1、分析冲击地压危险掘进工作面贯通实践及防范措施曹梦炫，张乐强，傅鑫（陕西正通煤业有限责任公司，陕西咸阳7 1 3 6 0 0）摘要：冲击地压危险掘进工作面具有一定特殊性，不仅挖掘开采的难度相对较大,还存在较大的安全隐患。特别是在冲击地压危险掘进工作面贯通期间,如果贯通技术不到位，安全防护力度不足，受动载压力和静载压力的叠加影响，很容易诱发冲击地压。对此，本文结合各冲击地压危险掘进工作面的机理，对贯通技术以及安全防护措施，进行分析和阐述。关键词：冲击地压；危险掘进工作面；贯通；安全事故中图分类号：F406.3;TD324文献标识码：B文章编号：1 0 0 8-0 1 55(2 0 2 3)1 3-
2、0 0 6 4-0 3近几年，煤炭需求量逐渐增加，煤矿的开采强度也逐渐增加，但是由于开采环境较为复杂，发生冲击地压的频率较高，严重影响了冲击地压危险掘进工作面贯通的安全和稳定。对此，在冲击地压危险掘进工作面贯通期间，需要将各项贯通实践技术有效地应用到其中，并结合实际情况，做好安全防护，这样才能减少冲击地压危险掘进工作面的安全隐患，减少安全事故。1冲击地压危险掘进工作面机理通过对冲击地压危险掘进工作面贯通机理的研究，可以更好地落实各项技术防范措施，并采取针对性的安全防护手段，以此提升冲击地压危险掘进工作面贯通的安全性和稳定性，实现冲击地压危险掘进工作面的安全贯通。工作面发生冲击地压次数与煤矿开采
3、深度之间有着非线性的对应关系,并且若开采深度超过7 0 0 m，上覆岩层所产生的自重应力是工作面巷道周围煤岩体所受应力的主要来源，会对工作面产生较大地压。同时，坚硬的厚层顶板很容易汇集大量的弹性能，如果上覆岩层发生断裂或者滑移，汇集的大量弹性动能就会瞬间释放，造成破环，导致事故发生。如果垮落岩层无法填满采空区，造成上部岩层悬露，岩梁会将自身以及上部岩层的重量都施加到采煤工作面周围的煤体上，随着工作面继续回采，就会导致厚层老顶断裂、初次跨落和周期回转失稳等情况，对工作面产生冲击。同时，通常情况下，顶板来压期间，煤体的冲击危险会上升，这时煤体在高加持的应力下，会产生不同程度的破坏,并且在强烈震动作
4、用下，将汇集的能量释放，产生较大的冲击破坏。2冲击危险的成因在冲击地压危险掘进工作面贯通期间,存在相对64较多的安全隐患，为了更好地落实各项贯通技术，做好安全防护，需要了解和掌握冲击地压危险掘进工作面贯通安全隐患的成因 2 ,其主要内容如下：构造冲击地压。煤层受构造影响,在断层、褶曲等构造区，应力状态复杂，可能导致冲击地压。煤层具有较强的冲击倾向性,如果上煤层的质地相对较硬,会形成较大的集中应力,聚集大量的弹性变形能,在冲击地压危险掘进工作面贯通期间，很容易产生脆性破环，发生冲击危险。深部冲击地压矿井。煤层的开采深度大，采深所产生的应力与采动应力叠加，造成冲击地压。同时，在冲击地压危险掘进工作
5、面贯通期间，其深度若为516538.5m，受采区内采空区影响，应力的集中程度相对较大，且分布不是很均匀。在形成采空区以后,高位岩层悬露部分的重量逐渐向两侧移动，此时若受到采空区的影响，会产生较为严重的冲击危险，进而提高了安全事故发生的可能性。坚硬顶板冲击地压。煤层上的顶板质地坚硬，且岩层厚度较大,顶板积聚弹性能的能力强,在掘进贯通过程中，顶板断裂对煤层的高应力作用发生冲击地压。另外，在此情况下，若构造应力和采动应力叠加，就会产生冲击危害，进而引发安全事故。同时，断层在发育期间,其形态会发生变化，且具有一定复杂性，这时若煤层埋深逐渐向地堑中心移动，煤层倾角就会增大，形成牵引褶曲。3工作面贯通技术
6、要点在冲击地压危险掘进工作面贯通期间，应力叠加，很容易诱发冲击危险。对此，需要严格将各项技术要点落到实处，以此消除冲击地压的危险隐患。冲击地压危险掘进工作面贯通技术的要点，主要表现为以下几点。3.1电磁辐射监测技术电磁辐射监测技术在冲击地压危险掘进工作面贯通中，占据着非常重要的地位，主要是利用流动电磁辐射仪器,对工作面、下巷和掘进面进行实时监测，并且根据监测的数据，对冲击危险的变化趋势进行预测和分析。同时，需要在工作面上布置2 个点且距离为0.5m，以此保证电磁辐射监测的全面性。另外，在电磁辐射监测期间，需要每天对电磁辐射的变化规律进行详细记录，以及时掌握掘进工作面的冲击危险情况,针对性进行安
