10303工作面掘进期间冲击地压监测治理方案及安全技术措施

兴隆庄煤矿10303工作面轨顺切眼

掘进期间冲击地压监测治理方案及安全技术措施

编制单位：防冲办

编制人：张云宁王庆

编制日期：2012年4月12日

矿审批意见

技术科：2012年月日防冲办：2012年月日通防科：2012年月日地测中心：2012年月日调度室：2012年月日安监处：2012年月日分管副总：2012年月日总工程师：2012年月日

10303工作面沿空轨顺掘进、切眼贯通及开宽，受煤层地质条件、10302工作面采空区和东滩矿14310工作面采空区等影响，掘进期间局部易产生压力集中，具有冲击危险性。为保证掘进期间安全生产，特编制冲击地压监测治理方案及安全技术措施。

一、10303工作面概况及冲击地压危险预测

10303工作面位于十采区中部，东部为10302回采工作面（正在回采），西部为10304设计工作面，与10300皮带下山相邻，切眼临近矿井边界保护煤柱与东滩矿相邻，停采线至工业广场保护煤柱，与十采一横轨道巷相邻。工作面埋藏深度：377.8～600.8m。

10303工作面所采煤层为下二叠系月门沟统山西组底部之3煤，以亮煤为主，含镜煤条带，属半亮型煤，煤层倾角2～18°,平均6°。煤层结构复杂，在距顶板2.8～3.0m 发育一厚0.03m左右之炭质泥岩夹矸，距底板3.0～3.2m 发育一厚0～1.55m 左右之炭质泥岩夹矸。煤层厚度一般在6.20～9.90m，平均8.78m，普氏硬度f=2.3。

10303工作面运顺、轨顺、切眼设计长度分别为2600m、3040 m、196m，其中运顺2600m及切眼导硐150米已施工完毕。10303轨道顺槽与10302运输顺槽中-中平距8.0m平行布置，为大断面沿空掘巷，上净宽4800mm、下净宽5400mm、巷高3500~4000mm，目前该巷下段沿10302大面采空区向下掘进，距离切眼下头还有约210m。10303工作面切眼临近矿井井田边界，与东滩矿14310工作面（已回采）相距50m，扩宽后为净宽8500mm、巷高3200mm，下一步轨顺下段施工至切眼下头后，将右拐弯施工约55m与切眼导硐停头探放水位置贯通。经分析，10303轨顺下段切眼以外100m以及切眼范围，受煤层地质条件、10302工作面采空区和东滩矿14310工作面采空区等叠加影响，为冲击地压危险区域。如下图所示。

图1 10303工作面冲击地压危险区域划分

二、冲击地压监测方案

1、钻屑监测

钻屑监测是通过在煤层中打直径φ42mm的钻孔，根据排出的煤

粉量及其变化规律和有关动力效应，鉴别矿压危险的一种方法。

1）监测孔布置

①10303沿空轨顺及切眼导硐掘进期间钻屑法监测孔布置

监测地点为10303轨道顺槽及切眼掘进时的两帮和迎头。在冲击地压危险区域划分范围内，迎头及以外50m范围布置测点。迎头布置1个测点，巷道两帮每20m布置一个测点，共布置7个监测孔，孔深均为10m。若出现应力异常时，加密监测孔数量（10303轨道顺槽沿空侧不布置监测孔）。如图1-1所示。

图1-1 10303轨道顺槽及切眼导硐掘进期间钻屑法监测孔布置图

②10303切眼刷大期间钻屑法监测孔布置

在切眼刷大期间，扩宽侧自迎头向前30m范围内布置2个钻屑监测孔，其中迎头向前5—10m布置第1个监测孔，第二个监测孔与第一个间隔20m布置；迎头向后50m范围内布置3个钻屑监测孔，其中迎头向后5—10m布置第1个监测孔，第二、三个监测孔与第一

个分别间隔20m、40m布置；非扩宽侧每隔20m布置一个监测孔，共布置3个，孔深均为10m。若出现应力异常时，加密监测孔数量。如图1-2所示。

图1-2 10303切眼刷大时钻屑法监测孔布置图2）监测内容及方法

采用风动或煤电钻打孔，螺纹式联接的麻花钻杆，每节长1.0m，φ42mm的钻头，钻孔的深度为10m，孔距底板1.2m～1.5m，单排布置，钻孔方向为平行于煤层，垂直巷帮。用胶结袋收集钻出的煤粉，用测力计称量煤粉的重量，每钻进1m测量1次钻屑量。采用专用表格记录打眼地点、时间、钻屑排出量，以及打眼过程中出现的钻杆跳动、卡钻、吸钻、劈裂声和微冲击等动力现象。

用煤粉量判别工作地点冲击危险性的指标，可参照表1-1的规定，结合实际情况执行。在表中所列的钻孔测量深度内，实际钻粉率达到

相应的指标或出现钻杆卡死等现象，可判别为所测地点有冲击危险（钻粉率指数≥1.5即为超标，必须采取卸压措施）。

表1-1判别工作地点冲击危险性的钻粉率指标

钻孔深度/煤层开采厚度

1.5 1.5—3 3 钻粉率指数 ≥1.5 2—3 ≥4

注： （1）钻粉率指数＝每米实际煤粉量/每米正常煤粉量

（2）正常煤粉量可在正常应力区测定

3）监测周期：根据巷道掘进速度每周监测3次；在应力集中的特殊地段及粉量出现的异常区域，加大监测次数，每天或每班监测1次。

2、围岩变形监测

围岩变形监测主要监测顶底板移近量和两帮变形量，采用“十字断面快速观测法”进行测点布置，其具体布置位置如下图1-3所示。

图1-3 “十字断面法”测点位置图 围岩变形测点主要从迎头后5m 左右开始布点，每隔50m 布一个测点，也可根据掘进巷道具体情况进行调整。

A B C O

在巷道两帮及顶板选择合适的观测位置后，设围岩观测基点，并按一定的时间间隔，用测枪和测线绳分别测量AB、CO、BO等各测点间的距离，即可计算出位移量。两测点相邻两次测试数据的差值即为两点相对移近量，以此累加相邻两次测试数据的差值即可得两点相对总移近量。为了能够在第一时间及时的观测到巷道的变形规律，每1～3天观测一次，连续观测至工程竣工。

在所掘10303轨顺（切眼以外100m段）、切眼内分别每间隔30m、20m安装一组顶板离层仪，用来检测顶板离层情况。每天有区队专门人员测读并记录，防冲人员每周不少于3次对顶板离层仪进行观测，并做详细记录，变形明显时，加密观测。根据巷道围岩变形量和顶板离层量来分析围岩变形规律。

三、冲击地压治理方案

为防止掘进期间冲击地压的发生，在应力集中的特殊地段及监测（观测）出现的冲击地压危险区域，优先采取煤体大直径钻孔卸压措施，效果不好时，可采用钻孔爆破卸压措施。

1、大直径钻孔卸压

当采用钻屑法检测到有冲击危险时，在掘进迎头后方50 m范围及冲击危险区域，每隔1.5 m实施一组钻孔，按三花眼布置，垂直于实体煤帮，距离底板0.8~1.5 m。每组钻孔（按三花眼布置）的单孔直径为65~75 mm、孔深15m。迎头布置两组钻孔，孔深15m。钻孔平面布置示意图如图1-4所示。