古城煤礦：“三低、四強、五有”伏“地虎”
作為影響礦井煤炭資源安全高效開采的“頭號公敵”，山東能源臨礦集團古城煤礦面對沖擊地壓災(zāi)害防治這一世界級難題，不畏懼，不懈怠，堅持“沖擊地壓可防可控”理念，通過精準“把脈”，不斷“對癥下藥”，經(jīng)過10多年的理論研究，結(jié)合現(xiàn)場防治經(jīng)驗，探索形成了“三低防沖理論體系”“四強防沖治理體系”“五有防沖管理體系”，逐漸把沖擊地壓這只“地虎”關(guān)進“籠子”變“病貓”，實現(xiàn)了沖擊地壓防治的“有震無災(zāi)、有沖無傷、可防可控”。
古城煤礦堅持“理念深入,觀念先行，制度保障”原則，始終把沖地壓防治作為“天字號”頭等大事來抓。成立了以礦長為組長，總工程師、分管副礦長為副組長，相關(guān)專業(yè)副總工程師為成員的沖擊地壓防治工作領(lǐng)導(dǎo)小組，健全完善了防沖管理機構(gòu)和專職防沖隊伍，組織編制了《2018-2022年沖擊地壓防治五年規(guī)劃》，制定印發(fā)了《古城煤礦防治沖擊地壓實施意見》《古城煤礦防治沖擊地壓綜合管理制度》《卸壓孔施工手冊》《古城煤礦沖擊地壓防治實用技術(shù)》，定期開展防沖業(yè)務(wù)知識專項培訓(xùn)、沖擊地壓事故案例教育和沖擊地壓事故應(yīng)急演練，通過宣傳欄、微信、班前會等載體，加大防沖宣傳力度，人手一本《古城煤礦沖擊地壓防治知識手冊》，讓沖擊地壓防治觀念入腦、入心、入行。
“沖擊地壓發(fā)生的根本原因是巷道圍巖高應(yīng)力集中，基于沖擊地壓應(yīng)力機理和礦井防治實際，我們提出了‘低擾動、低應(yīng)力、低密度’的‘三低防沖理論體系’。”古城煤礦黨委書記、礦長倫慶忠說。在充分理論研究的基礎(chǔ)上，古城煤礦從防沖源頭抓起，通過對工作面布置進行超前分析論證，進一步優(yōu)化采掘設(shè)計，精確計算工作面采寬和留寬，把巷道布置在應(yīng)力集中區(qū)以外，并合理安排采掘順序，避免相向作業(yè)，避免采掘擾動形成應(yīng)力集中區(qū)，從開采技術(shù)因素上為沖擊地壓治理創(chuàng)造有利條件；通過破壞煤體結(jié)構(gòu)，將硬煤變軟煤，降低巷道周邊的應(yīng)力，降低應(yīng)力峰后曲線的斜率，向深部轉(zhuǎn)移應(yīng)力峰值，擴大塑性區(qū)，形成低應(yīng)力保護帶，使煤體不能積聚彈性能或達不到威脅安全的程度；對同等體積的煤體抽出大量煤粉，破碎煤體，達到均勻減少，使煤體密度減小，改變煤體物理力學(xué)性質(zhì)，形成低密度保護帶，起到動載釋放，緩沖礦震來壓的作用，從而降低煤體沖擊傾向性。
“經(jīng)過十多年的孜孜不倦的理論探索和實踐，我們總結(jié)提煉了符合礦井地質(zhì)條件和開采技術(shù)條件的以‘強卸壓、強支護、強監(jiān)測、強監(jiān)督’為核心手段的‘四強防沖治理體系’”。古城煤礦總工程師王桂利介紹，“強卸壓和強支護作為沖擊地壓防治核心，分別起到主動防范和被動防范作用，強監(jiān)測和強監(jiān)督作為沖擊地壓防治輔助手段，分別起到確定危險區(qū)域、劃分危險等級及保障卸壓工程質(zhì)量的作用?！?/p>
按照“區(qū)域先行、局部跟進、分區(qū)管理、分類防治”的防沖原則，古城煤礦在工作面開采前，對采掘工作面進行沖擊危險性評價，分析確定沖擊地壓的主要影響因素、載荷類型和破壞特征等。綜合運用微震、應(yīng)力、鉆屑法等方式進行沖擊地壓應(yīng)力監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果劃分風(fēng)險等級，明確15類重點區(qū)域和4類沖擊地壓發(fā)生類型。運用大直徑鉆孔卸壓、斷頂、斷底、煤體爆破卸壓、頂?shù)装孱A(yù)裂等手段，根據(jù)采煤工作面、掘進工作面、巷道硐室不同時期的應(yīng)力變化情況，進行基本卸壓、補強卸壓和解危卸壓，實現(xiàn)應(yīng)力轉(zhuǎn)移或釋放，避免沖擊地壓發(fā)生。