7、全防护。3.2钻屑法监测钻屑法监测主要适用于煤矿开采的正头及两帮，钻孔位于巷道中心偏下位置，且钻眼方向应与巷道掘进方向相同，其钻眼深度应为3 0 m左右，但还需要根据实际情况，具体设定钻眼深度。一般情况下，钻屑煤粉量的临界值为5kg/m，若超出规定的临界值，则充分说明监测区域的应力值相对较高，很容易产生冲击危险。同时,在使用钻屑法监测期间，需要做到每天监测，通常情况下应当每天监测1 0 m，工作面掘进5m，这样可以根据实际情况做好安全防护，确保生产安全，减少安全事故的产生。3.3深孔卸压爆破在冲击地压危险掘进工作面贯通期间，深孔卸压爆破属于常见的技术要点，在具体应用期间，应当注意以下几点：深孔
8、卸压爆破主要以迎头炮为主，根据工作面的实际情况，设置合适的迎头炮，且要沿着巷道方向进行水平钻进,与煤壁应当垂直。同时,对装药炮孔与顶板之间的距离进行合理设定,通常为1.0 1.5m,且所有的钻孔深度应为1 5m左右，钻孔沿着煤层倾向布置，钻孔倾角与顶板呈平行状态，还需要注意钻孔与巷道底板之间的距离，滞后工作面不能大于1 0 m。在巷道反向掘进期间，可以采用大直径钻孔卸压的方式，根据实际情况，合理设计钻孔直径、孔深等方面的内容。另外，应当合理设置巷道中间位置的钻孔间距，实时监测局部巷道的冲击危险，这时需要进行二次卸压爆破，针对性地采取局部卸压措施。根据实际情况，严格控制每个钻孔的装药量，同时使用
9、延期电雷管，从底孔向外设置第一个炮头和第二个炮头 3 。同时，确保正向装药，在爆破完成以后，需要进行封孔处理。针对每个卸压孔内的两个雷管，采用并联的方式,将雷管脚线进行连接,形成一个整体。同时，多个卸压孔的雷管，可以采用串联的方式进行连接。但是，在深孔卸压爆破时，需要严格控制每次起爆卸压的次数，一般不能超过4次，并且在定炮之前，应当利用钻杆将钻孔内的煤粉进行清理，保证良好的起爆效果。3.4煤层注水煤层注水是冲击地压危险掘进工作面贯通中需要重点考虑的内容，首先需要注意钻孔的深度，且钻孔应当与巷道保持垂直状态，一般控制孔口高度与底板之间的距离在1.0 m左右；其次，在煤层注水时,钻孔需要沿着煤层倾
10、向进行定位，这为钻孔垂直于掘进方向提供了相对便利的条件；最后，需要结合实际情况，在每个钻孔处设置流量计、压力表等，实时掌握煤层注水的情况,进行调整。同时，根据相关的技术要求，进行打钻、封孔以及注水等工作，可以有效减少冲击危险的产生。3.5放炮掘进针对冲击危险较大的区域,特别是随着掘进进度冲击危险增加的区域，采用放炮掘进的方式，改变煤体结构，这样可以释放应力，从而消除或者减少冲击危险所形成的因素与条件。同时,在每次装药爆破时，需要结合实际情况，按照8 kg计算装药量，并针对不装药的钻孔，利用水泥和黏土进行填充处理，避免给冲击地压危险掘进工作面贯通带来严重影响 4。另外，在放炮掘进时，需要严格设定
11、躲炮的安全距离，通常为3 0 0 m，放炮后躲炮的时间一定不能小于3 0 min，这样可以避免安全事故的产生，确保冲击地压危险掘进工作面稳定、安全且有序地贯通。4安全防护措施在冲击地压危险掘进工作面贯通期间，仅利用各项技术措施还不够，还需要结合实际情况，做好安全防护措施：需要做好对冲击地压危险掘进工作面巷道口的把控工作，在开采生产期间，需要根据实际情况，做好封闭管理,对巷道生产人数也需要严格控制。在冲击地压危险掘进工作面贯通时，除转载机、破碎机、运输机司机和看机尾人员外，应当严禁其他人员进人，并且在工作面停止生产以后，应当等待3 0 min才准许人员进入。另外，在冲击地压危险掘进工作面贯通超前
