孫文錦 王桂洋

摘 要:趙各莊礦3137工作面屬于深部孤島工作面,地應(yīng)力集中,存在較大沖擊地壓危險(xiǎn)性。本文采用鉆屑法和電磁輻射法進(jìn)行沖擊地壓監(jiān)測(cè),為本區(qū)域沖擊地壓的防治提供了保障。根據(jù)對(duì)3137工作面沖擊地壓監(jiān)測(cè)方法的研究與應(yīng)用,對(duì)下一步高復(fù)雜應(yīng)力條件下煤層開(kāi)采具有一定的指導(dǎo)意義,同時(shí),對(duì)于具有類似條件下的煤層開(kāi)采,具有相應(yīng)的借鑒作用。

關(guān)鍵詞:深部沖擊地壓監(jiān)測(cè)鉆屑法電磁輻射法

中圖分類號(hào):TD353 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)06(b)-0045-01

趙各莊煤礦3137工作面位于13水平西翼1石門12煤層,平均埋深1137m;煤厚9.7m;煤層傾角9°～32°,平均20°;煤巖層裂隙發(fā)育,面內(nèi)小構(gòu)造發(fā)育,地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜;屬深部孤島工作面。西至13西1石門上山,上山以西為3137西面于2003年至2009年回采完畢,東至東Ⅲ斷層煤柱線。

1沖擊地壓監(jiān)測(cè)技術(shù)

沖擊地壓現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)采用鉆屑法和電磁輻射方法進(jìn)行。依據(jù)3137工作面區(qū)域情況和趙各莊礦開(kāi)采歷史長(zhǎng)的現(xiàn)實(shí),采用鉆屑法、電磁輻射為主,應(yīng)力變化方法為輔的主次監(jiān)測(cè)方法,同時(shí)利用礦山地震災(zāi)害速報(bào)系統(tǒng)進(jìn)行趨勢(shì)預(yù)測(cè)[1]。

1.1 鉆屑法監(jiān)測(cè)

(1)監(jiān)測(cè)方法。

對(duì)3137工作面回風(fēng)巷、運(yùn)輸巷采面?zhèn)认飵秃凸ぷ髅婷罕谶M(jìn)行鉆孔煤粉量監(jiān)測(cè)[2],根據(jù)煤粉量大小判斷其危險(xiǎn)性,同時(shí)依據(jù)鉆孔鉆進(jìn)過(guò)程的卡鉆、吸鉆等微沖擊現(xiàn)象,進(jìn)行沖擊危險(xiǎn)判定。在監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)每隔5m布置一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行鉆屑法監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)巷道的內(nèi)幫或者兩幫的煤粉量大小。監(jiān)測(cè)孔布置:鉆孔直徑42mm,孔深8m,間距5m,孔距底板1.2m左右,單排布置,鉆孔方向?yàn)樗酱怪毕飵?實(shí)施監(jiān)測(cè)時(shí)按照由外向里的原則監(jiān)測(cè),確認(rèn)無(wú)沖擊危險(xiǎn)后方可向里進(jìn)一步實(shí)施。

(2)監(jiān)測(cè)內(nèi)容。

主要監(jiān)測(cè)每米鉆孔鉆屑量,單位升或公斤,另外還需記錄卡鉆、孔內(nèi)沖擊等情況。

(3)臨界指標(biāo)。

鉆屑量監(jiān)測(cè)臨界值如表1所示,4m以內(nèi)包括4m為3.0kg/m,大于4m為4.0kg/m。

打眼過(guò)程中出現(xiàn)的鉆桿跳動(dòng)、卡鉆、劈裂聲和鉆孔內(nèi)微沖擊等動(dòng)力現(xiàn)象時(shí),視為有動(dòng)力現(xiàn)象危險(xiǎn)。

根據(jù)以往12煤層鉆屑法指標(biāo)確定煤粉量臨界指標(biāo),如果監(jiān)測(cè)鉆具參數(shù)發(fā)生變化時(shí)必須重新確定臨界指標(biāo)(動(dòng)力顯現(xiàn)區(qū)域測(cè)定)。當(dāng)監(jiān)測(cè)到的煤粉量超過(guò)上述臨界指標(biāo)時(shí),應(yīng)認(rèn)為煤體處于臨界危險(xiǎn)狀態(tài),必須立即采取解危措施。

