具有沖擊地壓危險的采掘工作面設計及安全管理
1 引言
沖擊地壓也就是我們俗稱的巖爆，它是一種巖體中聚積的彈性變形勢能在一定條件下的突然猛烈釋放，導致巖石爆裂并彈射出來的現(xiàn)象，常伴有煤巖體拋出、巨響及氣浪等現(xiàn)象。沖擊地壓發(fā)生條件一般是在硬脆巖體高地應力地區(qū)，硐室開挖過程中發(fā)生巖爆；發(fā)生原因一般是圍巖強度適應不了集中的過高應力而突發(fā)的失穩(wěn)破壞。它具有很大的破壞性，是煤礦重大災害之一。本文主要就具有沖擊地壓危險的采掘工作面的設計及安全管理進行簡要地介紹，在文章的最后簡要地介紹了具有沖擊地壓危險的采掘工作面需要采取的的安全防護措施。
2 具有沖擊地壓危險的采掘工作面設計及安全管理
2.1 具有沖擊地壓危險采掘工作面的設計
2.1.1 沖擊地壓危險采區(qū)巷道布置的一般原則
（1）主要巷道應布置在巖層或無沖擊地壓危險的煤層中。
（2）煤層群開采時，巷道布置應有利于首先開采無沖擊地壓危險或沖擊地壓危險性小的煤層，并以此作為保護層開采鄰近煤層，條件具備時應優(yōu)先開采上保護層，條件適宜時優(yōu)先考慮跨上山開采。
（3）根據沖擊地壓危險影響因素，優(yōu)化采區(qū)巷道布置。
（4）巷道布置應盡可能保持直線，盡量減少因地質構造等影響產生的彎折，應避開高原巖應力及構造應力的影響范圍。
2.1.2 采區(qū)煤柱的留設
（1）采區(qū)間隔離煤柱寬度應不小于50m。
（2）區(qū)段間應采用無煤柱護巷或采用小于6m 的小煤柱，或50m 以上的大煤柱。
（3）上（下）山與工作面停采線間保護煤柱的水平距離應大于50m。
（4）斷層等地質構造區(qū)域以及為特殊開采服務留設的保護煤柱，應根據相關設計規(guī)范和安全規(guī)程有關標準留設。
2.1.3 工作面的布置
（1）沖擊地壓危險采區(qū)，如具備開采保護層的條件，應優(yōu)先開采保護層。
（2）沖擊地壓采區(qū)應使用長壁采煤法，工作面長度應大于100m，避免形成短壁或煤柱工作面，尤其是短壁孤島工作面。如果出現(xiàn)孤島工作面，必須按沖擊危險工作面管理。
（3）如果出現(xiàn)孤島工作面，必須按沖擊危險煤層管理。
（4）沖擊地壓危險工作面應優(yōu)先采用支護強度高、抗沖擊能力強、工作空間大的綜合機械化或綜合機械化放頂煤開采工藝，應采用高工作阻力液壓支架。
（5）相鄰工作面切眼及停采線的位置應對齊，避免出現(xiàn)梯形、三角形或鋸齒形等不規(guī)則臺階煤柱。
（6）工作面切眼及停采線應避免布置在斷層、褶曲等特殊地質構造帶附近。停采線距離井底車場、水倉泵房、人員及設備材料聚集區(qū)的煤柱寬度應大于50m。
（7）厚煤層應優(yōu)先使用分層開采，煤層厚度變化大，頂板不穩(wěn)定的厚煤層應采用綜采放頂煤開采，避免使用大采高一次采全高。
2.1.4 巷道交叉點的設計要求
（1）巷道設計應盡量減少交叉點，特別是多巷道交叉點，減少聯(lián)絡巷的布設，避免交叉點圍巖應力集中。
（2）巷道立體交叉時，最小法線間距不應小于5m；多交叉點區(qū)域，交叉點的間隔不宜小于30m。
（3）根據地應力方向、煤巖層理分布、軟硬巖接觸層理面、支護斷面等因素，確定交叉點最大受力位置，采取相應措施加強支護，保證支護可靠，加強支護段長度不應小于10m。
2.1.5 采區(qū)主要硐室的設計要求
（1）采區(qū)硐室應優(yōu)先選擇在穩(wěn)定的巖層或煤層內，避開高地應力和支撐壓力區(qū)，不應在巷道密集區(qū)設硐室，減少與巷道間的相互影響。
