25110工作面防治冲击地压设计一、概况25110工作面地表为乔店村东部的丘陵山地井田内煤系地层为中下侏罗统义马组，该面为25区下山部分的第一个综放工作面，东为23区下山保护煤柱，南为25130工作面（未采），西为25区下山保护煤柱，北为25090工作面（一分层已采）；地面标高+551～＋596m；工作面煤层标高-394.0～- 451.7m，可采走向长865m，倾斜长191m；面积165215m²二、工作面范围内煤层赋存情况煤层走向112°～127°,倾向202°～216°,倾角10°～15°,平均12°,夹矸2～5层,单层厚0.2～0.7m，岩性一般为炭质或砂质泥岩煤层厚度8.4m～13.2m、平均厚11.5m煤层赋存稳定，局部有厚煤点（大于10m）三、煤层顶底板伪顶为砂质泥岩，厚0.2m左右，层状结构，易脱落，局部为石英砂岩，坚硬；直接顶为泥岩，厚20m左右，深灰色,块状易碎,含植物化石；老顶以砾岩为主，夹有薄层砂岩，属弱含水层，局部有富水异常区；直接底为泥岩，厚4m左右，深灰色,块状易碎,含植物化石附：25110综放工作面综合柱状图四、地质构造 根据25090工作面所揭露资料，预计本工作面仍受F2504、 F2509 和F2510断层影响，从工作面整体看，该面两头构造简单，中间构造复杂，西部煤层顶板走势平缓，东部煤层有起伏并整体上爬。
上巷在25090工作面采空区下掘进，顶板胶结时间较短，且一分层回采时未铺网，对掘进有一定影响本区构造简单，地压大，易底鼓、片帮和冒顶，冲击地压现象会更加明显 五、冲击危险程度预测1、煤层冲击倾向性根据中国矿业大学冲击倾向性鉴定结论：2-1、2-3煤层冲击倾向性类别为1类，强冲击倾向，其顶板也具有弱冲击倾向在准备工作面的掘进过程中，其下巷发生过5次中等以上冲击2、开采深度冲击地压发生的临界深度为500m-600m,25110工作面采深为993m-1042m,具备发生冲击地压的深度条件3、冲击危险程度预测综合以上分析，25110工作面下巷回采过程中预测具有强冲击危险，必须编制防止冲击地压专项设计及专项措施六、冲击地压危险区域划分为了在25110工作面回采期间有针对性的进行冲击地压防治，特在25110工作面进行冲击地压危险区域划分1、冲击地压危险区域划分依据：（1）跃进煤矿冲击地压发生特点、规律2）25110工作面上、下巷掘进期间冲击地压发生实际情况3）生产技术条件、地质条件、构造应力分布规律4）防冲工程实践经验5）综合指数法分析6）上级有关规定2、冲击地压危险区域划分由于25110工作面煤层直接顶为20m以上的厚泥岩，老顶为巨厚坚硬砂岩，厚泥岩直接顶和具厚坚硬老顶的运动为冲击矿压提供了动载，随着工作面的推进，上方20m厚的泥岩层周期性垮落，上部的巨厚坚硬砂岩整体性强，采后不易冒落下沉而形成离层空间。
随着采空面积的加大，巨厚砂岩层形成板状悬空岩梁，砂岩层原来的应力状态发生改变，从而增加了工作面的应力水平当板状砂岩层悬露面积达到一定程度后，开始缓慢下沉并周期性断裂垮落所以随工作面推进，矿山压力显现具有一定特殊性，即直接顶和老顶的双重初次来压和周期来压现象，且影响都很大另外，本工作面推进时会受相邻工作面采空区上方老顶岩层运动的影响沿走向随工作面推进，25110工作面潜在的高冲击危险区有以下5个，具体如下：（见区域划分示意图）（1）工作面回采接近本工作面老顶初次跨落——第一危险区根据25区相邻23130工作面初次跨落步距35m,类此分析预测该工作面老顶初次跨落步距在35m-40m,该区域前后30m范围是冲击地压第一危险区域；初次来压期间是冲击地压危险时段，步距为35m-40m2）工作面“开采面面积见方”阶段——第二危险区当25110工作面推进到170m左右，推采距离与工作面长度等长，开采面积呈正方形，面积28900㎡，该区域顶板运动和破裂达到达到最大，释放的震动能量也最大，并且达到工作面“见方”位置，此区域段前后30m为发生冲击地压的第二高危险区3）双工作面“见方”阶段——第三危险区 