业局，陕西 咸阳 712000）
采空区面积不断增多，影响冲击地压发生的因素将
t 不断增 多， 多 因 素、 多 灾 害 耦 合 致 灾 机 制 更 为 复 网 e 杂，分析认为，陕西省冲击地压矿井数量将进一步 刊 j.n 增加，冲击地压发生频次和强度也将增大，应引起
企业及监察监管部门的重视。
a 2 彬长矿区冲击地压矿井地质及开采条件 期 ac （ 1） 煤层埋深 彬长煤田冲击地压矿井煤层
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刘育晖等： 陕西彬长矿区冲击地压防治现状
来自百度文库
2017 年第 6 期
度和 开 采 范 围 的 增 大， 冲 击 地 压 灾 害 日 趋 严 重［2－3］。2014—2017 年，与胡家河煤矿相邻的高家
压矿井中，多数将大巷和准备巷道布置在了具有冲 击危险性的煤层中。
堡煤矿、亭南煤矿、孟村煤矿均发生了不同程度冲
LIU Yu-hui，ZHANG Ye，ZHAO Heng
（ Xianyang Coal Industry Bureau，Xianyang 712000，China）
Abstract： According special investigate and survey of rock burst in all province，rock burst occurrence of all Shaanxi province was
1 陕西彬长矿区冲击地压发生概况
1. 1 冲击地压矿井数量及分布 截至 2017 年 7 月，陕西省冲击地压矿井共计
12 座，分布于咸阳市长武县、彬县和宝鸡市麟游 县境内。陕西省冲击地压矿井中，生产矿井有 7 座，建设矿井有 5 座，总产能达到 47. 8Mt / a。据
上千人受伤，破坏巷道数万米，财产损失巨大［1］。 不完全统计，截至 2017 年 7 月，陕西省煤矿累计
（ 6） 自燃条件 彬长煤田 1 号，4 号煤层及麟 的采掘布局可对冲击地压静载荷源实现宏观调控，
北煤田 3 号煤层均为易自燃煤层。
避免大规模应力集中，大幅度降低后期采掘过程中
（ 7） 大巷布置 彬长煤田及麟北煤田冲击地
的冲击危险程度和防治难度。高家堡煤矿中央大巷 冲击地压频发。后经详细论证，决定将部分大巷调
陕西省为我国主要的产煤大省，但绝大多数开采煤 发生冲击地压约 90 次。
层的埋深较浅，在相当长的时间内未见有冲击地压 1. 2 冲击地压灾害发展过程及特点
灾害。“十一五” 以来，彬长煤田深部区和麟北煤
冲击地压在陕西省煤矿出现的时间相对较晚，
田煤炭资源相继开发，水、火、瓦斯、冲击地压、 直到 2013 年彬长煤田深部区和麟北煤田大规模开
炭 ina 冲击地压除了自身的巨大破坏性，还可诱发煤 煤 h 与瓦斯突出、煤层自然发火、水害等次生灾害。随 国 .c 煤炭资源开采深度和开采强度的增加，冲击地压已
成为煤矿开采领域面临的主要灾害之一。目前，我
中 w 国冲击地压矿井数量已由 1985 年的 32 座，增长至 w 目前的 近 200 座。据 不 完 全 统 计，2003 年 至 今， w 我国煤矿冲击地压事故已累计造成 400 余人死亡，
顶板、地热等多种灾害集中爆发，而冲击地压问题 发，冲击地压灾害才开始凸显，但之后冲击地压矿
尤其突出，目前已发展成为制约矿区安全生产的主 要灾种之一［2－7］。由于陕西省早期并无冲击地压案
井数量井喷式增长，灾害形势急剧恶化，短短 4a 内即成为陕西省煤矿主要灾种之一。
例及应对经验，在灾害防范、治理及监管方面均需
煤层最大埋深一般在 600m 左右。
w （ 2） 煤层特性 彬长煤田 4 号煤层强度较高， w 单轴抗压强度可达 20MPa 以上，普遍具有弱或强
3 冲击地压防治情况
3. 1 冲击倾向性鉴定 12 座冲击地压矿井均按照相关要求委托天地
科技股份有限公司开采设计事业部 （ 原煤炭科学 研究总院北京开采研究所） 等科研机构完成了煤 岩层冲击倾向性鉴定。另外，邻近的文家坡煤矿、 青岗坪 煤 矿、 大 佛 寺 煤 矿、 火 石 咀 煤 矿、 下 沟 煤 矿、燕家河煤矿也进行了煤岩层冲击倾向性鉴定。 3. 2 冲击危险性评价
［收稿日期］ 2017－08－01
［DOI］ 10. 13532 / j. cnki. cn11－3677 / td. 2017. 06. 023
［作者简介］ 刘育晖 （ 1964－） ，男，陕西礼泉人，高级工程师，总工程师，长期从事煤矿安全监管和煤炭生产技术工作。
［引用格式］ 刘育晖，张 晔，赵 恒 . 陕西彬长矿区冲击地压防治现状 ［J］． 煤矿开采，2017，22 （ 6） ： 92－95，103.
