衝擊地壓防治研討會彙報提綱 www.dukashe.com
山東能源淄礦集團唐口煤業
2013年2月
第一章 唐口煤礦衝擊地壓概況
一、礦井基本情況:
唐口煤礦於2001年10月開工建設，2006年1月投入生產，核定年生產能力500萬噸，井田麵積約77平方公裏，是淄礦集團省內生產能力最大的礦井，也是唯一一座在同一工業廣場內布置主、副、風三個超千米立井的礦井，除具有一般礦井的“五大”自然災害外，還受高地溫、高地壓威脅，安全管理難度大。
一、礦井衝擊地壓災害情況
1、煤層及頂、底板岩層自身具有衝擊傾向性
煤炭科學研究總院對唐口礦開采煤層及頂、底板岩層進行了衝擊傾向性試驗。根據送檢煤樣的測定數據，判定唐口礦3上煤層屬於3類，為具有強衝擊傾向性煤層；根據送檢岩樣的測定數據，判定唐口礦3上煤層頂、底板屬於2類，為具有弱衝擊傾向性的岩層。礦井範圍內煤層和頂、底板都具有一定的衝擊傾向性，一旦力源條件滿足並受擾動因素的影響，便會導致動力災害事故的發生。
2、超千米采深導致較高應力水平
唐口礦井開采深度超過了1000m，煤層中的自重應力較高，受其影響，礦井巷道圍岩普遍存在工程軟岩特性，巷道兩幫收斂、底鼓等變形嚴重，造成了巷道的返修率高、擴修工作量大等問題。雖然，伴隨著深井軟岩岩體的變形、破壞，積聚在岩體中的部分彈性能得以釋放，降低了發生衝擊地壓的可能性，但由於超千米深井整體應力水平較高，加上開采範圍逐漸擴大、開采強度的逐漸增強，使得礦井衝擊危險性也逐步升高。
3、地質構造對衝擊危險性的影響
礦井開采範圍內地質構造較複雜，斷層、褶曲均存在，其中落差≥100m的斷層16條， 50-100m的斷層17條，30-50m的斷層9條，由於構造因素導致的局部區域煤岩體應力水平較高，動力顯現現象頻繁的現象已經有所顯現，隨著開采範圍的擴大，表現可能會更加明顯，構造應力的存在在一定程度增大發生衝擊地壓的可能性。
4、開采技術因素
隨著礦井開采範圍逐漸擴大，采空區範圍也在逐漸擴大，同時又受開采順序、煤柱留設、采煤活動、爆破擾動等因素影響，加大了衝擊地壓發生的可能性。
以上因素均會對衝擊地壓危險程度產生一定的影響，此外，隨著時間的推移，井下開采範圍的擴大，影響衝擊地壓的因素也愈加複雜，衝擊地壓發生的可能性以及衝擊危險性也越大。
第二章 科技項目開展情況
2009年至2012年，唐口煤業公司共開展防衝類科技項目9項，累計投入科研資金900餘萬元，科研成果成效顯著，其中《多采空區異形煤柱高應力控製防衝治理技術研究》獲2012年中國煤炭科學技術二等獎，《千米深井複雜條件下衝擊危險性評價與預警技術研究》獲2012年山東省煤炭科學技術二等獎。
第三章 防衝裝備的配備和使用情況
2009年引進安裝了波蘭ARAMIS M/E微震監測係統，對全礦井的微震事件進行監測，為衝擊地壓的防治提供有力的預測手段。目前，井下共安設了14台拾震器，2台微震便攜探頭，微震監測網絡覆蓋全礦井，2012年又投資430萬元對微震監測係統進行了升級改造，由16通道升級為32通道，加大了微震監測係統的監測密度。
2011年引進了CRMS衝擊地壓實時監測預警係統，實現回采工作麵衝擊地壓危險區域和危險程度的實時在線監測預警，通過在5301、2309、5302工作麵的安裝應用，監測效果良好。
在所有回采工作麵安裝應用了KJ216綜采工作麵支架工作阻力在線監測係統、頂板離層在線監測係統，有效監測工作麵初次來壓、周期來壓、頂板離層等數據；購置了2台電磁輻射儀，對特殊區域進行電磁輻射監測，及時分析數據、總結規律，避免應力集中。
