1、義馬煤田沖擊地壓防治及思考“煤礦沖擊地壓科技萬里行”系列活動 走進淄礦集團提 綱1.義煤集團沖擊地壓基本概況2.義馬煤田沖擊地壓特點3.義馬煤田典型沖擊地壓案例分析4.義煤集團防治沖擊地壓做法5.防沖工作的幾點體會 義煤集團沖擊地壓基本概況1.1.1 義煤集團企業(yè)概況義煤集團位于河南省義馬市，煤田分布在五個省區(qū)，煤炭資源保有量52.65億噸。河南本部礦區(qū)，六縣（市），包括義馬、陜澠、宜洛、新安、偃龍五個煤田，主要為石炭二疊系煤層、下侏羅系煤層，東西長138km，南北寬48km，勘探總面積1000km2，保有煤炭儲量14.7億噸。義煤集團現(xiàn)有直管礦井23對，其中省內(nèi)：生產(chǎn)礦井16對，核定生產(chǎn)能力

2、2054萬噸/年。另外，兼并重組礦井79對，其中三門峽煤業(yè)公司下轄30對；洛陽煤業(yè)公司下轄28對；伊川煤業(yè)公司下轄21對礦井。1.2 義煤集團沖擊地壓概況義煤集團沖擊地壓主要發(fā)生在中部義馬煤田，自1998年千秋煤礦發(fā)生第一次沖擊地壓以來，截止2014年6月，義馬煤田中部五礦均發(fā)生過不同程度的沖擊地壓，累計發(fā)生沖擊地壓109起，死亡29人，巷道破壞約5km，經(jīng)濟損失達2億余元。特別是千秋煤礦“11.3”和“3.27”沖擊地壓事故給義煤集團的安全生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展帶來嚴重影響。 2006年 2個 2007年 3個 2009年 4個2010-20145個20062014年沖擊地壓礦井數(shù)量2006201

3、4年中部五礦沖擊地壓發(fā)生情況統(tǒng)計 義馬煤田沖擊地壓特點2.2.1 義馬煤田概況義馬煤田面積近100km2，整體上呈極不對稱向斜構(gòu)造，北起于煤層隱伏露頭，南止于F16逆斷層（義馬逆斷層），東西為沉缺邊界（圖1）?？刹擅簩犹幱谥匈_統(tǒng)下階義馬組，分2組5層，自上而下分別是1煤組的1-1煤和1-2煤，2煤組的2-1煤、2-2煤和2-3煤，2煤組在深部合并。煤層埋深21200m。煤巖層傾角最大約20，最小7，一般為1015。經(jīng)過數(shù)十年開采，各礦采掘活動均轉(zhuǎn)入深部煤層合并區(qū)，目前最大采深已達1060m（躍進煤礦25110工作面）。圖1. 義馬煤田中部五礦井田范圍分布圖2.2 自然地質(zhì)構(gòu)造因素分析頂板巨厚

4、礫巖向斜斷層構(gòu)造2兩硬一軟結(jié)構(gòu)3義馬煤田大部分區(qū)域煤層頂板覆存巨厚礫巖，千秋、躍進兩礦礫巖厚度最大，厚達數(shù)百米，最厚達700余m（含砂、礫巖互層時，頂板堅硬巖層厚度達近900m）（圖2）。義馬煤田千秋井田內(nèi)的上覆頂板巨厚礫巖總體變化情況是井田北部邊界以南、二水平大巷以北、千-躍邊界以西、千-耿邊界以東，礫巖層厚度4.7m238.3m；二水平大巷以南、千-躍邊界以西、千-耿邊界以東、（4108、4005、3903、3808、3776、補4）鉆孔以北，礫巖層厚度310m534.6m；（4109、4006、3775）鉆孔以南，井田南部邊界以北，礫巖層厚度61.5m103.7m。礫巖層厚度最小4.7m

