1503里面两集中巷专项防冲方案及措施

沈立利

【摘 要】巍山煤矿1503集中轨道巷和集中运输巷两条巷道因受压不断产生了水平位移，造成钢带折弯、折断、巷道两帮、顶底移近，顶底、两帮最大移近量均在1m左右，影响了通风、对运输、行人安全不利。为满足安全生产要求，准备队在集中运输巷联络巷开帮过程中发生了煤炮，并引起了震动冲击地压。论文结合实际提出了相应的切合实际的防治方案及措施，收到较好的实效。

【关键词】冲击地压；危险源分析确定；实施程序；防冲方案及措施

0.概况

1503集中轨道巷和集中运输巷巷道形状为矩形巷道，采用锚网索带联合支护形式，担负运输、通风、运煤等任务。两集中巷布置在已经回采1505和1503工作面采空区间约130m煤柱内，自掘进巷道以来一直受两侧采空区上覆岩层运动的影响，两条巷道因受压不断产生了水平位移，造成钢带折弯、折断、巷道两帮、顶底移近，顶底、两帮最大移近量均在1m左右，影响了通风、对运输、行人安全不利。

2011年8月8日中班准备队正在集中运输巷联络巷风门以下20米处开帮（导线点k3点向外20米）。8月8日20时15分左右，在准备队开帮施工的地点，发生了一个较大的煤炮震动冲击。震动冲击造成3个皮带架子向上帮移动、导线点k3向外有30米范围的铁路向上帮移动。联络巷内两个风门墙不同程度的受损墙体开裂、风门变形，震动时人员有被震离地面的情况。震动冲击地点帮部没有变化、附近巷道底鼓量变化较小。

1.危险源的分析确定

根据矿专题会议的分析以及中国矿大教授的分析指导意见，预测发生本次冲击的主要原因如下：

（1）1503两集中巷道大部分布置在两面均为采空区的煤柱中，煤柱为高应力集中区，造成巷道承受较大压力。

（2）因两集中巷一直承受较大的垂直压力，造成巷道一直处于微变中，主要表现为巷道的顶帮移近量较大。本次震动冲击发生的直接诱因为巷道的开帮施工，施工活动打破应力平衡，引发附近老空区上覆岩层运动加剧，引起冲击震动。

（3）由于震动冲击位置正处于1505面停采线位置，而且震动的方向也是自1505工作面老空区传过来的。故此分析是1505采空区停采线附近上覆岩层的断裂造成此次冲击。

2.防冲方案设计实施程序

第一步：在1503两集中巷进行预防性卸压爆破。

由准备队执行，按照由外向里的顺序实施，两巷要交替均衡进行。

第二步：大孔卸压。

按由外向里的原则实施。大孔卸压因与卸压爆破实施地点不同，故可和卸压爆破工作同步进行。在同一地点作业卸压爆破装药、放炮时，要停止打大孔工作。安排打大孔工作时，与卸压爆破在地点上错开，要坚持在不同巷道、不同地点施工的原则。

第三步：巷道刷帮维修。

由准备队按照专项措施执行。拖后卸压爆破地点不少于100米方可进行巷道扩修工作。

第四步：防冲及矿压观测。

随巷道维修正常进行电磁辐射法和钻屑法防冲监测，正常进行顶帮移近量、顶板离层情况等矿压观测。

第五步：更换两集中巷风水铁管路为软橡胶高压管路。

第六步：设置躲避灾害峒室和储存食品峒室。

3.专项防冲方案及措施

3.1 1503两集中巷进行卸压爆破

3.1.1卸压爆破范围

集中轨道巷的上帮煤柱内、集中运输巷的下帮煤柱内进行爆破卸压。具体范围：

（1）集中轨道巷上帮，自巷道开门口开始向里，到3#联络巷开门口结束。

（2）集中运输巷下帮，自导线点k3点向北30米开始，到导线点p11点结束。

3.1.2卸压爆破施工原则、目的

原则：在执行卸压爆破时，要保持两巷卸压爆破位置均衡前移，即一条巷道超前另一条巷道不得大于25米。

目的：开辟卸压保护带，将积聚在巷道表面和附近的能量弱化并移向煤体的深部；释放岩层积聚的能量，消除冲击危险性。

3.1.3卸压爆破参数

（1）眼位：距巷道顶板下为1.5～2m。

（2）眼直径：Φ42mm。

（3）眼深：11m。

（4）眼角度：水平方向垂直煤壁，垂直方向与煤层坡度一致。

（5）位置：1503集中轨道巷的上帮，1503集中运输巷的下帮。

（6）每孔装药量：正常情况下每孔装Φ27×400mm×300g×6卷煤矿许用二级水胶炸药（含炮头），重1.8kg，炮眼布置及装药结构图具体见附图。

（7）装药结构：采用正向连续装药。

（8）雷管：使用毫秒延期同段电雷管2发/孔，脚线长为12m以上，每孔不少于4根（2发雷管用），每根长度与雷管自身的脚线接起来后应不少于卸压爆破孔深度（12m以上）。

（9）药卷包裹：使用PVC管包裹乳化炸药，PVC管每节长4m、内径30mm、壁厚为1mm，现矿压科仓库中有备用，使用时根据装药长度现场截取。

3.1.4卸压爆破安全技术措施

（1）深孔放炮使用的雷管必须经过全电阻导通试验后，方可使用。

（2）装药时先将药卷装入PVC塑料管中，药卷之间必须密实，连线后用防水胶布将雷管脚线包好，防止遇水造成瞎炮。炮孔其余部分用粘土炮泥封实。

（3）炮泥必须捣实封严，装炮泥时在保证前一块炮泥到底捣实后再装下一块，装至要求的长度后，检查剩余炮眼的长度，符合规定后方可进行下道工序。

（4）进行煤层深孔爆破前，为防诱发煤层冲击，故要求放炮前工作地点及向后安全出口必须保证畅通无阻，支护达到措施要求，加固支护工作区域，将放炮区域的管线及电缆放下掩埋或用木料等保护好。