礦井先後購置了煤層注水鑽機1台、大直徑鑽孔卸壓鑽機2台，防衝監測鑽機16餘台，用於井下各煤巷工作麵煤粉量監測、大直徑鑽孔卸壓和煤層注水卸壓，為衝擊地壓的有效防治提供了有力保障。
今年4月份，為滿足礦井防衝需求，結合我礦實際情況，向集團公司申請追加了1170萬元安全費用，用於購置防衝設備，主要購置了德國進口氣動手持式鑽機10台、CRMS應力在線監測係統1套、微震係統升級設備1套、礦震監測設備1套、氣動架柱式鑽機6台、煤礦用深孔鑽車1台。目前，所有防衝設備都已陸續到貨，並開始投入使用，礦井衝擊地壓防治能力得到顯著提升。
第四章 采取的主要防衝安全技術措施
在衝擊地壓危險區開采過程中嚴格堅持“先解危後開采，不解危不開采”的原則，按照“衝擊危險性評價→采取防範措施→衝擊危險預測預報 →落實解危措施→進行效果檢查”的基本程序，及時消除衝擊危險隱患。
對各采掘工作麵潛在衝擊危險區域，開展煤層注水、施工大直徑鑽孔進行預卸壓，采用微震法、鑽屑法加強防衝監測，若監測到應力異常時，根據監測情況圈定衝擊危險區域，通過采取爆破卸壓、大直徑鑽孔卸壓等卸壓方法進行解危，並通過鑽屑法對卸壓效果進行檢驗，直至消除衝擊危險。月度、季度形成衝擊地壓防治工作總結，積累經驗，研究規律，真正形成了“圈定危險區域（預測預報）--落實防衝措施--防衝效果檢驗--防衝工作小結”的閉合管理。
按照以上防衝基本程序，先後在5302工作麵、4309工作麵等多次進行爆破卸壓、煤層注水卸壓和大直徑鑽孔卸壓，保證了安全生產，全年共進行爆破卸壓180次，施工大直徑卸壓鑽孔1800個，回采工作麵煤層注水3000m³，防衝治理效果明顯。
第五章 衝擊地壓事故案例
唐口煤礦自建礦以來一直積極開展衝擊地壓防治工作，嚴格落實各項衝擊地壓防治措施，雖然礦井具有較大衝擊地壓危害，但至今未發生過衝擊地壓事故，僅發生過3起微衝擊事件。
一、4303軌道順槽施工道迎頭微衝擊事件
1、事件經過：2012年7月4日14：30左右，開拓二隊跟班隊長陳玉勝帶領2名職工施工煤粉鑽，施工位置在正迎頭上台階中間位置。打鑽過程中，職工李建軍在鑽機中間操作，陳玉勝與另一位職工朱先軍分別在兩邊輔助。15：00左右，施工第6根鑽杆時（人員在距迎頭300mm）發生煤炮，迎頭煤壁突然鼓出約2m³的煤渣(碎煤塊與煤粉)，煤塊拋出，突出的煤體將正對的李建軍衝倒，向後翻倒2m多遠，其口罩被打壞，眉間和腮上部有輕微擦傷，另外朱先軍、陳玉勝也被衝倒，但未受傷。
2、事故原因分析：①4303工作麵屬於條帶孤島工作麵，上下是4301和4304工作麵采空區，左邊是2301工作麵采空區，右邊是向斜的上抬翼部，導致4303工作麵處於“應力孤島”狀態。②掘進工作麵處於向斜翼部和底部交界的高應力區，構造應力巨大。
采動與構造應力疊加後，形成高應力區域，導致衝擊危險性增加。
3、采取的應對措施：①工作麵停掘，撤出作業人員，加強煤粉鑽監測，確定危險區域。②聯係薑福興教授進行衝擊危險評價，分析原因並提出解決方案。③采取大直徑鑽孔卸壓、煤層爆破卸壓，進行卸壓解危。
二、5302輔助軌道順槽裏段微衝擊事件
1、事件經過：2012年9月21日早班， 5302輔助軌道裏段總進尺173.5m，輔軌迎頭距5302工作麵281m，采用鑽屑法監測到迎頭8m範圍內煤粉量輕微超標，中班進行加強監測，煤粉量仍然輕微超標。為有效降低煤層應力水平，緩解煤層衝擊危險性，22日夜班，在巷道右幫選取3個煤粉量超標鑽孔作為爆破卸壓孔，進行爆破卸壓。爆破後，發生微衝擊現象，爆破孔2.5m範圍巷幫最大鼓出300mm，局部錨網崩斷，頂板出現輕微開裂。