5、，最大534.6m，上覆頂板巨厚礫巖總體變化趨勢是由北向南厚度逐漸變大，至井田深部又由厚變薄。千秋礦16采區(qū)、18采區(qū)和21采區(qū)上覆頂板礫巖整體厚度分布圖見下圖3。頂板巨厚礫巖2010年2011年期間，為探明21121回采工作面（平均采深650m）上覆巖層的“三帶”發(fā)育情況，在其工作面對應(yīng)地表打設(shè)了兩個實驗勘探鉆孔。1號鉆孔地面標高627m，孔深538m，探明礫巖層厚度405.7m，鉆至219m時遇裂隙，漏漿嚴重；鉆至419.3m后進入砂礫巖互層；538m后孔內(nèi)基本無水位，垮塌嚴重。最終確定該鉆孔導(dǎo)水裂隙帶標高408m，其發(fā)育高度為413.4m；冒落帶標高99m107m，發(fā)育高度104.4m1

6、12.4m。2號鉆孔地面標高625m，孔深557m，鉆至248.1m時孔內(nèi)泥漿不返，水位迅速下降；鉆至510m，孔內(nèi)巖層松散破碎，漏水、漏漿嚴重，常發(fā)生掉塊垮落現(xiàn)象；特別是鉆至545m一下，孔內(nèi)多次出現(xiàn)垮塌現(xiàn)象，并有氣體涌出。最終確定該鉆孔導(dǎo)水裂隙帶標高377m，其發(fā)育高度為390m；冒落帶標高80m115m，發(fā)育高度93m128m。1號實驗鉆孔柱狀圖2號實驗鉆孔柱狀圖圖2. 義馬煤田頂板堅硬巖層等厚線與沖擊地壓事件分布示意圖圖3. 千秋井田上覆頂板礫巖厚度整體分布等值線圖向斜斷層構(gòu)造義馬礦區(qū)大地構(gòu)造位置屬華北板內(nèi)崤熊構(gòu)造區(qū)北帶西端，南以硤石義馬逆斷層，東北以岸上平移斷層和西北的扣門山斷層、灰

7、山斷層等為界所圍限的三角形斷塊，陜澠向斜展布在其中，義馬向斜不整合其上（圖4）。澠池義馬向斜為本區(qū)的主要構(gòu)造單元，它處于北秦嶺緯向構(gòu)造帶與北東向中條弧形構(gòu)造帶的夾持部位，其成生、發(fā)展和形變嚴格受東西向構(gòu)造的控制。圖4. 陜澠-義馬礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造圖義馬煤田處于義馬向斜影響下。義馬向斜由中生代地層組成，疊置在陜澠向斜之上，其長軸近東西，短軸近南北，長軸短軸51，是南北擠壓作用形成的近線性褶皺。向斜北翼地層傾角較緩，一般625，南翼被F16逆沖斷層破壞，產(chǎn)狀多陡傾、直立或倒轉(zhuǎn)，斷續(xù)殘存在向斜的西南邊緣。該F16逆沖斷層由燕山運動形成，走向近東西，傾向南略偏東。根據(jù)千秋煤礦21區(qū)專用回風(fēng)巷探巷的勘察情況

8、來看，斷層傾角上陡下緩，即在中、上部礫巖堅硬巖石段發(fā)生剛性斷裂，斷層面較陡，傾角達70以上；在底部煤層、泥巖等軟弱巖段以水平滑動為主，傾角變小至20以下（圖5）。圖5. 千秋煤礦21區(qū)專用回風(fēng)巷探巷地質(zhì)剖面圖 兩硬一軟結(jié)構(gòu)義馬煤田煤層直接頂一般為厚度20余m的泥巖，之上為幾十米至百余米的砂礫巖互層，再向上為發(fā)育到地表或接近地表的數(shù)百米乃至700余m厚的礫巖層；而煤層底板分布有薄層泥巖、煤矸互疊層或與幾米至十余米的底礫巖直接相連，見圖6。圖6. 義馬煤田綜合柱狀圖礫巖、砂巖比較堅硬，而煤層、煤矸互疊層、泥巖相對軟弱。較堅硬的頂、底板可將煤體及相鄰軟巖夾緊，阻礙了深部煤體及其緊鄰圍巖的變形，使煤體

