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淄博矿业集团有限责任公司唐口煤业冲击地压防治交流材料


年度 序号 项目名称
2308工作面 运输平巷合 理煤柱尺寸 及围岩控制 技术研究
科技成果
费用/ 完成情 万元 况
1
项目通过合理留设窄煤柱沿空掘巷方式 避免产生应力集中,从而防止冲击地压 的发生,采用高强度锚网索支护技术保 证窄煤柱在适应一定的变形的情况下仍 23万元 能保持自身的稳定性,该项目的成功开 展确保了矿井首个沿空工作面的安全掘 进与回采。
3、采取的应对措施:①应用大直径钻孔 卸压方法在危险区域进行卸压解危,尽量不采 取爆破卸压。②控制5302工作面回采速度和 5302辅助轨道顺槽掘进速度。③5302辅助轨 道顺槽掘进前,先进行冲击危险监测,无冲击 危险,方可掘进,有冲击危险,必须在冲击危 险消除后再恢复掘进。
三、5302工作面异常动力现象
1、事件经过:2013年2月1日凌晨2点左右,工作面 突然来压,出现大面积片帮和面前顶板抽冒,工作面345#架安全阀大部分开启,个别支架安全阀喷液高度达 2m左右;支架大部分底座歪斜,底板有明显的错茬; 皮顺超前12m范围内,巷道宽度由4.8m收缩到4.3m, 单体支柱钻底,并成倒八字形,锚索断裂8条,转载机 处底鼓0.4m左右;工作面支架立柱整体下降300~ 500mm,顶板出现台阶下沉,支架结构件声音异常, 人员站在架间感觉有失重感,身体直立不稳,全面出现 端面顶板抽冒,冒落高度一般在3~4 m,局部冒落最 高达9 m。
1
52万 元
已鉴定
2011 年
2
本项目基于冲击地压实时在线监测预警 系统的应用,结合唐口矿ARAMIS M/E微 198万 已鉴定 震监测系统和工作面支架监测系统,开 元 展关于深部厚煤层动力灾害监测预警成 套技术的研究。 49万 元
3
本项目解决了唐口煤矿大面积采空区沿 大面积采空 空工作面灾害防治的技术难题,丰富和 区沿空工作 发展了冲击地压显现特征类型,为大面 面灾害防治 积采空区沿空工作面灾害防治提供了最 技术研究 有力的理论支持,为煤矿安全生产提供 了新的理论依据。
矿井先后购置了煤层注水钻机1台、大直径钻孔卸压 钻机2台,防冲监测钻机16余台,用于井下各煤巷工作 面煤粉量监测、大直径钻孔卸压和煤层注水卸压,为冲 击地压的有效防治提供了有力保障。 今年4月份,为满足矿井防冲需求,结合我矿实际情 况,向集团公司申请追加了1170万元安全费用,用于 购置防冲设备,主要购置了德国进口气动手持式钻机 10台、CRMS应力在线监测系统1套、微震系统升级设 备1套、矿震监测设备1套、气动架柱式钻机6台、煤矿 用深孔钻车1台。目前,所有防冲设备都已陆续到货, 并开始投入使用,矿井冲击地压防治能力得到显著提升。
一、4303轨道顺槽施工道迎头微冲击事件
1、事件经过:2012年7月4日14:30左右,开拓二 队跟班队长陈玉胜带领2名职工施工煤粉钻,施工位置 在正迎头上台阶中间位置。打钻过程中,职工李建军在 钻机中间操作,陈玉胜与另一位职工朱先军分别在两边 辅助。15:00左右,施工第6根钻杆时(人员在距迎头 300mm)发生煤炮,迎头煤壁突然鼓出约2m³ 的煤渣 (碎煤块与煤粉),煤块抛出,突出的煤体将正对的李建 军冲倒,向后翻倒2m多远,其口罩被打坏,眉间和腮 上部有轻微擦伤,另外朱先军、陈玉胜也被冲倒,但未 受伤。
4、开采技术因素 随着矿井开采范围逐渐扩大,采空区范围也在逐渐扩 大,同时又受开采顺序、煤柱留设、采煤活动、爆破扰 动等因素影响,加大了冲击地压发生的可能性。 以上因素均会对冲击地压危险程度产生一定的影响, 此外,随着时间的推移,井下开采范围的扩大,影响冲 击地压的因素也愈加复杂,冲击地压发生的可能性以及 冲击危险性也越大。
2011年引进了CRMS冲击地压实时监测预警系统, 实现回采工作面冲击地压危险区域和危险程度的实时在 线监测预警,通过在5301、2309、5302工作面的安 装应用,监测效果良好。
在所有回采工作面安装应用了KJ216综采工作面支架 工作阻力在线监测系统、顶板离层在线监测系统,有效 监测工作面初次来压、周期来压、顶板离层等数据;购 置了2台电磁辐射仪,对特殊区域进行电磁辐射监测, 及时分析数据、总结规律,避免应力集中。
第四章 采取的主要防冲安全技术措施
在冲击地压危险区开采过程中严格坚持“先 解危后开采,不解危不开采”的原则,按照 “冲击危险性评价→采取防范措施→冲击危险 预测预报 →落实解危措施→进行效果检查” 的基本程序,及时消除冲击危险隐患。
对各采掘工作面潜在冲击危险区域,开展煤层注水、 施工大直径钻孔进行预卸压,采用微震法、钻屑法加 强防冲监测,若监测到应力异常时,根据监测情况圈 定冲击危险区域,通过采取爆破卸压、大直径钻孔卸 压等卸压方法进行解危,并通过钻屑法对卸压效果进 行检验,直至消除冲击危险。月度、季度形成冲击地 压防治工作总结,积累经验,研究规律,真正形成了 “圈定危险区域(预测预报)--落实防冲措施--防冲效 果检验--防冲工作小结”的闭合管理。