2、原因分析：①5302輔助軌道順槽向5302工作麵掘進，受采、掘相向推進影響，掘進迎頭煤體應力較為集中。②經卸壓爆破後，煤體應力未得到釋放或向煤體深部轉移，而是向卸壓保護帶內轉移，致使煤體應力集中，超過發生衝擊地壓的極限應力，從而導致了該微衝擊事件的發生。
3、采取的應對措施：①應用大直徑鑽孔卸壓方法在危險區域進行卸壓解危，盡量不采取爆破卸壓。②控製5302工作麵回采速度和5302輔助軌道順槽掘進速度。③5302輔助軌道順槽掘進前，先進行衝擊危險監測，無衝擊危險，方可掘進，有衝擊危險，必須在衝擊危險消除後再恢複掘進。
三、5302工作麵異常動力現象
1、事件經過：2013年2月1日淩晨2點左右，工作麵突然來壓，出現大麵積片幫和麵前頂板抽冒，工作麵3-45#架安全閥大部分開啟，個別支架安全閥噴液高度達2m左右；支架大部分底座歪斜，底板有明顯的錯茬；皮順超前12m範圍內，巷道寬度由4.8m收縮到4.3m，單體支柱鑽底，並成倒八字形，錨索斷裂8條，轉載機處底鼓0.4m左右；工作麵支架立柱整體下降300～500mm，頂板出現台階下沉，支架結構件聲音異常，人員站在架間感覺有失重感，身體直立不穩，全麵出現端麵頂板抽冒，冒落高度一般在3～4 m，局部冒落最高達9 m。
2、原因分析：
①礦井具有衝擊地壓危險性。5302工作麵煤層埋藏深度大（960 m），煤層及煤層頂底板均具有衝擊傾向性，且煤層上覆堅硬岩層，存在衝擊危險性。
②工作麵遇地質構造帶，增加了應力集中。工作麵處於一個近似小向斜構造的翼部；遇底鼓構造，1-35#架出現高度1～1.5m的底鼓（煤層變薄，煤層厚度由4.5 m 變為1.4～4 m，平均3.1m，煤層傾角由原來的1～2°變為7～8°），形成了易發生衝擊地壓的因素。
③工作麵推采速度快（日最高推進速度為14.6m，平均推進速度12.9m），周期來壓步距加大，聚集的能量大，工作麵超前壓力得不到充分有效釋放，遇有弱麵空間時，來壓釋放的能量高，並有衝擊性特征。
3、采取的應對措施：
①控製5302麵推采速度，合理開采強度。工作麵日進不得大於5m，確保安全生產。
②加強管理，安全采過斷層區。5302工作麵前方150m處有一落差2-4m的順麵斷層，此150m的範圍內均按高度衝擊危險區域進行管理。
③做好衝擊危險評價，提前采取針對性措施。采掘工作麵投產前，都要進行衝擊危險性評價。針對每個構造異常區、應力異常區等衝擊危險工作麵，都要聘請專家進行衝擊危險評價，劃定高度衝擊危險區，有針對性的采取卸壓解危措施。
第六章 衝擊地壓治理對生產的影響
防衝治理影響采掘工作的主要因素是重點衝擊危險區域的停產撤人和一般衝擊危險區域卸壓爆破撤人。
一、重點衝擊危險區域停產
2012年，根據防衝監測情況，將3306皮帶順槽掘進工作麵和4303軌道順槽掘進工作麵劃定為重點衝擊危險區域，實施了停產撤人、多手段卸壓解危的防衝治理措施，直至衝擊危險解除後恢複了正常生產。3306皮帶順槽掘進工作麵卸壓解危影響生產時間為7天，4303軌道順槽掘進工作麵卸壓解危影響生產時間為3天。
二、一般衝擊危險區域卸壓爆破撤人
一般衝擊危險區域進行爆破卸壓時，需進行撤人，經過躲炮時間後，方可進入工作麵進行正常生產。裝藥時間平均為40分鍾，躲炮時間為30分鍾，則每進行一次爆破卸壓要影響生產70分鍾。2012年，在一般衝擊危險區域共進行爆破卸壓180次，其中采煤工作麵162次，掘進工作麵18次，共影響采煤190小時，影響掘進20小時。
第七章 工作中存在的問題
一、專業技術人員技術水平不高、施工人員缺乏相應專業施工技能