各冲击地压矿井均为高瓦斯矿井。
12 座冲击地压矿井中，除了个别基建矿井因
（ 5） 水文条件 彬长煤田深部区和麟北煤田 矿井停工而尚未完成矿井防冲设计和中长远防冲规
各冲击地压矿井普遍面临矿井水害，多数矿井水文 划编制外，其余冲击地压矿井均已完成。编制中长
地质条件类型为复杂型。
远规划对于矿井冲击地压防范具有重要意义，科学
示。探测结果中，灰度越大，应力越高，冲击破坏
（ 3） 地质构造及地应力水平 彬长煤矿及麟 风险越大，由此可清晰地掌握工作面内冲击危险源
北煤田主要受大型宽缓褶曲控制，水平构造应力 的分布状态，为开展各项解危措施提供了直观的依
大，地应力水平高。
据，适用性较强。
（ 4） 瓦斯条件 彬长煤田深部区和麟北煤田 3. 3 防冲设计及中长远防冲规划
（ 8） 工作面巷道布置 为应对水、火、瓦斯
击地压，其中高家堡煤矿和孟村煤矿在大巷掘进期 等灾害，该区域矿井普遍采用 “一面三巷”、 “一
间就有显现。麟北矿区最早投产的为崔木煤矿和郭 面四巷” 甚 至 “一 面 五 巷” 的 工 作 面 布 置 方 式，
家河煤矿，在其生产过程中均有不同程度的动力显 导致巷道多、煤柱多，易引起应力集中。
等。图 3 显示了胡家河煤矿 401102 工作面末采期
中 w 间微震事件分布情况，该图清晰地显示了工作面回 ww 采对中央大巷及侧向工作面的影响。
联合天地科技股份有限公司开发的冲击地压危险预 警效果，图 4 中○代表发生能级 1. 8 的微震事件， ◇代表发生能级 2. 0 的微震事件。可见，大能量微 震事件多发生在冲击危险指数较高的时段，对冲击 危险有较好的预警作用。2015 年 8 月 31 日，冲击 危险性指数演化至最大值，当日发生冲击地压，之 后指数迅速下降［6］。
t mastered in detail，which include rock burst coal mine distribution，disaster development and characters and disaster development
trend was predicted. And geological and mining situation of rock burst coal mine in all Shaanxi province were summarized，the relation-
据调研，2013 年 1 月，陕西彬长集团胡家河
要不断探索。为全面掌握陕西省冲击地压发生及防 煤矿在准备 402103 工作面时首次发生冲击地压，
治现状，于 2017 年开展了全省冲击地压专项调研， 现场表现为煤炮频繁且剧烈，煤块弹射严重，顶底
为灾害治理与监管提供了充分依据。
板瞬间大变形，锚索断裂频繁等。随着矿井开采强
网 e ship between all kinds situation and rock burst was analyzed. The current situation of Shaanxi province rock burst prevention and cure 刊 j.n were summarized in following eight aspects，which include authentication，evaluation，precaution，monitoring，disaster releasing，
现。可见，陕西省煤矿冲击地压灾害具有出现时间
胡家河、孟村、小庄、亭南等特厚煤层矿井，
晚、爆发时间短、灾害严重、灾害矿井集中等主要 均采用了分层综放开采，工作面及巷道留有较厚底
特点。
煤，不利于冲击地压防治。
1. 3 冲击地压灾害发展趋势分析
由于彬长煤田 4 煤层底板为遇水极易膨胀的铝
彬长煤田深部区和麟北煤田处于大规模开发初 土泥岩，普通综放及综采工作面各巷道均留设一定
12 座冲击地压矿井均开展了采掘区域的冲击 危险性评价，理论评价方法包括综合指数法、动态 权重法、经验类比法等，实测方法主要为地震 CT 法。亭南煤矿、崔木煤矿、高家堡煤矿等采用波兰 PASAT－M 便携式微震探测系统对回采工作面和煤 柱进行了冲击危险源精确探测［8］，如图 1，图 2 所
冲击倾向性。