年度 序号
项目名称 矿压观测网 络自动化及 专家处理系 统的研发与 应用
科Байду номын сангаас成果
费用/ 完成情 万元 况
1
本项目主要研究回采工作面矿压 显现报告编制实现自动化、专家 化,指导工作面安全回采,研发 30万元 已完成 专家处理系统,能够较迅速的编 制高质量的矿压报告。
2010 年 2
深部开采支 承压力分布 规律与冲击 地压显现特 征研究
2、事故原因分析:①4303工作面属于条带孤岛工
作面,上下是4301和4304工作面采空区,左边是2301 工作面采空区,右边是向斜的上抬翼部,导致4303工 作面处于“应力孤岛”状态。②掘进工作面处于向斜翼 部和底部交界的高应力区,构造应力巨大。
采动与构造应力叠加后,形成高应力区域,导致冲击 危险性增加。
班进行加强监测,煤粉量仍然轻微超标。为有效降低煤
层应力水平,缓解煤层冲击危险性,22日夜班,在巷道 右帮选取3个煤粉量超标钻孔作为爆破卸压孔,进行爆 破卸压。爆破后,发生微冲击现象,爆破孔2.5m范围 巷帮最大鼓出300mm,局部锚网崩断,顶板出现轻微 开裂。
2、原因分析:①5302辅助轨道顺槽向 5302工作面掘进,受采、掘相向推进影响,掘 进迎头煤体应力较为集中。②经卸压爆破后, 煤体应力未得到释放或向煤体深部转移,而是 向卸压保护带内转移,致使煤体应力集中,超 过发生冲击地压的极限应力,从而导致了该微 冲击事件的发生。
3、采取的应对措施:①工作面停掘,撤 出作业人员,加强煤粉钻监测,确定危险区域。 ②联系姜福兴教授进行冲击危险评价,分析原 因并提出解决方案。③采取大直径钻孔卸压、 煤层爆破卸压,进行卸压解危。
二、5302辅助轨道顺槽里段微冲击事件
1、事件经过:2012年9月21日早班, 5302辅助轨
道里段总进尺173.5m,辅轨迎头距5302工作面281m, 采用钻屑法监测到迎头8m范围内煤粉量轻微超标,中
2、超千米采深导致较高应力水平 唐口矿井开采深度超过了1000m,煤层中的自重应 力较高,受其影响,矿井巷道围岩普遍存在工程软岩 特性,巷道两帮收敛、底鼓等变形严重,造成了巷道 的返修率高、扩修工作量大等问题。虽然,伴随着深 井软岩岩体的变形、破坏,积聚在岩体中的部分弹性 能得以释放,降低了发生冲击地压的可能性,但由于 超千米深井整体应力水平较高,加上开采范围逐渐扩 大、开采强度的逐渐增强,使得矿井冲击危险性也逐 步升高。
已鉴定
2009 年 千米深井复 杂条件下冲 击危险性评 价与预警技 术研究
2
通过本项目引进了波兰ARAMIS M/E微 震监测系统,建立了基于冲击倾向性测 定、数量化理论、数值模拟、微震监测、 电磁辐射监测、钻屑法相结合的冲击危 险性评价与预警技术体系,实现了时间 415万元 已鉴定 上对冲击危险性进行开采前的早期预测 与开采过程中的即时预测相结合、空间 上区域预测与局部预测、点预测相结合, 提高了冲击地压预测水平。
2
第三章 防冲装备的配备和使用情况
2009年引进安装了波兰ARAMIS M/E微震监测系 统,对全矿井的微震事件进行监测,为冲击地压的防 治提供有力的预测手段。目前,井下共安设了14台拾 震器,2台微震便携探头,微震监测网络覆盖全矿井, 2012年又投资430万元对微震监测系统进行了升级改 造,由16通道升级为32通道,加大了微震监测系统的 监测密度。
已完成
年度 序号
项目名称
科技成果
费用/ 完成情 万元 况
1 2012 年
本项目在ARAMIS M/E微震监测系 统的基础上,增加4个地面无线 监测分站,实现对唐口矿井矿震 唐口矿井矿 实时在线监测,并对矿井主要冲 正在开 67万元 震监测技术 展中 击危险区域以及矿井地面与井下 研究 之间岩层移动情况,进行全方位、 立体空间监测,提高系统整体监 测精度 ARAMIR M/E微震监 测系统远程 监控及数据 处理技术 项目建立微震远程监控系统,实 现ARAMIS M/E微震监测数据的实 正在开 时、远程、稳定传输,保障了系 28万元 展中 统故障进行及时分析和处理,提 高系统的稳定性。
第二章 科技项目开展情况
2009年至2012年,唐口煤业公司共开展防冲类科技 项目9项,累计投入科研资金900余万元,科研成果成 效显著,其中《多采空区异形煤柱高应力控制防冲治理 技术研究》获2012年中国煤炭科学技术二等奖,《千米 深井复杂条件下冲击危险性评价与预警技术研究》获 2012年山东省煤炭科学技术二等奖。
该项目的开展解决了深部软岩条 件下采场支承压力分布规律和冲 击地压显现特征的技术难题,丰 富和发展了支承压力分布规律种 类和冲击地压显现特征类型,为 38万元 已鉴定 深部软岩冲击地压的预测与防治 技术提供了最有力的理论支持, 为煤矿安全生产提供了新的理论 依据。
年度
序号
项目名称 多采空区异 形煤柱高应 力控制防冲 治理技术研 究 厚煤层大采 高工艺条件 下致灾性冲 击地压防治 技术研究
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