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孤岛工作面高应力区冲击地压防治技术

综放孤岛工作面矿压显现一般较强烈，较强的矿压显现容易诱发冲击地压，

特别是工作面过特殊地质条件期间，如断层、褶曲等地质构造因素影响，导致形

成较强应力集中区，造成工作面回采困难，影响矿井的安全生产。通过冲击地压

防治的多种技术方案，加强了163下02c综放孤岛工作面回采期间冲击地压防治，

安全回采了高冲击危险工作面，最大限度的回收了资源，为进一步分析研究特殊

工作面冲击地压防治，提供了成功的经验。

标签：应力集中；孤岛；冲击地压；微震监测

0引言

近几年，冲击地压事故频发，仅山东地区就发生多起冲击地压事故，造成了

人员伤亡及重大经济损失。由于冲击地压灾害预警预报难、治理难，目前仍是世

界性难题，而各个矿井条件不同，冲击地压发生的规律亦有不同，济三矿163

下02c工作面由于地质条件特殊且为孤岛工作面，被省列为A级冲击地压隐患，

现根据济三矿163下02c工作面冲击地压防治所做的工作，总结了经验及规律，

为冲击地压的防治提供了有效的技术支撑。

1工作面概况

地质情况及顶底板岩性分析。163下02C工作面为3下煤层孤岛工作面，位

于十六采区中部，地面标高+33.11～+33.68m，平均+33.68m，工作面面长135.5m，

推进长度742.4m。东部为163下02采空区，西部为163下03采空区，工作面

隔离煤柱均为3.0m。163下02c工作面井下标高-652.4～-632.2m，平均标高

-642.3m，该煤层为山西组3下煤，厚度0.7～6.4m，平均3.3m。煤层倾角0～6°，

平均3°。

163下02C工作面的老顶为中砂岩及细砂岩，厚度为4.94～26.4m，平均厚

度19.6m，泥硅质胶结，厚层状、较致密坚硬，f=8～10。直接顶为粉砂岩及粉

细砂岩互层，厚度为0～16.75，较致密、坚硬，f=4～6。直接底为铝质泥岩，厚

度为0.62～4.0，平均厚度2.0，遇水易膨胀，f=4～6。老底为粉细砂岩互层，粉

细砂岩互层厚度为4.2～12.9m，平均厚度为9m，致密坚硬，含黄铁矿结核，f=6～

8（图1）。

2生产技术条件

生产技术条件。163下02c工作面采用走向长壁综采采煤方法。工作面推进

长度为742.4m，工作面面长135.5m，采高2.8±0.2m，工作面布置液压支架92

组，机头布置排头支架3组，机尾布置4组。工作面中间液压支架为ZFS6200/18/35

型；上下端头为ZTF6500/19/32型放顶煤排头支架。两顺槽超前支护方式采用顺

槽支架支护，胶顺选用ZT24500/18/35型支架，辅顺选用ZT107000/22/38型支架。

3冲击地压危险性评价分析

3.1所采煤层煤岩物理力学特性

根据3下煤及围岩冲击倾向性测定结果，3下煤单向抗压强度15.99MPa、

动态破坏时间54.82ms、冲击能指数4.93、弹性能指数4.67。冲击倾向性为：弱

冲击倾向。在一定的煤层赋存条件、地质条件、开采条件、大面积采空区悬顶等

条件下，有发生冲击地压的危险。

3.2应验类比法分析

（1）163下02c工作面标高为-652.4～-632.2m，平均标高-642.3m，埋深相

对较大，地应力集中程度较高，相邻的六采区同等标高情况下曾经发现过强烈的

冲击事故并造成了较大的经济损失。

（2）煤层老顶为中砂岩及细砂岩，厚度为4.94～26.4m，f=8-10，存在厚层

坚硬顶板，地质条件相对复杂，工作面回采受多条断层影响，断层附近存在构造

应力。

（3）工作面煤层厚度为0.7～6.4m，煤层厚度大及厚度变化较大，顶板垮落

高度较大，掘进期间经钻屑法监测，多处煤粉超标并存在较强的动力现象，增大

了冲击危险。

（4）根据类比其它采区3下工作面的冲击地压显现情况及3下煤层其它工

作面回采期间的冲击地压监测情况分析，以及依据3下煤及围岩冲击倾向性及各

种冲击因素分析，确定此工作面回采期间危险等级为中等偏强冲击危险。

3.3冲击危险指数法分析

163下02c工作面为孤岛工作面，根据163下02C工作面地质资料及开采技

术条件