9、積聚起很高的側(cè)向壓力，導(dǎo)致在煤層和圍巖交界處形成較高的剪應(yīng)力和壓應(yīng)力。當煤體壓應(yīng)力和剪應(yīng)力達到一定程度，超過煤體極限強度時，就會發(fā)生沖擊地壓。合并區(qū)，煤層上硬下軟、底板炭質(zhì)泥巖和煤矸互疊層又軟于煤層，加之底板支護強度低，故沖擊地壓事件以底鼓破壞型較多（圖7）。圖7. 煤層合并區(qū)與分叉區(qū)沖擊事件次數(shù)對比圖2.3 不合理采掘活動影響分析采掘平面模型分析采掘剖面模型分析2以義馬煤田沖擊嚴重的千秋礦為例進行分析。千秋礦現(xiàn)有兩個采區(qū)，分別為21采區(qū)和18采區(qū)，兩個回采工作面分別是21區(qū)東翼的21112工作面和18采區(qū)的18220工作面，準備工作面為18采區(qū)的21032工作面和21采區(qū)西翼二分層的2118

10、2工作面。結(jié)合下圖8所示，具體而言：二水平東大巷煤柱、21采區(qū)下山煤柱與21采區(qū)深部實煤體構(gòu)成一個明顯的“C”字型支承體；而二水平西大巷煤柱、21采區(qū)下山煤柱、21161待采的孤島工作面以及21采區(qū)F16斷層附近的深部實煤體又構(gòu)成一個明顯的倒“E”字型支承體?？傮w而言，21采區(qū)主要由二水平大巷煤柱和21采區(qū)下山煤柱構(gòu)成的“T”字形構(gòu)造支承上覆巨厚堅硬砂礫巖層。采掘平面模型分析圖8. 千秋礦采掘平面圖（截止2014年3月底）為進一步分析千秋礦2-3煤層及上覆巖層在現(xiàn)有開采布局下的受力狀態(tài)，以21采區(qū)下山西翼39勘探線為南-北向垂直剖面位置做礦井地質(zhì)剖面圖，如下圖9所示。根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)理論，參照礦井

11、地質(zhì)剖面圖建立了21141工作面采前、采后傾向力學(xué)模型簡圖。采掘剖面模型分析圖9. 千秋礦21采區(qū)西翼39勘探線礦井地質(zhì)剖面圖 義馬煤田典型沖擊地壓案例分析3.3.1 事故情況介紹千秋煤礦21221掘進工作面“11.3”沖擊地壓事故2011年11月3日19:18:45，千秋煤礦21221工作面掘進下巷發(fā)生沖擊地壓事故，造成10人死亡。ARAMIS微震監(jiān)測定位震源距下巷口為208m，上巷以下159m處煤層中，震級4.1，能量3.5108J。沖擊地壓發(fā)生后，造成下巷290m以里至窩面巷道不同程度變形，風(fēng)筒從360m處被撕裂；290m460m處巷道內(nèi)加強大立柱向上幫歪斜，上幫棚腿向巷道內(nèi)滑移，巷道高

12、度最低處不足1.9m，寬度最窄處為2.3m；460m500m、515m553m段頂?shù)装寤竞蠑n；575m620m段巷道部分地段底鼓變形嚴重，巷道高度僅有0.5m0.8m；620m640m巷道底鼓變形嚴重，巷道基本合攏。21221工作面設(shè)計長度1520m，平均煤層厚度23m。該工作面位于21采區(qū)下山西翼第7個工作面。掘進下山巷道斷面24m2，埋深760m，煤層直接頂為泥巖，老頂為約500m厚礫巖；底板為礫巖。沖擊現(xiàn)場破壞照片千秋煤礦21032掘進工作面“3.27”沖擊地壓事故2014年3月27日11:18:28，千秋煤礦21032工作面回風(fēng)上山掘進巷道發(fā)生沖擊地壓事故，造成6人死亡。ARAMIS

