峻德煤矿21层煤冲击危险研究

摘 要：随着矿井向深部开采，各种动力灾害现象也涉繁出现。本文通过理论研究，结合地质资料，单独对一层煤进行不同区段的分析，根据综合指数法分析确定发生冲击危险的区域，从而提出符合实际的灾害控制办法。

关键词：动力灾害；冲击矿压 ；危险区划

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.10.060

1 峻德煤矿21层煤综合指数法分析

峻德矿开采深度已经达到550 m～855 m，冲击指数Wt达到0.09和0.62，是深度500 m时的2.25倍和15.5倍。

随着采深的不断增加，工作面的最大支承压力也不断增加，增长的关系基本是线性关系。

从钻孔资料及巷道实见看，煤层伪顶为0.2～3.33m炭页岩，煤层直接顶为5.2～14.9m的灰色粉砂岩， 老顶0.2～30.9m的中粗砂岩，局部含砾。由于17层煤顶板含砾粗砂岩胶结好、硬度大、不易冒落，开采时有冲击地压危险。

峻德矿21层煤开采深度已经达到420 m，工作面前方承受的最大支承压力约为40MPa～65MPa，峻德煤矿的开采深度已经达到了较强的冲击地压发生的危险性高度，可能发生冲击危险性的几率很大。

2 峻德煤矿危险区划

21#煤开采3个工作面，即三水平北三四区21层一段、二水平南一区21层二段和二水平南三区21层底分层。该煤层已回采若干工作面，没有冲击地压发生历史。

2.1 三水平北三四区21层一段

该工作面位于三水平北三四区，该区四周被L1、F7和F1三条大断层包围，形成一个相对孤立的区域，L1断层倾角25～35°，断距130 m，F7断层倾角15～22°，断距160 m，F1断层倾角15～25°，断距350 m。

工作面支护使用ZY10000/23/47型掩护式液压支架，上下两巷原断面支护为锚网索联合支护，锚双层钢筋网，局部顶板破碎处备36U拱型金属支架支护。

井田内岩浆活动微弱，一水平浅部煤层生产过程中，仅在北部一、二区+77第一和第二石门，3号煤层底板见有0.25～0.8m的玄武岩，有0.2m左右侵入到煤层当中，一水平3号煤层三、四区局部被蚀变为焦炭。厚度在0.1～0.82m。一水平北9层三四区-37石门，9层煤实见玄武岩，煤层局部变为焦炭，范围不大。以上所见均在F7上盘和下盘出现。岩浆可能是由断层破碎带侵入到煤系地层当中，产状是以岩脉或岩床形式出现的。由于侵入范围较小，对煤层开采影响不大。另外钻孔实见的火成岩有14勘探线的73-1钻孔，在3号煤层底板见有的0.33m玄武岩。南部67-1、75-59、56-97钻孔见有辉绿岩和安山珍岩，厚为2.8～10m，呈岩脉或岩床侵入到煤系地层当中，对煤层、煤质影响甚微。

根据综合指数法，开采技术条件因素影响的冲击地压危险指数为0.30，而地质因素影响下冲击地压危险指数为0.48，综合地质及开采技术条件，工作面冲击危险综合指数为0.48，属于弱冲击危险。

2.2 二水平南一区21层二段

该工作面位于二水平南一区，该区受宽缓褶曲构造影响，四周被F6、F7、F8和F19四条大断层包围，西部为风氧化带，区域内发育有F18、L13和L14三条断层，F6断层倾角20～35°，断距35～50 m，F7断层倾角15～22°，断距160 m，F8断层倾角35～43°，断距80 m，F18断层倾角35～40°，断距25 m，F19断层倾角60～67°，断距90 m，L13断层倾角54°，断距70 m，L14断层倾角55°，断距64 m。

该工作面走向长400 m，倾斜长160 m，采高4.3 m，底板层综采，采深385～521 m。工作面四周无采空区，L13断层在停采线附近贯穿本工作面，开切眼下端头和机道靠近开切眼处被F18断层贯通。根据综合指数法，开采技术条件因素影响的冲击地压危险指数为0.36，而地质因素影响下冲击地压危险指数为0.48，综合地质及开采技术条件，工作面冲击危险综合指数为0.48，属于弱冲击危险。

2.3 二水平南三区21层底分层

该面位于21#二水平南三区，该区南部为风氧化带，西部、北部和东部被F9、F40和F15三条大断层切割，形成一个相对孤立的区域，断层F9倾角17～25°，断距70 m，断层F40倾角53～62°，断距110 m，断层F15倾角15～30°，断距15 m。

二水平南三区21层底分层工作面走向长750 m，倾斜长150 m，采高7.5 m，底板层综放开采，采深335～435 m。工作面上方21#煤一分层已回采完毕，风道大部分位于一分层采空区下方，工作面上方有17#采空区（2013～2014年回采），两煤层间距58 m，机道大部分位于17#采空区下方，开切眼中部及风道靠近开切眼处过一小断层。煤层厚度变化较大，由0.62 m、7.95 m增加到8.85 m。

根据综合指数法，开采技术条件因素影响的冲击地压危险指数为0.21，而地质因素影响下冲击地压危险指数为0.48，综合地质及开采技术条件，工作面冲击危险综合指数为0.48，属于弱冲击危险。

3 小结

（1）综合分析21#煤层发生冲击地压的影响因素，峻德煤矿发生冲击地压危害的影响因素很多，主要因素是地质因素和开采技术即开采方法和开采工艺方面的影响。地质条件因素中最主要的影响因素是开采深度的影响，峻德煤矿21#煤层的开采深度对煤层的冲击倾向性影响很大；顶板岩层结构和老顶活动；工作面附近及范围内大量断层构造等。

（2）根据综合指数法的地质因素确定的21#煤冲击地压危险指数为0.43。开采条件确定的22上#煤冲击地压危险指数为0.33。综合地质及开采技术条件，工作面冲击危险综合指数0.43，属于弱冲击危险工作面。

通过对峻德煤矿地质条件进行分析，为了测定三水平21#煤冲击倾向性性测定，确定合理的取样地点，并对煤及岩样进行力学试验。

结合监测预警系统，对正在开采的21#煤层的工作面进行危险性评价，确定合理的预警值，规范作业规程，达到安全生产的目的。