1.2 便攜式電磁輻射監(jiān)測(cè)

(1)監(jiān)測(cè)方法。

通過(guò)近幾年的研發(fā),地球物理探測(cè)技術(shù)在動(dòng)壓危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)方面具有整體可靠性特點(diǎn),其監(jiān)測(cè)的范圍比鉆屑法擴(kuò)大,可以深入到煤層20m范圍,可靠性明顯提高。在監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)每隔10m布置一站進(jìn)行便攜式電磁輻射監(jiān)測(cè),每個(gè)測(cè)站監(jiān)測(cè)巷道兩幫、底板、頂板(在卸壓巷區(qū)域不監(jiān)測(cè)頂板)等多個(gè)測(cè)點(diǎn)。采用KBD5礦用本安型電磁輻射儀進(jìn)行監(jiān)測(cè),每班監(jiān)測(cè)一次,每個(gè)點(diǎn)測(cè)量時(shí)間為2min。實(shí)施便攜式電磁輻射監(jiān)測(cè)時(shí)按照由外向里的原則順序監(jiān)測(cè),確認(rèn)無(wú)沖擊危險(xiǎn)后方可向里進(jìn)一步實(shí)施;每個(gè)班要對(duì)能夠監(jiān)測(cè)的最里側(cè)的測(cè)站向外的所有測(cè)站進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

(2)監(jiān)測(cè)指標(biāo)。

監(jiān)測(cè)指標(biāo)包括:臨界值法預(yù)報(bào)和動(dòng)態(tài)趨勢(shì)法預(yù)報(bào)。

臨界值法預(yù)報(bào):電磁輻射預(yù)報(bào)指標(biāo)有幅值平均值、幅值最大值、脈沖數(shù),首先分別標(biāo)定三個(gè)預(yù)報(bào)參數(shù)的平均值,取平均值的1.3倍作為預(yù)警臨界值。當(dāng)電磁輻射強(qiáng)度或脈沖數(shù)超過(guò)設(shè)定的預(yù)警臨界值時(shí),判定為存在沖擊危險(xiǎn)。

動(dòng)態(tài)趨勢(shì)法預(yù)報(bào):通過(guò)分析相同地點(diǎn)不同時(shí)間電磁輻射值的變化趨勢(shì)和不同地點(diǎn)相同時(shí)間電磁輻射值的變化趨勢(shì)進(jìn)行危險(xiǎn)預(yù)報(bào)。

當(dāng)電磁輻射強(qiáng)度或脈沖數(shù)隨時(shí)間呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)時(shí),或當(dāng)電磁輻射強(qiáng)度或脈沖數(shù)先期隨時(shí)間呈增長(zhǎng)趨勢(shì),而后突然降低,之后又呈增長(zhǎng)趨勢(shì)時(shí)判定為存在沖擊危險(xiǎn)。

每天監(jiān)測(cè)完升井后,及時(shí)處理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并打印曲線,并根據(jù)預(yù)報(bào)指標(biāo)進(jìn)行沖擊危險(xiǎn)預(yù)報(bào),發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)反映給有關(guān)部門和領(lǐng)導(dǎo)。

2結(jié)語(yǔ)

(1)通過(guò)對(duì)3137工作面開(kāi)采環(huán)境的分析,包括區(qū)域地應(yīng)力分析和局部開(kāi)采邊界應(yīng)力分析,為沖擊地壓監(jiān)測(cè)方法的選擇提供重要依據(jù)。

(2)根據(jù)3137工作面的賦存條件,在類比國(guó)內(nèi)外沖擊地壓監(jiān)測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)上,確定3137工作面沖擊地壓監(jiān)測(cè)方法為鉆屑法和電磁輻射法。

(3)鉆屑法監(jiān)測(cè)需要確定監(jiān)測(cè)方法、監(jiān)測(cè)內(nèi)容和監(jiān)測(cè)指標(biāo)等參數(shù)。電磁輻射法需要確定其監(jiān)測(cè)方法和監(jiān)測(cè)指標(biāo)等參數(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 潘立友,張立俊,劉先貴．沖擊地壓預(yù)測(cè)與防治實(shí)用技術(shù)[M]．徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2006:25～34．

[2] 竇林名,何學(xué)秋．沖擊地壓預(yù)防治理論與技術(shù)[M]．徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2001:19～46．