古城煤礦樹立“科學(xué)防沖、科技治災(zāi)”理念，加大資金投入，不遺余力推進裝備升級、工藝升級，僅2018年就投入防沖資金2744萬元?！拔覀兣鋫溆?臺新型ZDY4200LPS液壓鉆車，13臺ZDY-1200LPS履帶式防沖全液壓坑道鉆機，5臺ZQJ-300架柱式氣動鉆機，15臺ZQJ-140架柱手持式氣動鉆機，滿足了現(xiàn)場卸壓需求?！惫懦敲旱V副總工程師、防沖辦主任張欣榮說，“現(xiàn)在，引進了一臺遠程遙控液壓鉆車，正在與廠家聯(lián)合研發(fā)機器人卸壓鉆機，爭取明年實現(xiàn)解危卸壓智能化?！?/p>
為保證安全生產(chǎn)，古城煤礦嚴格限制采掘工作面推進速度，規(guī)定回采工作面不超過4米/天，掘進工作面根據(jù)強、中、弱沖擊危險等級，分別不超過5米/天、8米/天、10米/天。嚴格執(zhí)行“先卸壓后采掘，不卸壓不采掘”制度，對掘進工作面采用兩班掘進、一班卸壓的方式；回采工作面采用一班卸壓檢修、一班生產(chǎn)的方式，卸壓時分別對工作面煤壁和兩順槽頂?shù)装?、兩邦組織施工。同時，按照“三限三強”要求，嚴格落實“人員準入制度”和個體防護措施，明確了具有沖擊地壓危險的采掘工作面限員人數(shù)，其中回采工作面不得超過16人，掘進工作面不得超過9人，進入強沖擊危險區(qū)域的人員必須穿戴防沖服，并設(shè)置了壓風(fēng)自救裝置。
由于礦井地質(zhì)因素復(fù)雜，卸壓工程局部執(zhí)行困難，卸壓周期較長，卸壓后的巷道可能應(yīng)力再次積聚，以及未探明的隱伏斷層構(gòu)造等原因，發(fā)生沖擊顯現(xiàn)不能完全避免。為此，古城煤礦在巖巷采用錨桿錨索全長注漿技術(shù)，增強了圍巖承載能力；在煤巷加密錨索、使用大托盤增加護表面積、加長錨固等方式，進一步增強支護強度；在工作面升級支架增強阻力、使用超前單元式防沖支架加強超前支護，抵御沖擊造成的破壞，逐漸形成了“強·弱·讓”支護理論體系，有效提高了抗沖擊能力。
古城煤礦不斷優(yōu)化沖擊地壓監(jiān)測系統(tǒng)，先后引進了蘭“SOS”微震監(jiān)測系統(tǒng)、KJ550沖擊地壓在線實時監(jiān)測系統(tǒng)、沖擊地壓風(fēng)險判識及綜合監(jiān)測預(yù)警平臺，同時積極探索沖擊地壓互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)管理模式，通過開展CT震動波主動反演，形成了工作面沖擊危險區(qū)域云圖，使沖擊區(qū)域危險程度直觀可視，并將探頭位置、鉆孔密度、監(jiān)測區(qū)域、施工記錄等信息全部集中反映在沖擊地壓綜合預(yù)警平臺上，實現(xiàn)了防沖工作的“一張圖”管理，構(gòu)筑了“全礦微震—應(yīng)力監(jiān)測—鉆粉檢驗”整體到局部的監(jiān)測監(jiān)控體系，沖擊地壓災(zāi)害智能監(jiān)測、預(yù)警、分析準確率達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。
此外，古城煤礦還不斷健全完善防沖工作安全責(zé)任制，建立了科室管理、工區(qū)管理、技術(shù)員、現(xiàn)場安檢員、卸壓操作工5級聯(lián)動的沖擊地壓防治責(zé)任包保制度。建立了“有措施、有落實、有監(jiān)督、有考核、有獎懲”的“五有防沖管理體系”，進一步明確了各部門單位、各職級與各崗位人員具體職責(zé)，形成了層層有責(zé)，人人有責(zé)，各負其責(zé)的全員全要素抓防沖的濃厚工作氛圍，保證了“三低防沖理論”“四強防沖治理體系”執(zhí)行落實到位，實現(xiàn)了“人人都是防沖員，群防群治保安全”，切實提升了沖擊地壓防治工作實效。(丁悅)