13、微震監(jiān)測定位震源距離回風(fēng)上山西側(cè)水平距離為131.8m，距東部F3-7正斷層84m，煤層以上130m頂板內(nèi)，震級1.9，能量1.1107J。沖擊地壓發(fā)生時，回風(fēng)上山已掘進109m，距下部變坡點20m以上巷道不同程度發(fā)生破壞，距下部變坡點50m處巷道嚴重破壞，巷道基本合攏，僅在巷道下幫有0.8m左右空間，巷中36U合抱柱大部分彎曲，下部車場兩道風(fēng)門被沖擊波沖壞，瓦斯?jié)舛雀哌_9%。21032回風(fēng)上山設(shè)計長度152m，平均煤層厚度7m。該工作面位于21采區(qū)上山東翼第1個工作面?；仫L(fēng)上山巷道斷面15m2，埋深497m，煤層直接頂為泥巖，下位老頂為泥、砂巖互層，上位老頂為240m厚礫巖；直接底為砂礫巖，

14、老底為礫巖。圖10. 21032回風(fēng)上山巷道破壞情況剖面、斷面圖沖擊現(xiàn)場破壞素描圖圖11. 21032回風(fēng)上山巷道破壞情況平面圖沖擊現(xiàn)場破壞照片3.2 事故分析事發(fā)地點屬高應(yīng)力集中區(qū)事發(fā)地點受遠場采動影響事發(fā)前后有大能量沖擊事件事發(fā)地點立柱結(jié)構(gòu)性失穩(wěn)事發(fā)時有大量氣體涌出2011年11月3日，千秋礦21221掘進工作面下巷發(fā)生沖擊地壓事故的位置埋深760m，煤層厚度23m，直接頂為泥巖，老頂為約500m厚礫巖，底板為礫巖，沖擊位置距南部F16逆沖斷層98m。煤層上覆巖層平均密度按2500kg/m3計算可得作用在巷道上的自重垂直應(yīng)力約為19MPa，而F16逆沖斷層作用于巷道的近南北向水平應(yīng)力估計大

15、于20MPa。同時，該掘進面位于這個義馬向斜南翼，根據(jù)相關(guān)理論可知，在向斜翼部，水平應(yīng)力、水平應(yīng)力與垂直應(yīng)力的比值都較小，垂直應(yīng)力和水平應(yīng)力均為壓應(yīng)力，最易發(fā)生沖擊地壓。事發(fā)地點屬高應(yīng)力集中區(qū)2014年3月27日，千秋礦21032工作面回風(fēng)上山掘進巷道發(fā)生沖擊地壓事故時，巷道自下向上由煤層底板穿煤層后沿頂板掘進，如圖12所示。該掘進巷道處于二水平大巷上部新回風(fēng)井筒保護煤柱內(nèi)，該煤柱東、西、北三面為18采空區(qū)，煤柱面積約77萬m2，并有近南北向F3-7正斷層穿越其中，斷層距事故發(fā)生巷道位置東84m。圖12. 千秋礦21032工作面回風(fēng)上山平面圖根據(jù)千秋礦井田范圍內(nèi)的地層巖性及構(gòu)造分布特征可知，事

16、發(fā)的21032工作面回風(fēng)上山掘進巷道上覆直接頂為灰黑色泥巖、致密狀堅硬，平均厚度16.77m；下位老頂為中侏羅紀雜色泥巖、粉砂巖、砂巖互層；上位老頂為平均厚度約240m的泥質(zhì)膠結(jié)礫巖。煤層直接底板為含礫砂巖，老底為礫巖、致密堅硬，平均厚度6.7m，底板有一定起伏。巷道平均采深約500m，但由于處在新風(fēng)井井筒保護煤柱內(nèi)，其當量采深已接近1000m，按上覆巖層平均密度2500kg/m3，則作用在巷道上的自重垂直應(yīng)力約為25MPa。同時，該保護煤柱區(qū)域內(nèi)F3-7正斷層的存在勢必會產(chǎn)生構(gòu)造應(yīng)力。從上述兩起典型沖擊地壓事故的發(fā)生位置可以看出，自重應(yīng)力（包括煤柱當量自重應(yīng)力）和構(gòu)造應(yīng)力（包括斷層和褶皺）均

