科技创新

彬长矿业孟村矿全力打造“井上下”立体防治冲击地压新模式

作者: 尹传平 吕大钊     时间: 2022-04-07     

近年来,彬长矿业孟村矿不断加大防冲科技攻关力度,逐步构建了井上下立体防治冲击地压新模式,涵盖了井上下联合监测和井上下协同卸压两个方面。井上下联合监测是指采用地面微震监测,和井下微震、地音、应力在线、矿压监测等相结合的监测方法,可有效降低微震事件的垂向误差,提高定位精度;井上下协同卸压是指采用地面水平井分段压裂和井下高位长钻孔水力压裂、断顶爆破、煤层爆破和大直径钻孔等相结合的卸压方法,实现了冲击地压超前、区域性和源头治理,大幅提高了卸压效果。

井上下联合监测主要分为地面监测和井下监测。地面监测:采用地面微震监测系统,通过在地表布设拾震器台网,对采场高位岩层破断形成的远场动载荷进行实时监测,具有精度高、适应性强、监测范围广等优点。井下监测:一是采用井下微震监测系统,可实现矿井全范围煤岩体破坏时能量释放的实时动态监测,还可根据微震事件的频次、能量、位置、变化趋势等,实现冲击地压的预测预报。二是采用地音监测系统,可监测并记录约200m范围煤岩体微破裂产生的震动信号,并根据能量和频次的变化趋势,实现冲击地压的预测预报。三是采用应力在线监测系统,通过在煤岩层钻孔内埋设应力计监测孔壁变形情况,实时获取钻孔周边的应力状态,并根据应力变化趋势,实现冲击地压预测预报。四是采用矿压监测系统,可对液压支架工作阻力、围岩变形、锚杆索应力进行实时监测,为采煤工作面周期来压预测预报提供科学依据。


井上下协同卸压主要分为地面卸压和井下卸压。地面卸压:引进地面“L水平井分段压裂技术,可将工作面上覆高位坚硬顶板切割成相对规则的块状结构,形成人造解放层,从源头上破坏动载源的储能结构,整体弱化坚硬顶板。井下卸压:一是采用顶板深孔预裂爆破对顺槽巷道坚硬顶板进行弱化处理,使爆破产生的裂缝与地面压裂产生的裂缝在垂面上实现贯穿,在上覆关键岩层形成若干条垂向贯穿的长裂隙,利于回采期间基本顶均匀垮落,有效避免坚硬顶板在采空区形成大面积悬顶,大幅降低了工作面周期来压强度和冲击危险。二是采用井下定向长钻孔水力压裂对中央大巷构造区和顺槽巷道的坚硬顶板进行后退式分段压裂,实现区域性弱化改造,削弱动载源。三是采用大直径钻孔和煤层爆破对采掘工作面进行常态化卸压,降低煤体内的静载荷,改善作业区域的应力环境,降低冲击危险。


该矿井上下立体防治冲击地压新模式通过采用以地面区域性压裂为主、井下局部治理为辅的立体防控技术,突破了防治冲击地压的传统技术壁垒,丰富了技术手段。该模式对采煤工作面顶板型冲击地压采取了地面水平井分段压裂、两顺槽顶板深孔预裂爆破等措施,对中央大巷区域构造型冲击地压采取了定向长钻孔水力压裂、顶板及煤层爆破、大直径钻孔卸压等措施,有的放矢,极具针对性,做到了对症下药,取得了理想效果,也为国内类似地质条件矿区的防冲工作提供了借鉴。(尹传平 吕大钊)

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