突出煤层掘进巷道冲击地压防治技术
张宇
[摘 要]硫磺沟煤矿为斜井开拓，分别为副斜井、主暗斜井、集中回风上山，均布置具有强冲击倾向性的9-15煤层中（平均厚度31.25m），且巷道水平距离25m左右。掘进期间动力显现频繁，且随向深部延伸，山地应力逐步增加，面临较大危险。基于此，三条下山均评价具有高度冲击危险，硫磺沟煤矿以三条下山基础，在厚煤层、近距离、高应力集中区域采取了大孔径钻孔卸压、断底爆破卸压并利用钻屑法等手段进行监测预警，保证了三条下山安全掘进，杜绝了冲击地压事故发生。
[关键词]厚煤层 近距离 开拓巷道 高度冲击危险 大孔径卸压 断底爆破卸压
中图分类号：275 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）03-0085-01
1、概况
兖矿新疆矿业有限公司硫磺沟煤矿位于乌鲁木齐西部准南煤田头屯河区，头屯河中游之西侧，硫磺沟矿区中部，行政区划属昌吉市硫磺沟镇管辖。硫磺沟煤矿开拓方式为斜井开拓，分别布置副斜井、主暗斜井、集中回风上山，均布置在9-15煤层中，沿9-15煤层顶板掘进，巷道水平距离平均在25m左右（见图2.1）。9-15煤层平均厚度31.25m，煤层倾角在21～25°，评价具有强冲击倾向性。前期三条下山开拓掘进期间动力现象显现频繁，多次发生冲击地压事故。因此，在基于掘进区域冲击危险性评估的前提上，还需制定科学合理的防治治理措施。
2、冲击危险性评估
结合工作面地质情况及周围开采条件，综合考虑坚硬顶板和构造应力等因素，利用综合指数法、可能性指数法、多因素耦合评价等方法，评价三条下山开拓延伸掘进区域均具有高度冲击危险性。
3、冲击危险区域治理
根据上述分析及现场实际情况，认为施工巷道具有高度冲击危险，应严格按照高度冲击地压危险区进行管理，并制定以下防治方案。
3.1 大孔径卸压钻孔
采用ZQJ-300/6气动架柱式钻机或ZQSJ-140/4.1型架座支撑气动式手持钻机施工钻孔。迎头钻孔孔深25m，直径125mm，当钻孔过程中存在较为严重的动力现象时（煤粉颗粒大、顶钻、吸钻、煤炮等异常情况），应在钻孔附近300～500mm补打，直至无动力现象。帮部钻孔间距为1m，钻孔长度20m，每掘进15m为一个循环，或根据迎头实际钻孔施工长度及动力现象显现情况确定卸压循环，至少预留10m卸压保护带。
3.2 断底爆破卸压钻孔
断底采用3排钻孔，沿巷道倾向方向施工倾1#、倾2#钻孔，沿走向方向施工走1#钻孔。装药量根据卸压效果进行调整，钻孔施工为常态施工，滞后迎头不大于5m。
3.3 巷道掘进支护方案
（1）頂板支护
①锚杆形式和规格：杆体为无纵肋螺纹钢，直径22mm，长度2200mm。树脂全长锚固，采用2支MSCK2370型树脂锚固剂。钻孔直径为28mm。锚杆托盘：采用拱形150mm×150mm×10mm钢托盘。锚杆布置：锚杆间排距800×800mm。
②钢筋梯规格：采用Φ10mm的钢筋焊成。
③金属网规格：直径Φ6mm钢筋焊接加工，网孔规格为80mm×80mm。
④锚索支护参数：按断面图中锚索规格施工，树脂加长锚固，采用3支MSCK2370型树脂锚固剂。钻孔直径为32mm。锚索布置：岩巷每排1根，煤巷每排2根，排距1600mm，间距1600mm，巷中布置，锚索规格22×7300mm。
（2）两帮支护
①锚杆形式和规格：杆体为无纵肋螺纹钢，直径18mm，长度2200mm。树脂加长锚固，采用2支MSCK2335型树脂锚固剂。钻孔直径为28mm，锚杆托盘：采用拱形150mm×150mm×10mm钢托盘。锚杆布置：锚杆间排距800mm。
②钢筋梯规格：采用Φ10mm的钢筋焊成。
金属网规格：10#铁丝加工，网孔规格为40mm×40mm。
（3）喷射M10标号砂浆1：2。 水泥：558公斤/m3，中粗砂：1.09m3/m3 ，水： 0.58m3/m3。
3.4 钻屑法监测
钻屑法为每天施工一次，两帮钻孔距离迎头不大于3m，每米测量煤粉量，如钻屑量超标或钻孔施工期间动力显现严重（煤炮、卡钻、顶钻、吸钻、颗粒大），应在钻孔附近1m位置施工验证孔，如验证孔确实存在冲击危险，立即停止掘进，组织卸压。9-15煤层钻屑量指标如下：
标准煤粉量：1～4m：1.95kg/m；5～12m：2.09kg/m；
临界煤粉量：1～4m：2.93kg/m；5～12m：4.18kg/m。
4、结论
在对硫磺沟煤矿三条下山开拓延伸冲击危险性评价的基础上，硫磺沟煤矿制定了以大孔径钻孔卸压、断底爆破卸压为主，钻屑法监测为辅的防治措施，并基于此加强了掘进巷道支护强度，科学的解决了三条下山开拓延伸在近距离、厚煤层、高应力集中的情况下面临的冲击危险，并安全掘进了350m巷道，期间未监测到冲击危险，掘进期间动力现象显现不明显，杜绝了冲击地压事故发生。
参考文献
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