17、較大，兩者疊加之后導(dǎo)致待采煤層處于較高應(yīng)力水平，成為了沖擊地壓發(fā)生的潛在主要力源。加之前期采掘面巷道布置不合理，一些小煤柱的存在也加劇了這種沖擊危險性。當局部煤巖體中的高應(yīng)力水平達到極限狀態(tài)時，外界的一個微小擾動（如局部擴修、放炮等）就可能打破平衡，導(dǎo)致積蓄已久的彈性應(yīng)變能突然釋放，甚至發(fā)生連鎖反應(yīng)，造成規(guī)模巨大的沖擊地壓發(fā)生。小結(jié)2011年，千秋礦21221掘進工作面“11.3”沖擊地壓事故發(fā)生時，同一采區(qū)的21141工作面回采至490m，距離事發(fā)位置589m；21172工作面回采至1085m，距離事發(fā)位置1398m；21221上巷掘進至890m，距離事發(fā)位置382m，21221下巷掘進至7

18、15m，距離事發(fā)位置73m，見下圖13。2014年，千秋礦21032掘進工作面“3.27”沖擊地壓事故發(fā)生時，二水大巷以上18采區(qū)18220工作面回采至462m，距離事發(fā)位置830m；21采區(qū)21112工作面回采至654m，距離事發(fā)位置894m；21032工作面回風(fēng)上山掘進至回風(fēng)巷往上85m，距離事發(fā)位置20m，21032下巷車場掘進至45m ，距離事發(fā)位置88m ，見下圖14。事發(fā)地點受遠場采動影響圖13. 千秋礦“11.3”沖擊地壓事故平面位置圖圖14. 千秋礦“3.27”沖擊地壓事故平面位置圖從上述兩圖可以清楚地看出，兩次沖擊地壓事故發(fā)生時，均有兩個工作面在回采作業(yè)，距離事發(fā)地點最近58

19、9m，最遠1398m，平均927.8m。該距離已遠超回采超前支承壓力150m的范圍，故由這兩次沖擊地壓事故的相關(guān)性認為，遠場采動應(yīng)力的影響距離不僅限于回采超前工作面范圍，考慮到千秋礦煤層頂板存在的堅硬巨厚礫巖，其致密度、完整性較高，彈性模量大而泊松比小，易積蓄應(yīng)變能，對能量的傳遞作用較強，其影響范圍半徑已超過500m。這是之前所未估計到的！小結(jié)事發(fā)地點立柱結(jié)構(gòu)性失穩(wěn)2011年，千秋礦“11.3”沖擊地壓事故發(fā)生地點21221掘進工作面巷道為半圓拱形，巷道凈高4.1m，凈寬6.3m 。下巷采用錨網(wǎng)索+6317型36U鋼棚+大立柱復(fù)合支護，事故發(fā)生后，290m460m處巷道中部加強大立柱向上幫歪斜

20、，上幫棚腿向巷道內(nèi)滑移，巷幫懸移式單體柱發(fā)生整體傾倒，巷道高度最低處不足1.9m，寬度最窄處為2.3m，見下圖沖擊現(xiàn)場立柱傾倒照片。同樣地，在此次沖擊地壓事故之前的8月16日，該巷道內(nèi)發(fā)生一能量為8.3107J沖擊事件，造成300m320m巷中單體柱向上幫歪斜5根，360m390m有14根單體柱向上幫滑移，滑移量0.2m1m，410m425m有17根單體柱向上幫滑移0.3m1.2m，430m440m有6根單體柱向上幫歪斜擠壓皮帶架；8月31日，一個能量為2.0107J沖擊事件造成410m有3根單體柱向上幫滑移0.3m0.4m。另外，2014年2月15日，千秋礦21032回風(fēng)上山發(fā)生一能量為5.

