唐陽煤礦632工作面沖擊危險性評價及卸壓技術研究

唐陽煤礦632工作面沖擊危險性評價及卸壓技術研究摘要：圍繞唐陽煤礦632工作面實際情況，運用綜合指數(shù)法、可能性指數(shù)法和經(jīng)驗類比法對工作面的沖擊危險性進行了評價。根據(jù)評價結果結合實際情況，采取了煤層預注水和鉆孔卸壓措施，進行了工作面預卸壓處理。實現(xiàn)了工作面安全開采。關鍵詞：沖擊危險性斷層煤層預注水鉆孔卸壓中圖分類號：TD353文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2012）12（b）-0069-01唐陽煤礦632工作面，平均埋深540～720m；煤厚5.76m；煤層傾角6°～18°，平均12°；煤巖結構簡單，兩側分布F29和DF5大斷層；屬“斷層夾持型”工作面。1632工作面沖擊危險性評價1.1綜合指數(shù)法評價1.1.1地質因素評定唐陽煤礦632工作面地質因素影響下沖擊地壓危險性指數(shù)Wtl=0.42，介于0.3～0.5之間，具有弱沖擊危險[1]。1.1.2開采技術條件評定632工作面開采技術條件導致的沖擊地壓危險指數(shù)為Wt2=0.35，介于0.3～0.5之間，具有弱沖擊危險。1.2可能性指數(shù)法評價1.2.1采場應力分布632工作面埋深按H=700m計算，煤層上應力集中系數(shù)按k=1.3，巖石重力密度γ=2.5×104N/10-3m計算，則最大應力為kγH=22.75MPa，煤層單向抗壓強度σc=22.58MPa，處于發(fā)生沖擊地壓的基本應力水平線上。1.2.2煤體沖擊傾向性實驗室測試得632工作面煤層的沖擊傾向性指數(shù)約為WET=5.09，具有強沖擊傾向性。1.2.3隸屬度UIc計算應力對“發(fā)生沖擊地壓”事件隸屬度UIc=0.5。1.2.4隸屬度UWET計算沖擊傾向性對“發(fā)生沖擊地壓”事件隸屬UWET=1.0。1.2.5沖擊可能性指數(shù)U確定U=（UIc+UWET）/2（1）根據(jù)公式（1）可得：632工作面的可能性指數(shù)U=0.75。1.2.6診斷某一點沖擊地壓發(fā)生的可能性U=0.75，介于0.6～0.8之間，屬可能發(fā)生沖擊地壓工作面，說明632工作面存在一般發(fā)生沖擊地壓的力源條件，在工作面采掘到斷層區(qū)域或頂板巖層運動時，可能發(fā)生沖擊地壓。1.3經(jīng)驗類比法根據(jù)經(jīng)驗類比法分析，632工作面主要沖擊地壓危險區(qū)域有14個，其中微小沖擊危險區(qū)域8個，一般沖擊危險區(qū)域5個，較強沖擊危險區(qū)域1個。1.4632工作面沖擊危險性評價綜合分析綜合指數(shù)法、可能性指數(shù)診斷法和經(jīng)驗類比法的結果，根據(jù)沖擊地壓分級方法，632工作面整體上具有弱沖擊危險。2632工作面沖卸壓措施2.1煤層預注水2.1.1理論分析煤層預注水[2]是在采掘前，對煤層進行全方位、長時壓力注水，目的是通過壓力水的物理化學作用，改變煤的物理力學性質，減弱或者消除沖擊危險。煤層預注水是一種積極主動的區(qū)域性防范措施，不僅能消除或減緩動力現(xiàn)象威脅，而且可起到消塵、降溫，改善勞動條件的作用。2.1.2注水技術方案設計注水孔在軌道順槽一則沿傾向下行鉆孔布置，與煤層走勢一致；注水孔超前工作面煤壁40～100m，注水孔直徑Φ56mm；注水孔長度為工作面煤體傾向長度2/3；注水孔間距為10m，平行布置；封孔長度為5m；初設注水壓力不小于5MPa。如圖1所示。2.2鉆孔卸壓2.2.1理論分析鉆孔卸壓[2]是利用鉆孔方法消除或減緩沖擊地壓危險的解危措施。鉆進愈接近高應力帶，鉆孔沖擊頻度越高，強度也越大。因此每個鉆孔周圍形成一定破碎區(qū)，當這些破碎區(qū)互相接近后，便能使煤層破裂卸壓。鉆孔卸壓的實質是利用高應力條件下，煤層中積聚的彈性能來破壞鉆孔周圍的煤體，使煤層卸壓、釋放能量，消除沖擊危險。2.2.2鉆孔卸壓技術方案設計鉆孔卸壓一般采用大直徑鉆孔方式。根據(jù)唐陽煤礦實際開采條件和施工條件，選取鉆孔參數(shù)為：鉆孔孔深20m，孔徑Φ110mm，孔距3～5m，鉆孔距離地板1.2m。3結語（1）唐陽煤礦632工作面屬于斷層夾持型工作面。（2）采用綜合指數(shù)法、可能性指數(shù)法和經(jīng)驗類比法得到632工作面具有弱沖擊危險性。（3）采用煤層預注水和鉆孔卸壓等措施可預防沖擊地壓的發(fā)生。參考文獻[1]錢鳴高