近日，國(guó)家礦山安全監(jiān)察局組織全國(guó)安全監(jiān)察單位、煤炭企業(yè)和專家赴陜西彬長(zhǎng)礦區(qū)小莊煤礦和孟村煤礦現(xiàn)場(chǎng)觀摩了“人造解放層”防沖新技術(shù)。
解放層開采是防治煤礦沖擊地壓最有效的手段之一，但是解放層開采條件苛刻，全國(guó)只有少部分沖擊地壓礦井具備解放層開采條件。針對(duì)大部分頂板控制型沖擊地壓礦井只開采一層煤，無解放層開采的問題，中國(guó)煤科開采研究院于2018年在全國(guó)首次提出頂板千米順層鉆孔區(qū)域壓裂“人造解放層”防沖理論與技術(shù)。
“人造解放層”防沖卸壓系統(tǒng)
該技術(shù)針對(duì)沖擊地壓局部卸壓范圍小，連續(xù)性低，作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)高等問題，以提供沖擊啟動(dòng)載荷源的硬厚頂板為靶點(diǎn)，建立煤層厚硬頂板地面、井下水平孔分段區(qū)域致裂卸壓系統(tǒng)，開展頂板千米順層鉆孔區(qū)域壓裂“人造解放層”區(qū)域卸壓，實(shí)現(xiàn)了沖擊地壓建設(shè)礦井“先壓后建”；沖擊地壓生產(chǎn)礦井“先壓后掘、先壓后采”。通過井上下提前破壞沖擊危險(xiǎn)區(qū)域上覆頂板的完整性，使得載荷向更完整頂板區(qū)域遷移，從而為井下掘進(jìn)、回采提供低應(yīng)力作業(yè)大環(huán)境，也使得沖擊地壓?jiǎn)适?dòng)的重要載荷條件。
“人造解放層”防沖新技術(shù)，卸壓范圍大、作用時(shí)效長(zhǎng)、防沖作業(yè)安全性高，彌補(bǔ)了井下局部卸壓不足。彬長(zhǎng)礦區(qū)孟村煤礦中央大巷每月幾乎發(fā)生一次沖擊地壓，2020年孟村礦“5.24”沖擊地壓事故發(fā)生后，開采研究院沖擊地壓課題組受邀于2020年7月對(duì)孟村煤礦中央大巷復(fù)合構(gòu)造區(qū)的沖擊地壓災(zāi)害開展“人造解放層”防沖新技術(shù)應(yīng)用。通過在井下實(shí)施5個(gè)超長(zhǎng)水平分段壓裂鉆孔，使復(fù)合構(gòu)造區(qū)5條中央煤層大巷上方40m的砂巖頂板中形成“人造解放層”。該技術(shù)實(shí)施后，壓裂區(qū)微震頻次降低了44.3%，微震能量降低了83.3%，截止目前，未發(fā)生高能沖擊事件。
防沖專家潘俊鋒研究員介紹“人造解放層技術(shù)”
為進(jìn)一步提高“人造解放層”的解放強(qiáng)度，開采研究院陸續(xù)在彬長(zhǎng)礦區(qū)孟村煤礦401102工作面、401103工作面，小莊煤礦40302工作面，中煤能源大海則煤礦20101工作面開展地面區(qū)域壓裂 “人造解放層”開采防沖技術(shù)研究。在實(shí)施“人造解放層”開采的區(qū)域，高能微震事件明顯降低、低能微震事件增加，叢集效應(yīng)弱化，開采擾動(dòng)范圍和強(qiáng)度也明顯減小，同時(shí)周期來壓強(qiáng)度降低，工作面片幫、巷道底鼓、兩幫變形等礦壓顯現(xiàn)也極大緩和。截止目前，區(qū)域壓裂“人造解放層”技術(shù)已陸續(xù)在蒙陜礦區(qū)具有沖擊地壓和強(qiáng)動(dòng)壓現(xiàn)象的近20個(gè)礦井進(jìn)行了推廣應(yīng)用。
因其顯著的應(yīng)用成效，引起國(guó)家礦山局關(guān)注，2022年8月11日，全國(guó)瓦斯與沖擊地壓災(zāi)害防治現(xiàn)場(chǎng)會(huì)在彬長(zhǎng)礦區(qū)召開，陜西煤業(yè)化工集團(tuán)進(jìn)行了 “人造解放層”防沖經(jīng)驗(yàn)介紹，會(huì)后國(guó)家礦山局組織全國(guó)煤礦安全監(jiān)管單位、煤礦企業(yè)及有關(guān)專家對(duì)“人造解放層”區(qū)域防沖技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了井上下現(xiàn)場(chǎng)觀摩，與會(huì)人員收獲甚大。
會(huì)議現(xiàn)場(chǎng)
行業(yè)專家井下觀摩
當(dāng)前，沖擊地壓防治仍屬于探索性極強(qiáng)的世界性難題，區(qū)域壓裂“人造解放層”可以實(shí)現(xiàn)頂板主導(dǎo)型沖擊地壓礦井“先壓裂后建設(shè)、先壓裂后掘進(jìn)、先壓裂后回采”，是一種區(qū)域性、超前性和主動(dòng)性的源頭防治沖擊地壓方法，為我國(guó)煤礦沖擊地壓和礦震災(zāi)害防治提供了一條新思路。
來源：科技日?qǐng)?bào)