（2）距離強沖擊地壓危險區(qū)域小于300m、中等沖擊地壓危險區(qū)域小于150m 時，應利用卸壓爆破、鉆孔卸壓等方式設置寬度不小于10m 的弱結構保護帶，保護硐室。
（3）硐室斷面最好為圓形或圓拱形，不宜采用矩形、梯形或其它不規(guī)則形狀。
（4）在采掘擾動區(qū)域內布置硐室時，應對硐室圍巖進行加強支護。
（5）硐室支護采用具有整體性結構的柔性支護方式。宜采用錨桿、錨索、錨網、噴射混凝土和架設可縮性u 型鋼支架支護方式。
2.1.6 巷道支護的設計要求
（1）中等以上沖擊地壓危險區(qū)域，巷道最佳斷面形式為直墻半圓拱加反底拱斷面，宜選用寬巷掘進。
（2）工作面必須加強端頭支護和超前支護，超前支護段不應小于150m，應采用具有快速卸壓和抗震能力的單體支柱或支架。
（3）巷道支護應采用整體性強的柔性支護方式，支護材料應采取防崩措施進行固定。
2.2 具有沖擊地壓危險的采掘過程的安全管理
2.2.1 巷道掘進過程中的安全管理
（1）煤巷優(yōu)先選用綜掘工藝，巖巷優(yōu)先選用機械化作業(yè)，宜采用沿空掘巷，避免在高支承壓力區(qū)掘進。
（2）巷道掘進施工區(qū)域內的電纜、管線要懸掛整齊，并固定牢靠。
（3）厚煤層內掘進巷道時，為防止底臌和沖擊，應優(yōu)先采用跟底板掘進。
（4）相向掘進的巷道相距100m 時，須停止一個頭掘進。
（5）巷道內的通訊電纜線采用鎧裝通信電纜，風管、水管等應具有抗彎曲和擠壓能力，在災害發(fā)生時能保證一定的通訊、送風和送水能力。
2.2.2 工作面回采的安全管理
（1）支架應有足夠的初撐力、工作阻力以及可縮性。采用全部垮落法控制頂板時，采空區(qū)懸頂超過20m 時須采用人工放頂措施。
（2）回采工作面應盡可能保持直線推進，勻速回采，結合礦震及礦壓顯現(xiàn)情況確定合適的回采速度，強沖擊地壓危險區(qū)域不應大于4m/天，礦壓明顯異常時，應降低回采速度。
（3）工作面回采卸壓保護帶寬度應大于10m 或3.5倍采高。
（4）綜采（放頂）工作面距離設計停采線小于30m 時，適當降低采高或停止放煤。在靠近設計停采線附近，頂板最后一次周期來壓后，作為停采位置與停采時間。停采線前方順槽內，提高超前支護初撐力，單體支柱穿鞋，保證支護質量。
（5）工作面兩道煤壁向外300m 范圍，不宜存放動力列車等設備。兩道必要的設備要固定，零散物料采取防崩措施。
（6）回采工作面停產3 天以上，在工作面恢復生產前，應分析監(jiān)測可能發(fā)生沖擊的危險程度，并采取相應的防沖措施。工作面恢復生產后，應逐漸增加推進速度到正常值，并盡量保持勻速推進。 （7）工作面向采空區(qū)、老巷、大斷層、向斜軸、應力集中區(qū)回采時，應先采取卸壓措施，危險解除后方可回采。
3 結束語
針對具有沖擊地壓危險的采掘工作面，除了需要進行上文介紹的安全設計及安全管理外，還需要采取一定的安全防護措施，比如：沖擊地壓煤層開采巷道支護應該采用帶整體性結構的可縮性金屬支架；巷道必須采用全斷面支護，并提高支護強度；進入防沖區(qū)域的所有人員必須按規(guī)定佩帶防沖帽、防沖背心；在有嚴重沖擊地壓危險的區(qū)域，必須安設壓風自救系統(tǒng)；在防沖區(qū)域不準隨意存放材料和設備；沖擊地壓危險區(qū)域的掘進工作面，外面維修拆換處理斷面時，里面嚴禁任何人作業(yè)；所有進入沖擊地壓危險區(qū)域的人員，首先要檢查好安全防護設施，確保其靈敏可靠后方可施工作業(yè)。只有這樣，才能在安全設計和管理的基礎上，針對現(xiàn)場工人作好進一步的安全保障，以減少沖擊地壓的發(fā)生和事故所造成的損失。
