一、技术背景
某煤矿前期采用顺序回采、留30m煤柱双巷掘进接续方式，2-1煤层一盘区21103工作面为该盘区第2个工作面，在21102工作面开采时集中静载为主导的超前支承压力和后方采空区强动载为主导的顶板动压这两次扰动应力作用下，21102辅运巷(21103回风巷)局部围岩已经发生严重损伤导致抗冲击能力显著降低;21103工作面开采时，受侧向采空区厚硬顶板悬顶的影响，临空侧30m宽煤柱内积聚了大量压缩弹性能，受移动超前支承压力、硐室及联巷周边集中应力的影响，宽煤柱内静载荷水平进一步升高，在顶板断裂等强动载作用下，很可能发生冲击显现事件。
基于此，技术人员研究提出了一种分力源组合式四级卸压方法，对综采工作面二次扰动巷道进行预卸压施工，确保了工作面安全生产。
二、研究内容
1.技术方案
该成果通过对21103工作面回风巷大变形-冲击破坏机理进行深入剖析，找准诱发力源，提出了分力源组合式四级卸压方法对21103工作面回风巷进行预卸压施工，确保工作面的安全生产。
2.机理分析
根据综采工作面回采期间矿压监测及现场实测数据分析得出临空巷道冲击地压发生机理：临空巷道围岩受多次强扰动，集聚大量静载荷，工作面回采时，受移动超前支承压力、硐室及联巷周边集中应力的影响，宽煤柱内静载荷水平进一步升高，在顶板断裂等强动载作用下，极易形成冲击地压显现事故。
3.四级卸压方法
如图1所示，针对21103回风巷围岩高静载、强动载、大蠕变特点，设计采用由上至下分阶段四级高强卸压方法：一是超前顶板水力压裂钻孔卸压;二是煤层大直径钻孔卸压;三是周期性爆破卸压;四是超前高强度起底卸压。具体如下：
图1 施工示意图
(1)超前在21103回风巷沿工作面走向施工顶板水力压裂孔，一方面切断临空巷道上覆坚硬岩层，降低采空区侧向支承压力对临空巷道的影响;另一方面将坚硬厚层砂岩顶板通过切缝压裂分层，降低了顶板的蓄能能力，减小了坚硬厚层顶板难垮落、易造成大面积来压的风险。
(2)在21103回风巷超前工作面300m范围施工煤层大直径钻孔，一方面释放煤层中积聚的静载荷，以缓解或消除工作面超前范围矿压显现，降低巷道冲击危险;另一方面受工作面超前采动影响，动压显现时，通过对大直径钻孔孔壁的挤压、破裂、密实过程释放掉一部分冲击能量，降低冲击危险程度。
(3)采取周期性爆破卸压措施，一方面破坏坚硬煤岩体的储能结构，释放煤岩体积聚的弹性能，使煤体中高应力向远场转移，另一方面爆破产生的次生裂隙会对应力的再次积聚形成一个延缓作用。
(4)对回风巷采取“二次起底”超前主动释放底板中积聚的能量：“一次”超前单体外段高强起底卸压，释放底板中积聚的静载荷，同时满足行人运料;“二次”超前单体前起底卸压，平均起底0.4m，保证巷道高度在2.2m以上。确保超前单体支护及通风行人需要。
3.工艺流程
图2 工艺流程
三、应用效果
该成果投入使用后，104J以上能级微震事件时现场出现显现破坏事件的概率由10.5%降至1.2%，大大提高了综采工作面回采期间的安全系数。
每月需额外消耗工程费用及人工费75.89万，每月提高产能5.9Wt，净利润284万余元。
该技术成果适用于所有井工煤矿中矿压大、显现较为明显的综采回采巷道。
