谈矿井冲击地压及防治

王忠成/方正县煤矿安全生产监督管理局

谈矿井冲击地压及防治

王忠成/方正县煤矿安全生产监督管理局

根据原岩（煤）体应力状态不同，冲击地压可分为重力型，构造型和重力、构造应力并有的中间型。重力型冲击地压主要是受重力作用，没有或构造应力影响极小，在一定的顶、底板和开采深度条件下，由采掘影响引起的冲击地压。

按冲击地压发生地点的不同，冲击地压可分为煤体冲击和围岩冲击。煤体冲击发生在煤体内，根据冲击深度和强度的不同又分为表面、浅部和深部冲击三种类型。围岩冲击发生在顶、底板岩层中，根据位置不同又分为顶板冲击和底板冲击。还可分为巷道冲击地压和工作面冲击地压

根据冲击的显现强度，可分为弹射、矿震、弱冲击和强冲击。

根据震级强度和抛出的煤量，又可将冲击地压分为三级：轻微冲击（Ⅰ级），即抛出煤量在10t以下，震级在里氏1级以下的冲击地压；中等冲击（Ⅱ级），即抛出煤量在10-15t、震级在里氏1-2级的冲击地压；强烈冲击（Ⅲ级），即抛出煤量在50t以上、震级在里氏2级以上的冲击地压。

一、冲击地压的特殊

1.突然爆发。冲击地压发生前，预兆不明显。

2.巨大声响。冲击地压爆发的瞬间，伴有雷鸣般的响声。

3.冲击波强；煤体内积聚的弹性能突然释放，产生强大的冲击波。它能冲掉工人头上的矿帽，以及冲倒几十米至几百米内的风门、风墙等设施。

4.弹性振动。冲击地压发生时在围岩内引起弹性振动，工作人员被弹起摔倒，甚至输送机、轨道等得型设备都可能被振动和推移，连地面人员有时都能感到这种振动。该振动所产生的弹性波可以被几百千米外的地震仪检测到，并留有清晰的震相记录。

5.煤体移动。据现场观测可知，浅部冲击时，煤体发生移动，煤体移动时在顶板接触面上有留有明显的棕褐色擦痕，擦痕的方向即为煤体移动的方向。

6.顶板下沉或底鼓。冲击地压发生时，常导致顶板下沉或底鼓。

7.煤帮抛射性塌落。冲击地压造成煤帮抛射性塌落，多发生在煤帮上部到顶板的一段，越靠近顶板塌落越深，强烈冲击时，塌落深度可达1.5m-2m。

二、防治冲击地压的相关规定

随着开采深度的增中，巷道断面加大、矿压显现加剧，冲击地压事故也呈上升趋势，因此，煤矿开采须遵守下列规定：

1.开采冲击地压煤层的煤矿应有专人负责冲击地压预测预报和防治工作。

（1）开采冲击地压煤层的煤矿应有专人负责冲击地压预测预报和防治工作。

（2）冲击地压煤层掘进工作面临近大型地质构造、采空区，通过其他集中应力区以及回收煤柱时，必须制定措施。

（3）防治冲击地压的措施中，必须规定发生冲击地压时的撤人路线。

（4）每次发生冲击地压后，必须组织人员到现场进行调查，记录发生前的征兆、发生经过、有关数据及破坏情况，制定恢复工作的措施。

2.开采严重冲击地压煤层时，在采空区不得留有煤柱。如果在采空区留有煤柱，必须将煤柱的位置、尺寸以及影响范围标在采掘工程图上。开拓巷道不得布置在严重冲击地压煤层中；永久硐室不得布置在冲击地压煤层中。

3、开采煤层群时，应优先选择无冲击地压或弱冲击地压煤层作为保护层开采。

（1）保护层有效范围的划定方法和保护层回采的超前距离，应根据对矿井实际考察的结果确定。

（2）开采保护层后，在被保护层中确实受到保护的地区，可按无冲击地压煤层进行采掘。在未受保护的地区，必须采取放顶卸压、煤层注水、打卸压钻孔、超前爆破松动煤体或其他防治措施。

（4）开采冲击地压煤层时，冲击危险程度和采取措放了后实际效果，可用采钻粉率指标法、地音法、微震法等方法确定。对有冲击地压危险的煤层，应根据预测预报等实际考察资料积累的数据划分冲击地压危险程度等级并制定相应的综合防治措施。