21、1106J 沖擊事件造成回風(fēng)巷口向里有19棚支架變形，巷道凈高度由3.7m縮減至2.5m左右，巷中加強點柱大部分滑移，有3根傾倒；5月27日，18220回采工作面下巷發(fā)生一能量為8.7107J 沖擊事件，該巷道采用噴錨網(wǎng)索+ 36U型鋼棚+液壓抬棚、對焊點柱支護形式。事發(fā)后，200m235m液壓抬棚、加強點柱整體向上幫滑移300mm500mm，80m、120m、300m液壓抬棚向上幫滑移200mm400mm。圖15. 千秋礦18220工作面“5.27”沖擊事件巷道破壞示意圖沖擊現(xiàn)場立柱傾倒照片從對以上沖擊地壓發(fā)生后的巷中立柱現(xiàn)場傾倒照片和破壞形態(tài)描述可以看出，絕大部分立柱（包括大直徑立柱、懸移

22、式單體柱、液壓抬棚、對焊點柱）均發(fā)生了不同程度的傾斜，嚴重時整體傾倒于巷道。由此說明，現(xiàn)有的巷中支護形式在受到來自兩幫的瞬時動載后，多發(fā)生結(jié)構(gòu)性失穩(wěn)破壞，而非強度失效，反映出立柱支承高度與直徑比過大導(dǎo)致的壓桿穩(wěn)定性問題。盡管多數(shù)立柱沿巷道軸向設(shè)置了聯(lián)結(jié)構(gòu)件，但卻忽視了巷道平面內(nèi)的整體支承結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，使得立柱所具有的較大軸向抗壓性能在沖擊發(fā)生時未有效發(fā)揮作用。小結(jié)2011年，千秋礦21221掘進工作面“11.3”沖擊地壓事故發(fā)生前，曾在同一工作面下巷發(fā)生過兩次較大能量的沖擊事件：2011年8月16日08:32:16，ARAMIS微震監(jiān)測定位震源坐標為X:37574056，Y:3842275，Z:

23、-221，能量為8.3107J的沖擊事件；2011年8月31日04:22:03，ARAMIS微震監(jiān)測定位震源坐標為X:37574098，Y:3842251，Z:-218，能量為2.0107J的沖擊事件。2014年，千秋礦21032掘進工作面“3.27”沖擊地壓事故發(fā)生前后，也曾在相鄰位置發(fā)生過較大能量的沖擊事件：2014年2月15日18:16:41，ARAMIS微震監(jiān)測定位震源坐標為X:37574380，Y:3843522，Z:56，能量為5.1106J的沖擊事件；2014年4月30日10:50:18，ARAMIS微震監(jiān)測定位震源坐標為X:37574264，Y:3843325，Z:41，能量為

24、3.4107J的沖擊事件；2014年5月27日12:30:49，ARAMIS微震監(jiān)測定位震源坐標為X:37573628，Y:3843397，Z:64，能量為8.7107J的沖擊事件。事發(fā)前后有大能量沖擊事件圖16. 千秋礦21221工作面下巷沖擊地壓事件位置圖圖17. 千秋礦21221工作下巷沖擊地壓事件位置圖上述兩次沖擊地壓事故前共發(fā)生大能量微震沖擊事件3次，事后共發(fā)生2次。從震源空間分布上看，21221掘進下巷發(fā)生的三次大能量事件（包括“11.3”）震源均處在巷道底板下，屬底板沖擊型，平均垂直距離與平均水平距離的比值為0.17；而二水平大巷以上發(fā)生的四次大能量事件（包括“3.27”）震源中

