冲击地压工作面开采技术开采上解放层卸压

白长江 苏康 桑胜涛

（山东能源新矿集团华丰煤矿，山东泰安 271413）

冲击地压工作面开采技术开采上解放层卸压

白长江 苏康 桑胜涛

（山东能源新矿集团华丰煤矿，山东泰安 271413）

开采解放层已成为治理冲击地压确保安全开采普遍采用的措施之一，以华丰矿为例，一直采用开采上下解放层的方法进行卸压，取得了一定的效果，优化了上解放层工作面布置参数技术研究，增加卸压保护有效时间和距离，降低矿井冲击地压灾害。

卸压保护 强冲击倾向煤层 上解放层 技术研究

华丰煤矿4层煤采掘工作面发生多次灾害性冲击地压，对巷道破坏严重，造成工作面停面。经过不断探索，建立了较为完善的冲击地压综合监测防治体系，优化开拓布局，并采用开采冲击地压煤层上方工作面作为解放层，有效降低了冲击地压引起的灾害事故。

1 概述

华丰煤矿主采煤层为4层煤，煤层平均厚度为6.4m，可采指数为1，煤厚变异系数28%，为较稳定煤层，煤层倾角30～34°，平均32°，硬度系数f=1.5～2.5，视密度1.31t/m3，单向抗压强度10.8～25.5MPa，经鉴定四层煤具有强烈冲击倾向。提出深部矿井开采前，先开采上、下煤层作为解放层，提前卸压，减轻应力集中，用于冲击地压防治。

2 开采分析

不开采解放层时：采用实际发生冲击地压的平均临界深度660-775米、平均720米；单独开采下解放层：上平巷处的极限有效深度为968～1136米，平均1055米。上下解放层同时开采：上平巷处的极限有效深度为1178～1384米，平均1281米。开采下解放层后，发生冲击地压发生的极限深度增加1.63倍，开采上、下解放层后，发生冲击地压发生的极限深度增加1.8倍。

3 相似材料模拟实验论证的开采方案

上解放层开采过程中对四层煤上平巷三种情况下的卸压程度，得到了上解放层工作面布置的位置：将上解放层上平巷布置在沿倾向距4煤被解放层上平巷外侧30～40m处，将上解放层下平巷布置在沿倾向距4煤被解放层上平巷内侧20～30m处，将上解放层下平巷布置在沿倾向距4煤被解放层上平巷内侧20-30m处。如图1所示。图中的方案可以实现1411工作面上平巷的良好卸压。采用“短工作面卸压方案”后，通过调整参数，仍能够达到相似的卸压效果。

图1 煤4平巷及煤1上解放层工作面可选的合理位置

图2 一层煤工作面长60m时的主应力图

图3

4 数值模拟的结果

由图2可以看出，一层煤60m长的工作面开采后，其上平巷处于0-20MPa的卸压区，其下平巷处于40-60MPa的高应力区，下平巷边缘应力达到60-80MPa。

5 上解放层短工作面卸压参数设计

如图3，4煤上平巷布置在1层工作面采空区内，距离1层上平巷下山方向20m和1层下平巷上山方向10m处。短工作面卸压总体方案如下：在1层煤中，布置一宽度为30m的短工作面，使1层工作面开采形成的解放区域能够有效保护1411上平巷。

6 1410工作面上平巷与1411工作面上平巷巷道变形量对比

1410工作面只开采了煤层的下解放层，1411工作面则开采了煤层的上、下两个解放层。

（1）1410工作面上平巷超前100m巷道表面位移观测：该观测历时55天，该段时间内顶底板累计移近量为1010.0mm，平均移近速度为18.36mm/d；最大位移速度为38mm/d；顶板下沉量为311mm，平均移近速度为5.65mm/d；最大位移速度为19.0mm/d；两帮累计移近量为706.0mm；平均移近速度为12.83mm/d；最大位移速度为25.00mm/d；底鼓量为699mm，平均底鼓速度为12.70mm/d。（2）1411工作面上平巷超前100m巷道表面位移观测：该观测历时56天，该段时间内顶底板累计移近量为394.5mm，平均移近速度为7.04mm/d；最大位移速度为20mm/d；顶板下沉量为44.5mm，平均移近速度为0.81mm/d；最大位移速度为3.0mm/d；两帮累计移近量为2 27.0 m m；平均移近速度为4.0 5 mm/d；最大位移速度为18.00mm/d；底鼓量为349.5mm，平均底鼓速度为6.24mm/d。（3）通过以上对比分析，我们可以明显的得出：1411工作面上平巷巷道变形量比1410上平巷变形量明显减弱，有效的降低了1411工作面平巷维护工作量。

7 结语

通过上卸压工作面处理水害、顶板破碎、过地质构造的技术措施，保证了工作面的正常顺利推采，成功解放了四层工作面上平巷，减小了四层工作面上平巷巷道变形量及冲击威胁，完成了为四层工作面卸压的目的，确保了四层工作面上平巷掘进及四层工作面的安全推采。