由於相應技術培訓較少，各綜采、綜掘區隊煤粉鑽施工效率較低，經常出現埋鑽現象；防衝隊施工大直徑卸壓鑽孔、煤層卸壓注水鑽孔，不能掌握在高應力條件下的熟練施工技能，常出現鑽機卡鑽、埋鑽現象；防衝係統安裝、維修人員經驗不足，隻能處理常規通訊故障。礦井防衝作業人員技術能力相對薄弱，整體工作水平不高。
二、防衝人員數量相對較少，工作待遇相對較低
現有防衝機構中，防衝辦公室技術人員專業較為單一，全部為采礦專業，造成防衝工作中較多工作開展較為困難。隨著礦井防衝工作任務的加重，現有防衝區隊人員嚴重不足，不能滿足下一步礦井防衝工程需求。另外，由於缺乏上級各類工作考核和相應文件，防衝管理人員工資待遇相對較低，現場施工人員按照井下輔助支付工資，工資水平也較低。
第八章 下一步重點工作及建議
一、加強防衝隊伍建設，完善工作責任體係
防衝隊伍專職化，增加職工數量，提高防衝卸壓鑽機利用率和施工效率，滿足礦井防衝需求。成立衝擊地壓研究所，研究衝擊地壓機理、衝擊地壓預測預報及衝擊地壓防治技術，培養適應煤礦衝擊地壓防治技術研究、開發、管理、服務等領域的一線人才，提高自主創新技術和科技成果的轉化能力，在滿足礦井對衝擊地壓災害防治的基礎上，探討防衝技術輸出模式。
借鑒防衝工作經驗豐富礦井的先進經驗和工作製度，同時結合我礦實際，製定和完善各類防衝文件規定，不斷加強防衝製度和機製建設，進一步完善防衝工作管理責任體係。
二、加強衝擊地壓監測力度，提高監測精度
2013年，受采掘因素和地質條件影響，多個工作麵的掘進和回采都麵臨著較大的衝擊危險，因此，衝擊地壓的監測仍是2013年防衝工作的重點。2013年，將繼續采取鑽屑法、微震法、應力在線監測法等監測方法，購進先進防衝裝備，積極應用礦震監測、地震CT技術等先進手段，對礦井衝擊危險性進行全方位、立體式監測監控，及時預測、預警衝擊危險，為安全生產保駕護航。
三、大力開展防衝治理工作，降低衝擊危險
為降低煤層衝擊危險，確保安全生產，推進礦井可持續發展，2013年將繼續大力開展衝擊地壓的治理工作。為保證防衝治理工程的施工質量和效率，將增加專業大直徑鑽孔施工作業人員數量，購置施工鑽機、深孔鑽車等，提高大直徑鑽孔卸壓速度和效率；為有效減塵和降低煤層衝擊傾向性，將全麵開展煤層注水工程，引進先進煤層注水鑽機、自動注水監控係統，提升煤層注水的效果和效率。
四、全麵開展防衝培訓，提升防衝工作水平
2013年，全麵開展防衝教育和培訓工作，製定年度培訓計劃，明確培訓目標，通過委托有相應資質的培訓機構，或者外派學習、專家講座等方式對全員職工和管理人員進行培訓，以提高礦井整體防衝工作水平。
五、加大科研投入，探索適用於礦井實際的防衝新技術、新工藝
為探尋適用於礦井實際的防衝新工藝、新技術，滿足礦井防衝需求，下一步將加大科研投入，與各大科研院校開展廣泛合作，利用先進的防衝理念和防衝技術及手段，解決我礦防衝工作中遇到的難題，總結我礦深井高地壓、軟岩流變大、地質條件複雜、條帶開采等條件下衝擊地壓及礦壓顯現規律，開展礦震監測技術研究、上部岩層活動規律研究、煤層注水技術研究等科研項目，以達到對衝擊地壓科學監測、有效治理的目的。
六、建議
1、建議能源集團經常組織對防衝經驗豐富的單位參觀、學習，增進溝通和交流，相互借鑒先進技術，共同提升工作水平。經常組織防衝專題培訓、專題會議，介紹先進防衝理論和技術，宣貫最新的防衝要求和規定，分析衝擊地壓事故案例、接受事故教訓。
2、建議能源集團成立專門的衝擊地壓研究機構，研發先進衝擊地壓預測預報及衝擊地壓防治技術，開展衝擊地壓危險鑒定和評估，將科技成果轉化為生產力，更好的指導下屬煤礦企業開展衝擊地壓防治工作。
謝 謝 ！
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