25、有兩次發(fā)生在巷道底板下，一次發(fā)生在巷道頂板上，另一次發(fā)生在巷道煤層中，平均垂直距離與平均水平距離的比值為0.54。故認為，微震活動在時間和空間上都具有一定的相關(guān)性。小結(jié)事發(fā)時有大量氣體涌出2011年，千秋礦21221掘進工作面“11.3”沖擊地壓事故期間，在下巷510m處安裝有一個CO傳感器，事故發(fā)生前后CO濃度變化見下圖18。從CO濃度曲線圖可以看出，CO濃度在沖擊之前近乎為0ppm，但從沖擊后的19：18：53開始出現(xiàn)了CO氣體，濃度由0ppm升高為2.75ppm，并且一直呈增高趨勢，最大達到6ppm。圖18. 21221掘進工作面下巷CO濃度曲線變化圖另外，21221掘進工作面下巷分別在

26、150m、510m和原掘進頭正前還安裝有瓦斯?jié)舛葌鞲衅鳌_擊地壓發(fā)生后正前傳感器被損壞，當天的瓦斯?jié)舛茸兓€分別見下圖19、圖20和圖21。從曲線圖中可以看出，21221下巷正前的瓦斯?jié)舛葟?點10分開始增大，到8點25分達到0.255%，而后一直在0.25%上下浮動，高于前五天的平均值0.17662。而當天零點班、八點班及前一天四點班正前沒有生產(chǎn)。510m處瓦斯?jié)舛仍跊_擊發(fā)生時激增，而后因沖擊導(dǎo)致監(jiān)測數(shù)據(jù)中斷；150m處瓦斯?jié)舛仍跊_擊時有小幅下降，之后23時，濃度達到最大值，疑因下巷里段瓦斯向外涌出所致。圖19. 21221掘進工作面下巷正前瓦斯?jié)舛惹€變化圖圖20. 21221掘進工作面

27、下巷510m瓦斯?jié)舛惹€變化圖圖21. 21221掘進工作面下巷150m瓦斯?jié)舛惹€變化圖小結(jié)從上述“11.3”事故期間，21221工作面下巷的CO和瓦斯?jié)舛茸兓€可以直觀地看出沖擊發(fā)生時，510m處兩者數(shù)據(jù)出現(xiàn)躍升，說明伴隨沖擊導(dǎo)致的煤巖體拋出，大量有害氣體也隨之涌出。其中，瓦斯的涌出速率最大，幾乎是與沖擊同時發(fā)生，而CO的涌出在沖擊后3小時才達到最大值。另外，CO濃度在沖擊前的變化基本平穩(wěn)，前兆信息不明顯；而瓦斯?jié)舛鹊那罢仔畔母C頭傳感器來看相對明顯，但這與煤體的局部破碎程度有關(guān)。因而，對煤巖體中氣體濃度的變化監(jiān)測也可成為以后沖擊地壓預(yù)警的一個參考指標。 義煤集團防治沖擊地壓做法4.“六

28、位一體”沖擊地壓防治管理體系效果檢驗健全機構(gòu)預(yù)測預(yù)警培訓(xùn)教育安全防護措施解危六位一體2008年以來，義煤集團從管理機構(gòu)、人員素質(zhì)、技術(shù)裝備、個體防護等入手，加強防治機構(gòu)建設(shè)，認真做好職工預(yù)防沖擊地壓知識的培訓(xùn)，加大防沖監(jiān)測監(jiān)控設(shè)備和科研攻關(guān)的投入，創(chuàng)新了“健全機構(gòu)、培訓(xùn)教育、預(yù)測預(yù)警、措施解危、效果檢驗、安全防護”六位一體管理體系，推進了義馬煤田沖擊地壓治理工作，有效降低了沖擊地壓造成的危害，保證了企業(yè)的安全生產(chǎn)。 “五強一大”沖擊地壓防治技術(shù)體系以微震監(jiān)測預(yù)警為主、電磁輻射監(jiān)測和常規(guī)礦壓監(jiān)測為輔，從巷道三級支護、巷道空間危險源控制和人員防護等方面，對沖擊地壓危險區(qū)實施“強監(jiān)測、強卸壓、強支護