当25110工作面推进340m左右，工作面逐渐进入到与25090工作面采空区双“见方”的位置，由于两个工作面采空区上方高位岩层悬露面积较大，上覆次关键层运动可造成工作面支承压力分布范围更大，峰值更高，尤其是倾向支承压力增大的幅度更大，该区域老顶关键层有可能突然跨落，易诱发工作面前方巷道和上、下端头附近区域发生冲击矿压。
并且该区域在掘进过程中多次发生冲击地压，因此，该区域前后30m范围为工作面的第三高危险区4）三工作面“见方”阶段——第四危险区 由于跃进煤矿2-1煤层直接顶为20m以上的厚泥岩，老顶为媒岩互叠层和100m以上的巨厚坚硬砂岩，目前没有关于地面沉陷的数据，老顶可能没有完全跨落，当25110工作面推进510m左右，工作面与25070、25090三个工作面采空区逐渐形成 “见方”的位置，此区域采空区主关键层巨厚砂岩有可能突然大面积跨落，造成工作面支承压力分布范围进一步增大，峰值更高，并且该区域处在F2504断层附近，极易诱发冲击地压，因此该区域前后50m范围为工作面的第四高危险区5）停采线附近——第五危险区 当25110工作面推进接近停采线段时，受固定支撑应力影响，应力集中程度较高，极易形成应力叠加，诱发冲击地压并且该区域在掘进过程中曾发生破坏性冲击，因此接近停采线50m范围为第五危险区 25110工作面回采过程中高冲击危险区域划分 另外在工作面回采期间，老顶周期来压期间，超前工作面30m-100m也是冲击地压易发生区域七、支护形式25110工作面上巷为二分层巷道，煤柱段使用大直径椭圆棚支护，工作面前100使用大立柱超前支护；25110工作面下巷采取“三级支护”形式，即锚网索支护+“O”型棚支护+门式支架，切眼超前40m安装迈步支架进行加强支护, 超前300m利用门式液压支架进行加强支护。
附：25110下顺槽门式液压支架超前支护图八、“五位一体”综合防治设计（一）预测预报1、电磁辐射监测利用KBD-5型流动电磁辐射仪对工作面进行电磁辐射监测①在25110工作面上巷煤柱段及25110工作面下巷施工深1m，间距15m，孔径Ф100mm钻孔进行定点电磁辐射监测，以此减小监测误差具体监测方法：利用KBD-5型流动电磁辐射仪对工作面上巷煤柱段140米、下巷切眼外300米范围进行监测测点布置在上巷煤柱段上、下帮、下巷上帮，测点间距15m，每点监测100s，每天监测一遍②利用KBD-7型电磁辐射仪对工作面切眼前方50～100m范围下巷上帮和上、下巷煤柱段进行电磁辐射监测根据强度和脉冲值大小变化趋势对工作面进行预测预报2、工作面矿压监测工作面安装KJ216顶板压力动态监测系统，对工作面支架均匀布置13个点进行支架阻力24小时观测，以便掌握全面支架受力情况，及时对工作面顶板来压情况进行全面预报分析，为工作面安全推采提供可靠的顶板来压预报3、顶底板动态监测在25110工作面下巷6个钻场内各安装一台KBU101-200顶底板动态仪，24小时观测其顶底板移近量，及时掌握顶、底板位移情况，该系统配合工作面压力监测系统能够更加准确预测周期来压及顶板运动情况。