（5）对冲击地压煤层，应根据顶板岩性掘进宽巷或沿采空区边缘掘进巷道。巷道支护严禁采用混凝土、金属等刚性支架。

（6）严重冲击地压厚煤层口的所有巷道应布置在应力集中圈外；双巷掘进时，2条平行巷道之间的煤柱不得小于8m，联络巷道应与2条平行巷道垂直。

（7）开采冲击地压煤层时应采用垮落法控制顶板，切顶支架应有足够的工作阻力，采空区中所有支柱必须回净。

（8）开采冲击地压煤层时，在同一煤层的同一区段集中应力影响范围内，不得布置2个工作面同时回采。2个工作面相向掘进，在相距30m（综合机械化掘进50m）时，必须停止其中一个掘进工作面，以免引起严重冲击危险。

停产3天以上的采煤工作面，恢复生产的前班内，应鉴定冲击地压危险程度，并采取相应的安全措施。

（9）有严重冲击地压的煤层中，采掘工作面的爆破撤人距离和爆破后进入工作面的时间，必须在作业规程中明确规定。

（10）在无冲击地压煤层中的三面或四面被采空区所包围的地区，构造应力区、集中应力区开采和回收煤柱时，必须制定防治冲击地压的安全措施。

三、冲击地压的防治根据发生冲击地压的成因和机理，冲击地压的防治措施主要应避免产生应力集中区，对已产生的应力集中区域或因地质构造等因素存在的高应力区，采取改变煤岩体物理力学性能的措施，降低或释放岩体积聚的弹性潜能。

1.采用正确的开采方法。

（1）开采保护层。开采煤层时，为了降低潜在危险层的应力，首先应当开采保护层。当所有煤层有冲击地压危险时，应开采冲击地压危险性最小的煤层。当有冲击地压危险的煤层的顶、底板都赋存保护层时，建议先开采顶板保护层。

（2）避免形成孤立煤柱。划分井田和采区时，应保证有计划的合理开采，避免形成应力集中的孤立煤柱，不允许在采空区内留煤柱，巷道上方不留煤柱，有条件的采区上山、采区边界及区段巷道采无煤柱开采技术，避免应力集中。

（3）选择合理的开采方法。开采有冲击地压危险的煤层时，应尽量采用长壁采煤法，采用全部垮落法管理顶板。煤柱支撑法、房柱式及其他留煤柱的开采方法，冲击地压发生频繁。

（4）选择合理的巷道布置方式。开采有冲击危险的煤层时，应尽量将主要巷道和硐室布置在底板岩石中。

（5）合理安排开采程序。要合理安排开采程序，防止采煤工作面三面被采空区包围，形成“半岛”。采煤工作面应采用后退式开采，避免相向采煤。

2.局部卸压措施。

（1）煤层预注水。煤层预注水的目的主要是降低煤体的弹性和强度，采用向煤层注水的方法，使相邻巷道、采煤工作面的煤岩层边缘区减少内部粘结力，降低其弹性，减少其潜能。注水可降低煤岩层硬度，使煤岩松软湿润，减少弹性。

（2）钻孔卸压法。钻孔卸压法是利用钻孔降低积聚在煤层中的弹性能，是释放弹性能的一种方法。一般采用直径大约100mm的钻孔，现已有直径为300mm的钻孔。由于钻孔后，钻孔周围的煤体采力状态发生了变化，约束条件减弱，使煤体卸载，支承压力的分布发生了变化，峰值向煤体深部转移。当支承压力不超过煤层孔壁稳定范围时，孔壁不破坏，钻孔不变形，排出煤粉量为正常值，煤层没有卸压。当支承压力超过煤层孔壁稳定范围时，钻孔被破坏，支承压力愈高，钻孔破坏范围愈大。因此，煤层积聚的应力愈高，利用直径钻孔卸压愈有效。

（3）震动爆破法。震动爆破法是在安全条件下，用爆破方法释放煤层积聚的能量，使煤层裂隙松动，是预防冲击地压的一种方法。其主要目的是改变支承压力带的形状和减少峰值，炮眼布置尽量接近于支承压力带峰值位置。

诱发爆破就是在具有冲击地压危险的区域进行大药量的爆破，人为地在工作人员撤出后诱发冲击地压。

（4）强制放顶。强制放顶卸压控制顶板对防治冲击地压的发生是有效的，进行深孔爆破人工强制放顶，起到了减缓冲击地压的作用，经实践证明，收到了较好的效果。