（5）工作前，应先检查放炮器是否灵敏可靠。放炮器的钥匙必须由放炮员随身携带，不得转交他人。

（6）装药前和放炮前后，瓦检员必须检查瓦斯。放炮地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1%、风量不足时，均不准放炮；放炮前后洒水降尘。

（7）在进行预防性深孔卸压爆破时，距离放炮地点避炮半径按直巷100m、弯向75m执行，其躲炮时间按15分钟执行。

3.2煤柱大孔卸压

3.2.1大孔卸压的范围

（1）对1503运输顺槽联络巷与两集中巷道、两集中巷联络巷形成的三角煤柱进行大孔卸压；包括两集中联络巷三角煤柱侧、1503集中运输联络巷距离密闭墙3米至至距离开门口30米范围处开始。

（2）1503两集中巷道中间煤柱进行大孔卸压。联络巷门口以里、以外各10米范围内不打。 3.2.2大孔卸压参数

（1）麻花钻杆直径69mm。（2）钻头直径110mm。（3）钻孔布置二排钻孔、三花点布置。（4）第一排钻孔位置距离底板1.0m，第二排钻孔距离第一排钻孔0.5m，（5）钻孔长度：L>10-15m；（6）钻孔间距：2-3m。

3.2.3使用工具

施工卸压大孔采用石家庄中煤装备制造有限公司生产的ZQSJ-90/2.4手持气动（防突）风动钻机打眼，由两人操作，钻头直径75mm，钻杆直径69mm（1m一节的麻花钻杆）。

3.2.4大钻孔卸压安全技术措施

（1）在安装风钻前，必须将煤壁及其后部安全出口范围内的支护达到永久支护，保持退路畅通。

（2）打眼前要先看电磁辐射仪监测结果，无危险时再拉钻打眼。

（3）打钻地点出现以下情况，先将人员撤到安全地点，待压力稳定后，经跟班队长安监员检查，确认无危险后再进入。

（4）在打钻过程中如出现吸钻顶钻卡钻或钻屑量突然增加等动力显现现象时，操作钻人员尽可能远距钻后操作，除安撤钻杆外，不得随意进入煤壁处逗留。

（5）打钻时伴随严重动力现象时要抽出钻杆，待压力稳定后再工作。因压力所致卡死钻杆后要在该孔附近1～2m处另行打钻。并将卡钻杆情况汇报矿压科，以便组织及时卸压。

3.3防冲及矿压观测

3.3.1防冲监测

（1）电磁辐射法监测。

采用电磁辐射法每天对集中轨道巷产生矿震处进行普查，对监测电磁辐射强度较高点用钻屑法验证。

电磁辐射监测的位置为集中轨道巷、集中运输巷在一号联络巷以里100m，在一号联络巷外60m，每10m布置1个测点，每点监测时间为2min，当电磁辐射强度达到60mv时，认定具有冲击危险，及时采取钻屑法检验，同时利用该孔进行爆破卸压。

（2）钻屑法监测。

①监测地点：电磁辐射法监测到冲击危险性高的地点。在施工卸压爆破钻孔时，同时也量测钻孔中的煤粉量，以确定和分析应力的大小和冲击危险的程度。

②监测孔布置：钻孔直径42mm，孔深7～8m，间距5～6m，孔距底板1.2m左右，单排布置，钻孔方向为平行于煤层，垂直巷帮。

③监测内容：主要监测每米钻孔的钻屑量，单位升，另外还需记录卡钻、孔内冲击等情况。

④实施方法：用功率为1.2kW的手持煤电钻打测试钻孔，采用螺纹式联接的麻花钻杆，每节长1.0米，Φ42mm的钻头，钻孔的深度为7～8米。用胶结袋收集钻出的煤粉，用1升的容器称量煤粉的体积，每钻进1m测量1次钻屑量。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、劈裂声和微冲击等动力现象。

3.3.2矿压观测

采用单体戴帽点柱进行工作阻力监测，目的是防止顶板大面积下沉时，能够提前通知全部人员撤离。具体方法是在集中轨道巷、集中运输巷内支设单体戴帽点柱，点柱打设在1#～3#联络巷间，柱间距按20m执行，紧靠皮带一帮打设，要求点柱必须穿铁鞋，用手压泵将支柱升紧并达到初撑力（50kN）要求，由矿压科用测压仪表每天监测一次，监测支柱承载情况。

3.4设置躲避灾害峒室和储存食品峒室

峒室设在1503轨顺联络巷上部车场峒室内。

（1）峒室的维护由巷道施工单位负责，确保除开关、电缆或绞车外无其它杂物。并悬挂警示牌“避灾食品注意保护”。

（2）食品由生活科准备，备足100人的用量，标准“一人一瓶水一块高压缩饼干”。并定期检查，保持备用食品不过期，定期更换。

（3）安监人员负责日常的监督检查工作，发现问题及时汇报矿调度指挥中心。

4.结论

煤矿冲击地压直接危害到安全生产，以上结合本矿出现的冲击地压现象，提出了符合现场实际的防治方案及措施，取得了较好实效。今后为了有效防范冲击地压，必须加强防冲及矿压观测，合理选择开拓方法，提前采用预防性卸压爆破和大孔卸压等综合治理方法。

【参考文献】

[1]钱鸣高，刘听成.矿山压力及控制[M].北京：煤炭工业出版社，2008.