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冲击地压预测、防治技术的应用

作者:煤矿安全网 来源:煤矿安全网 发布时间:2012年09月27日

  冲击地压预测、防治技术的应用

  山东能源临矿集团古城煤矿

  (2012年5月9日)

  尊敬的煤监局各位领导:

  上午好!首先感谢省煤监局提供了这次兄弟单位之间相互学习交流的机会,根据会议安排,我把古城煤矿的基本情况和防冲工作开展情况汇报如下:

  一、矿井概况

  古城煤矿是临矿集团在济宁矿区建设的第一对矿井,也是受冲击地压威胁严重的矿井。矿井于2001年1月投入生产,核定生产能力为220万吨/年。矿井采用立井、暗斜井多水平开拓方式,地面标高+50米左右,共分三个水平,第一水平-505米,第二水平-850米,第三水平-1030米。目前第一水平已回采完毕,第二水平剩余可采储量不足20万吨,主要生产水平为三水平,最大采深超过1200米,开采工艺为条带式综采放顶煤。

  矿井主采煤层为二迭系山西组3煤,平均煤厚8.5米。根据二水平和三水平的煤岩层冲击倾向性鉴定结果,3煤为强冲击倾向性煤层,其顶底板为弱冲击倾向性岩层。通过对钻孔资料分析,距3煤360米以上有一层60~80米厚的侏罗系红色细粒砂岩,440米以上有一层70~114米厚的中粒砂岩,经专家分析,巨厚坚硬岩层的弯曲、断裂是形成冲击地压或矿震的根源。

  矿井地质构造复杂,断层多,至今共揭露断层300多条,冲击地压的发生也与断层存在一定的联系。

  二、防冲工作开展情况

  古城煤矿自2004年发生冲击地压以来,矿井即把冲击地压防治作为全矿安全生产的中心工作来抓。几年来,我们根据防冲要求,积极健全防冲组织机构,不断加大资金投入,引进先进监测设备,开展科技攻关,逐步完善防治措施,冲击地压防治能力稳步提高。

  一是强化防冲队伍建设,健全防冲组织机构。古城煤矿成立了以矿长为组长,总工程师、分管副矿长为副组长,相关专业副总工程师与部门负责人为成员的冲击地压防治工作领导小组,下设防冲办公室,设专职防冲副总工程师,防冲办共编制47人,负责监测监控、冲击危险区划定、编制防冲措施、大直径钻孔卸压、钻屑检验和其它卸压解危工作。

  二是建章立制,落实责任。为保证冲击地压防治工作的有效开展,矿印发了《古城煤矿防治冲击地压实施意见》,理顺了防冲责任体系,健全了防冲工作安全责任制,对矿长、分管副矿长、总工程师及各级人员的防冲责任进行了详细规定,明确了各相关部门的职责,对各部门相互协作进行了具体要求。

  三是加大资金投入,配齐防冲设备。为满足防冲需求,古城矿于2007年引进波兰“SOS”微震监测系统,目前在1317工作面、3203皮带顺槽各安装一套冲击地压实时监测预警系统;同时配备了深孔钻车两台、架柱式钻机7部、手持式钻机12部,卸压钻具满足防冲需要。

  四是超前分析论证,严抓措施落实。针对矿井冲击危险逐步增大的实际,在委托北京科技大学编制32采区防冲设计的基础上,又对3203、3205、3301工作面的冲击危险进行单独论证,根据评价结果,制定专项防冲措施,通过严格按照设计布置工作面、加大掘进断面、加强掘进巷道主动支护、大钻孔卸压、保持工作面合理开采顺序等手段,有效降低了动力灾害的发生。

  三、冲击地压预测、防治技术的应用

  ㈠ SOS微震监测系统

  随着矿井冲击地压隐患的日趋凸显,为进一步丰富监测手段,古城煤矿于2007年7月安装波兰矿山研究总院的SOS微震监测系统,该系统能够监测矿山井下开采引起的震动事件。

  应用效果:

  1、能定位震动事件的平面位置和深度,通过分析,宏观划定危险区,是一种通过微震事件综合分析判定危险区域的监测方式。

  2、每天成图,直观显示震动事件的时间、平面位置和具体标高,大致推断3煤上覆高位关键岩层的运动情况,评估可能发生矿震的危险性。

  3、通过对微震事件的分析,判定周期来压规律,预报因周期来压引发冲击地压的危险。以古城矿2109工作面为例,由于工作面支架工作阻力为4600KN,相对较小,周期来压显现时,支架活柱下缩明显,采高不足,矿山压力作用于煤帮上,导致煤壁片帮甚至架前冒顶,超前应力波及范围广,两巷矿压显现明显,易导致因周期来压诱发冲击地压的危险。微震监测系统能捕捉周期来压前、后矿山压力由集中到减弱的过程,根据微震事件分布图中微震事件的分布特点,对震动事件密集区域及时采取钻屑法检验,如果存在应力集中,则立即进行钻孔卸压或加强支护、放缓推进度等防治措施。

  4、使用微震监测系统大能量震动事件的统计功能,结合工作面推进情况,通过分析大能量震动事件发生的平面位置及深度,能基本判定高位关键岩层垮落步距,预测矿震危险。因此我们可以在工作面推进到预测的位置前,有针对性的防范因高位关键层的垮落而引起的矿震动力灾害。

  ㈡ 冲击地压实时监测预警系统

  2009年10月在2103工作面安装应用了北京科技大学研制的冲击地压实时监测系统,该系统以连续监测两条顺槽一定范围的煤层相对应力变化为基础,通过应力变化实时监测和设定的预警数值,以云图和柱状图的形式直观显示应力集中程度,对工作面的动力灾害进行监测预警,判断危险区域。目


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