浅谈孤岛工作面冲击地压防治技术.pdf
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1、陕西蒲白矿业科技17浅谈孤岛工作面冲击地压防治技术浅谈孤岛工作面冲击地压防治技术陕西煤业集团黄陵建庄矿业有限公司马壮摘要建庄矿业二盘区为两翼开采盘区,212 工作面是二盘区最后一个综放工作面,且为孤岛工作面,已具备冲击地压发生条件。通过对监测数据的系统分析,结合现场实际情况,及时采取了有效的卸压措施,实现了工作面安全回采。关键词孤岛工作面冲击地压防治监测预警卸压措施1前言212 工作面回采前,建庄矿业已顺利完成2 个孤岛工作面回采,积累了一些经验,但212 工作面平均埋深较前2 个孤岛工作面增加近200m,且煤层上方100m范围内存在3 层厚度超过10m 的坚硬岩层,治理难度增大,在回采期间,
2、以专家论证及评价报告为基础,以监测预警为指引,以局部卸压为手段,以安全防护为重点开展冲击地压防治工作,有效降低了冲击危险程度,为后续工作面冲击地压防治工作积累了经验。2工作面概况212 工作面位于建庄煤矿二盘区西翼中部,北邻 210 采空区,煤柱 14m,南邻 214采空区,煤柱19m。工作面走向长度2147m,倾斜长度243m,煤层埋深333660m。工作面煤层平均厚度5.7m,煤层倾角平均3。212 工作面采用走向长壁式综合机械化放顶煤,全部垮落法管理顶板的采煤方法。3冲击地压防治流程详见下页图 1。4冲击危险性评价4.1 冲击倾向性4-2煤层冲击倾向性测定结果:Rc 为14.197MPa
3、、DT 为 70.8ms、KE为 4.719、WET2.118。冲击倾向性为:弱冲击倾向。陕西蒲白矿业科技18图 1212 工作面冲击地压防治体系4.2 冲击危险性根据河南理工大学编制的212 综放工作面冲击危险性评价及防冲专项设计报告,212 工作面冲击危险指数 0.48,有弱冲击危险性。4.3 危险区域划分通过综合指数法分析,多因素耦合法叠加,共划分中等危险区域 3 个、弱危险陕西蒲白矿业科技19区域 3 个。5回采期间的监测预警方法212 工作面区域监测采用微震监测,局部监测采用应力监测、矿压监测、钻屑法监测,每天综合分析各项监测数据,结合现场实际情况,发布监测预报。5.1 微震监测(1
4、)微震监测系统布置及监测情况:212 工作面共布置 4 台拾震器,间距500-800m,随工作面推进向外迁移。工作面从回采至闭采共监测到微震事件 5022次,最大能量为 7.34E+04J,日频次 12.1次,平均震动能量 1.86E+03J。其中能量达到 1E+04J 的 24 次(均为深孔爆破),能量达到 1E+03J 的 1305 次,能量达到1E+02J 的 1698 次,能量达到 1E+01J 及以下的 1995 次。(2)拾震器布设注意事项:拾震器尽量远离干扰源,(如皮带运转震动干扰、水泵震动干扰、电气设备电磁干扰等),干扰越少拾震器对振动波接收的距离越远,标波时容易拾取 P 波初
5、至点,提高定位精度。拾震器最好布置在硐室内,基础必须采用水泥浇筑,安装拾震器的锚杆尽量全长锚固,不能实现全长锚固时可采用水泥砂浆灌缝充填严实。工作面两巷拾震器采用走步式(菱形)布置,尽量避免矩形布置(矩形布置增加标波难度,影响定位精度及能量大小)。在保证定位需求的同时,拾震器布置不宜过密,拾震器间距过小会导致对远震的监测误差增大。(3)开采活动与微震活动的关系陕西蒲白矿业科技20图 2开采活动与微震事件关系图图 2 为 212 工作面回采过程中微震事件的平面分布,其运动方向与工作面推进方向一致,表明工作面开采导致煤岩体破坏是微震事件发生的主要原因。微震事件主要集中在212 工作面前后 200m
6、 范围,采空区微震事件仅占总事件的 5%左右,远小于工作面前方,表明工作面采动支承应力主要作用于工作面前方,导致煤岩层超前煤壁断裂。较大能量微震事件主要沿工作面两巷分布,表明本工作面采动支承应力与两侧采空区侧向支承应力相互叠加,造成煤柱上方顶板破断产生微震事件。(5)开采速度与微震活动的关系图 3 开采速度与微震事件关系图由图 3 可知:工作面匀速推进期间,微震事件震源能量及频次相对稳定,工作面推进速度突然加快或降低,可能引起微震事件剧烈变化。工作面 1 月 17 日-1 月24 日推采速度较为匀速,日推进速度5.6-6.4m 时工作面最大震源能量、总能量维持在低位。(6)见方来压与微震活动的
7、关系陕西蒲白矿业科技21图 4 见方来压与微震事件关系图由图 4 可知:工作面从动采至一次见方期间,震源能量表现为逐步递增趋势,推过见方影响范围后,呈现递减趋势,1月 17 日推采至一次见方位置,1 月 9 日震源能量为 1.46E+04J,1 月 26 日震源能量为 1.67E+04J,根据见方前后微震能量的变化,可大致估算见方影响范围约为 50m。5.2 应力监测(1)应力监测系统布置及监测情况:在巷道煤墙侧帮部布置应力传感器,每组2 个传感器,监测点深度分别为 8m、12m,间距不大于 2m,组间距不大于 30m,超前监测范围不小于 300m,8m 监测点临界指标为 8MPa,12m 监
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