29、、強防護、強設(shè)計”和“大斷面”巷道設(shè)計，構(gòu)建了“五強一大”防沖技術(shù)體系，打造了一條沖擊地壓防治新途徑，整體上提高了義馬煤田沖擊地壓危險區(qū)綜合防治技術(shù)水平。 防沖工作的幾點體會5.5.1 防沖工作的長期性和艱巨性鑒于義煤集團中部五礦沖擊地壓的基本特點，總結(jié)千秋礦兩次典型沖擊地壓事故的經(jīng)驗教訓(xùn)，認為今后沖擊地壓的防治工作應(yīng)在把握沖擊共性（均受到較大自重應(yīng)力和構(gòu)造應(yīng)力作用）的基礎(chǔ)上，重點研究各礦的個性問題（如千秋礦、躍進礦受頂板巨厚礫巖影響，上覆巖層垮落下沉不充分等）。在遵循基本原則的前提下，針對不同礦井，不同采區(qū)，不同工作面特點，研究制定更加細致、更加符合實際的防沖設(shè)計、措施。應(yīng)務(wù)必本著“一切從實

30、際出發(fā)、實事求是”的態(tài)度，堅決反對“經(jīng)驗主義、教條主義”。最后，要深刻認識到?jīng)_擊地壓是可以治理的，但治理工程是復(fù)雜的、艱巨的、持久的、靈活多變的和成體系的，不能指望通過簡單培訓(xùn)、臨時突擊就能夠解決。5.2 防沖工作的“支與卸”協(xié)調(diào)統(tǒng)一目前，義煤集團的沖擊地壓治理工作總體上圍繞“支”與“卸”展開?！爸А敝饕侵竿ㄟ^對巷道圍巖施加環(huán)向（各種型鋼支架）和徑向（錨桿、錨索）壓力達到穩(wěn)定巖層的目的；“卸”主要是指通過大直徑鉆孔、爆破、注水等手段使得煤巖體中應(yīng)力重分布，達到高應(yīng)力轉(zhuǎn)移的目的。“支”的效果既取決于支承構(gòu)件施加的預(yù)壓力大小，又受到圍巖自承重能力的影響；而“卸”的過程中由于圍巖結(jié)構(gòu)完整性不斷受到

31、破壞，使得“拱效應(yīng)”難以形成。同時，水的作用使煤巖體彈性模量降低，塑性變形增大，給巷道圍巖變形控制造成較大困難。此外，飽和（非飽和）狀態(tài)下煤巖體中錨桿（索）的粘結(jié)力、摩擦力也會有不同程度的減小，使得主動支護段煤巖體的長期強度降低。因而，在防沖工程的實施過程中，應(yīng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一“支與卸”，以變形（位移）控制指導(dǎo)支護，以強度（應(yīng)力）控制指導(dǎo)卸壓，尋找最佳平衡點。5.3 防沖工作的“軟硬并舉”近幾年來，義煤集團為防治沖擊地壓投入了大量的人力、物力、財力，包括設(shè)置專門的防沖機構(gòu)（防沖隊、防沖科、礦壓所、防沖處），耗巨資購置了大量防沖監(jiān)測設(shè)備（電磁輻射KBD5、KBD7，微震系統(tǒng)ESG、ARAMIS、SOS，地音系統(tǒng)ARES，礦壓系統(tǒng)KJ550、KJ210等），基本形成了礦井、采區(qū)、工作面、巷道四級時空監(jiān)測體系。防沖人才方面，盡管有一定數(shù)量的防沖專家，但廣大一線防沖人員業(yè)務(wù)素質(zhì)仍有待提高，突顯出“智力”提供不足，軟實力不夠的問題。因而，在當前防沖工作“硬件易買，人才難求”的背景下，應(yīng)合理分配軟硬件資金投入，把一線防沖技術(shù)人員的培養(yǎng)作為今后工作的重點之一，要特別重視防沖、監(jiān)測業(yè)務(wù)技能的再教育