12、400m范围时，除了必要的工作人员，不允许其他人员逗留，也不允许存在任何闲置设备，且需要对必须存放的物料和设备进行固定，避免其带来不必要的负面影响。如果冲击地压危险掘进工作面巷道超前2 0 0 m，则需要对该范围的防冲支架实行强力支护，并且结合实际情况，进行巷道软包，确保巷道安全。同时，冲击65地压危险掘进对工作面造成的损坏，主要是巷道周围岩体的静应力与冲击荷载相互叠加作用下的结果，并且经过岩层的传递，以及卸压层的减弱，锚固层的消耗，可以作用于可缩性液压支架上，在巷道内可以形成良好的支护系统，以此保证冲击地压危险掘进工作面的稳定性。同时，由于冲击地压危险掘进工作面的环境较为复杂，如果存在硬厚岩
13、层、多构造结合等问题，需要根据实际情况，适当加大主动与被动支护体系，增加锚杆锚索的长度，有效扩散支护范围,以此提升冲击地压危险掘进工作面支护的强度。但是，在支护时，需要注重锚杆配合锚索联合支护的各项参数，通常情况下以无纵筋全螺纹钢树脂锚杆为主，其间距应当根据实际情况进行合理调整，以此保证支护的有效性。掘进工作面两顺槽如果存在冲击危险，顺槽支护属于保证开采安全性的最后一道防线。对此，在冲击地压危险掘进工作面贯通安全防护时，如果高强度可伸缩液压支架所承受的荷载强度不大于开采阻力，可以对开采区域进行主动支护，但是如果瞬间冲击荷载大于生产阻力，这时可以利用卸载阀进行卸载，能对瞬间冲击起到良好的缓冲作用
14、，避免给工作面带来较为严重的影响。如果冲击地压危险掘进工作面上方有坚硬的厚岩层，由于自身以及上覆岩层所产生的自重力是工作面所承受荷载的主要来源，并且坚硬岩层周期性断裂以及产生滑移，很容易对工作面造成严重的负面影响，导致冲击危险因素的产生 5。对此,在冲击地压危险掘进工作面贯通安全防护时，需要根据实际情况，对工作面上覆坚硬顶板进行处理，通常采用爆破的处理方式，这样可以促进关键层位的落，减少极限跨度，避免在重点部位产生爆破松动圈，并且在高位岩层运动的情况下，可以吸收缓冲层，避免产生大面积的工作面煤体岩层破坏，引发安全事故。同时，在构造区域，应当结合实际情况进行爆破处理，这样可以在解决上覆坚硬岩层的
15、情况下，充分释放构造应力，避免构造应力与其他扰动产生叠加，引发冲击危险，提升其安全性能。5结语综上所述，冲击危险给掘进工作面的开采带来了较大的安全隐患，很容易引发安全事故。对此,在冲击地压危险掘进工作面贯通期间，卸压应力处于集中状态或者分布较为异常,是冲击地压危险防治的重点,如果监测或者安全防护不到位，将直接影响煤矿工作面开采的安全性。为解决这一问题，在冲击地压危险掘进工作面贯通时，不仅需要做好安全防护，还需要严格落实各项监测技术，落实安全防护措施，这可以有效消除掘进工作面贯通的冲击地压危险，降低安全事故的发生率，为相关工作人员提供最大的安全保障。另外，冲击地压危险掘进工作面贯通时的安全性、稳
16、定性提高，对其行业领域的健康、稳定发展，也有一定的积极作用。参考文献：1张丁丁.坚硬顶板工作面冲击地压防治技术研究及应用实践 J.山东煤炭科技,2 0 2 2,40（0 6）：1 9 0-1 9 2+198+204.2商伐，任玉龙.大佛寺煤矿40 2 0 1 综放工作面矿压观测及防治研究 J.内蒙古煤炭经济,2 0 2 2(0 8）：1 0 0-1 0 2.3王磊，曾柯植，张恒军.采煤工作面两侧沿空开采冲击地压防治技术应用与实践 J.煤矿现代化，2 0 2 1（0 1)：45-47+51.4韩玉忠，吕长刚，魏光亮，等.超深掘进工作面冲击地压防治技术研究 J.煤炭科学技术,2 0 2 0,48（S2)：8 4-9 1.5张经龙，仇振泉，周海勇.工作面顺槽掘进期间冲击地压防治技术的研究及应用 J.山东煤炭科技，2 0 1 9（0 5)：175-177+180.作者简介：曹梦炫（1 9 9 6-），男，山西大同人，本科，助理工程师，从事煤矿开采技术管理，主要参与大埋深厚煤层冲击地压矿井开采相关工作。66