4、钻孔应力监测系统在25110工作面下巷每50m安装一台CMC20钻孔应力传感器，24小时观测各钻孔受力情况，及时掌握应力异常区域，提前对应力异常区域进行卸压，以保证回采安全5、微震监测采用微震监测定位系统，监测记录微震次数及释放的能量，利用微震次数及释放的能量预测预报冲击地压发生的趋势及应力释放情况下巷布置五个基站，对发生的微震信号及时进行准确定位，为冲击地压预测预报及综合治理提出有效方案6、钻屑监测对以上异常监测数据利用钻屑法进行效验采用直径Ф42mm钻头，深度10m进行钻粉测量，每米钻粉大于5Kg，可认为存在冲击危险，钻进过程中出现冲击响声、钻杆跳动、卡钻甚至压死钻杆等现象，可认为存在冲击危险2）卸压解危1、高压注水 为了有效解决冲击地压威胁，防治工作面煤尘飞扬，利用掘进期间施工注水孔进行超前工作面上、下巷300m进行交臂高压注水，对已经压死钻孔、无法注水钻孔，可在该孔附近按设计要求重新打眼注水2、静压注水对所有高压注水过的钻孔利用防尘水进行24小时不间断静压循环注水，直到注水孔处于饱和状态为止25110工作面高、静压注水设计①每个钻孔安设流量计、压力表，使用高压注水，注水压力不少于16Mpa；使用静压注水，注水压力不少于5Mpa。
②注水量注水量根据注水孔承担的湿润煤量计算：Q1＝K·T·W/100 q=737tQ2＝K·T·W/100 q=397tQ3＝K·T·W/100 q=227t式中 Q1——长孔注水量，m3；Q2——中长孔注水量，m3；Q3——短孔注水量，m3；q——水的密度，g＝1t/m3；K——富余系数，一般为1.0-1.55；（取1.0）T——一个注水孔承担的湿润煤量，t；W——预计含水率增值，%取3）一个注水孔承担的湿润煤量计算：T1＝L·S·M·γ=24570tT2＝L·S·M·γ=13230tT3＝L·S·M·γ=7560t式中 T1 ——长孔注水孔承担的湿润煤量，m3；T2 ——中长孔注水孔承担的湿润煤量，m3；T 3——短孔注水孔承担的湿润煤量，m3；L1、L 2 、L 3——待注水煤体在钻孔轴向方向的尺寸，m；（长孔取130m、中长孔70 m、短孔40m）S——注水湿润直径，m；（取20m）M——注水孔附近煤层平均厚度，m；（取7m）γ——煤的密度，t/m31.35）③注水时间：根据需要注水量与实际注水流量确定④注水钻孔施工由防冲队负责，防冲科必须建立详细的注水钻孔施工记录台帐，记录内容包括：时间、地点、孔深、孔数、角度等。
⑤防冲队必须建立注水台帐，并详细记录，内容包括：时间、地点、孔深、孔数、开泵时间、注水压力、停泵时间、注水孔个数、注水效果等，每旬10号报防冲科存档3、钻孔爆破①巷帮卸压爆破回采期间及时对巷道进行巷帮卸压爆破；钻孔布置在下巷下帮时，钻孔俯角沿煤层倾斜向下布置，孔口距底板1.0m-1.5m； 钻孔布置在下巷上帮时，钻孔仰角沿煤层倾斜向上布置，孔口距底板0.8m-1.0m；孔深20m,间距5m,每孔装特制炸药5节（9Kg）, 双发同段毫秒延期电雷管正向装药，其余用27节（三箱）水泥药卷封孔孔内雷管间并联，多个爆破孔的雷管之间采用串联连线方式②巷道断顶卸压爆破 回采期间，对25110工作面下巷超前300m进行巷道断顶卸压爆破钻孔布置方式：钻孔间距10m，钻孔沿顶板煤体倾向偏向上帮，角度为60°，钻孔孔径Ф75mm，孔深25m, 每孔装特制炸药5节（9Kg）, 双发同段毫秒延期电雷管正向装药，其余用27节（三箱）水泥药卷封孔孔内雷管间并联，多个爆破孔的雷管之间采用串联连线方式③巷道断底卸压爆破回采期间，对25110工作面下巷超前300m进行巷道断底卸压爆破钻孔布置方式：钻孔间距5m，布置在掘进期间施工的断底孔中间，钻孔沿煤体倾向-45°，钻孔孔径Ф75mm，孔深10m, 每孔装特制炸药5节（9Kg）, 双发同段毫秒延期电雷管正向装药，其余用27节（三箱）水泥药卷封孔。
孔内雷管间并联，多个爆破孔的雷管之间采用串联连线方式4、 卸压钻孔 五个危险区域超前300m施工卸压钻孔，钻孔布置在下巷下帮时，钻孔俯角沿煤层倾斜向下布置，孔口距底板1.0m-。