沖擊地壓監(jiān)測系統(tǒng)在梁寶寺煤礦的應(yīng)用

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1、沖擊地壓實時監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)在梁寶寺煤礦的應(yīng)用肥礦集團(tuán)梁寶寺能源有限責(zé)任公司防沖、防治水副總工程師李廷文1梁寶寺煤礦沖擊地壓的基本情況1梁寶寺煤礦的基本情況梁寶寺礦井位于山東省巨野煤田，是我們肥礦集團(tuán)公司實施戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移的希望工程，設(shè)計能力240萬噸/年。梁寶寺礦井于2005年5月18日各大系統(tǒng)全部形成并一次聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)成功。2005年9月26日經(jīng)山東省煤炭工業(yè)局批準(zhǔn)正式進(jìn)行試生產(chǎn)。2006年3月1日，梁寶寺能源有限責(zé)任公司正式掛牌成立1梁寶寺煤礦沖擊地壓的基本情況梁寶寺煤礦主采煤層為3煤層，煤厚5.0～7.2m,梁寶寺礦井村莊

2、壓煤嚴(yán)重，壓煤面積占94%，目前，礦井采用條帶開采，采寬100m，留寬120m，采深千米左右,埋藏深，地壓大。經(jīng)煤科總院北京開采研究所鑒定，3煤層具有強(qiáng)沖擊危險性。1梁寶寺煤礦沖擊地壓的基本情況根據(jù)相鄰礦區(qū)開采3煤層時以及本礦區(qū)在回采及掘進(jìn)過程中的礦壓實際顯現(xiàn)情況，3煤層多次發(fā)生煤炮及部分錨桿拉脫等動力現(xiàn)象，給安全生產(chǎn)帶來了潛在的威脅。因此，梁寶寺煤礦自開采初期就受到?jīng)_擊地壓災(zāi)害的威脅，并且隨著開采深度的增加、開采條件的復(fù)雜，沖擊地壓必將成為梁寶寺煤礦安全生產(chǎn)的重要威脅。因此我們在礦井開采初期就對此高度重視，建立了專業(yè)的

3、防沖隊伍和制度，保證礦井的安全開采。1梁寶寺煤礦沖擊地壓的基本情況23305工作面的基本條件（沖擊危險性評價）3305工作面為3300采區(qū)工作面,巷道沿煤層底板布置,煤層厚6.50米,走向長1208m，傾向長100m，綜放開采。3305工作面1梁寶寺煤礦沖擊地壓的基本情況根據(jù)工作面沖擊地壓危險性的綜合指數(shù)法，3305工作面沖擊地壓危險狀態(tài)等級評定為中等沖擊危險性。根據(jù)工作面沖擊地壓危險性的多因素耦合評價，首先主要從工作面煤巖結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造、覆巖空間結(jié)構(gòu)運(yùn)動等因素單獨(dú)劃定危險區(qū)域，最后根據(jù)沖擊地壓危險性的多因素耦合評價，劃

4、定危險區(qū)域，然后根據(jù)危險程度不同，3305工作面沖擊地壓危險區(qū)域劃分為：一般危險區(qū)域2個，中度危險區(qū)域13個。1梁寶寺煤礦沖擊地壓的基本情況危險區(qū)1危險區(qū)3危險區(qū)5危險區(qū)6危險區(qū)7危險區(qū)8危險區(qū)13危險區(qū)14危險區(qū)2危險區(qū)4危險區(qū)9危險區(qū)10危險區(qū)11危險區(qū)12危險區(qū)15中度危險區(qū)高度危險區(qū)一般危險區(qū)多因素評價沖擊危險區(qū)域疊加效果圖1梁寶寺煤礦沖擊地壓的基本情況（1）開采過程中所有移動支承壓力影響范圍內(nèi)的巷道存在發(fā)生沖擊地壓的危險，但危險程度較低，屬于一般危險區(qū)，以監(jiān)測、檢驗為主；（2）老頂初次來壓期間（工作面推進(jìn)45～

5、75m范圍），又由于受向斜翼部應(yīng)力集中等因素的影響，存在中度沖擊危險，需要提前卸壓，基本參數(shù)是：大直徑（110-120mm）深孔（15m）鉆煤幫卸壓，孔間距3m；1梁寶寺煤礦沖擊地壓的基本情況（3）工作面見方期間（工作面推進(jìn)85～125m），又由于受向斜翼部應(yīng)力集中等因素的影響，存在中度沖擊危險，需要提前卸壓，基本參數(shù)是：大直徑（110-120mm）深孔（15m）鉆煤幫卸壓，孔間距3m；（4）在斷層附近（斷層與工作面之間應(yīng)力集中區(qū)），沖擊地壓危險程度增大，需要提前卸壓，基本參數(shù)是：大直徑（110-120mm）深孔（15m

6、）鉆煤幫卸壓，孔間距5m；（5）向斜構(gòu)造影響區(qū)（翼部、特別是斷層切割的翼部），沖擊地壓危險程度增大，需要提前卸壓，基本參數(shù)是：大直徑（110-120mm）深孔（15m）鉆煤幫卸壓，孔間距3m。1梁寶寺煤礦沖擊地壓的基本情況3沖擊地壓實時監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)用沖擊地壓實時在線監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)是基于鉆屑法的基本原理，在沖擊地壓安全評價的基礎(chǔ)上布置測點，通過大量的現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)和理論研究找出巖層運(yùn)動、支承壓力、鉆屑量與鉆孔圍巖應(yīng)力之間的內(nèi)在關(guān)系進(jìn)而得到典型煤層條件下“鉆屑量-絕對應(yīng)力-相對應(yīng)力”之間的關(guān)系，通過實時在線監(jiān)測工作面前方相對應(yīng)

7、力場的變化規(guī)律，實現(xiàn)沖擊地壓危險區(qū)和危險程度的實時監(jiān)測預(yù)警和預(yù)報。1梁寶寺煤礦沖擊地壓的基本情況沖擊地壓實時監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖1梁寶寺煤礦沖擊地壓的基本情況北京科技大學(xué)研制的沖擊地壓在線監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)力變化動態(tài)云圖1梁寶寺煤礦沖擊地壓的基本情況3305工作面壓力傳感器測點布置平面圖1梁寶寺煤礦沖擊地壓的基本情況本系統(tǒng)是基于“當(dāng)量鉆屑法”原理預(yù)測、預(yù)報沖擊地壓發(fā)生的可能性和危險程度，系統(tǒng)采用的是“單點預(yù)警”的方法進(jìn)行沖擊地壓危險性的預(yù)測預(yù)警。“單點預(yù)警”是指監(jiān)測區(qū)域內(nèi)應(yīng)力監(jiān)測點的應(yīng)力值達(dá)到設(shè)定的預(yù)警值而發(fā)出預(yù)警報告的預(yù)警方

8、法。預(yù)警值的設(shè)定方法首先根據(jù)經(jīng)驗確定初始預(yù)警值，然后通過鉆屑法進(jìn)行預(yù)警值的修訂，逐漸找出相對應(yīng)力與鉆屑量之間的關(guān)系。經(jīng)過檢驗梁寶寺煤礦3305工作面設(shè)定的三級預(yù)警值見下表。1梁寶寺煤礦沖擊地壓的基本情況測點深度預(yù)警級別預(yù)警值8m綠色預(yù)警<10Mpa黃色預(yù)警10Mpa-12Mpa紅色預(yù)警>12Mpa14m綠色預(yù)警<13