煤矿冲击地压发生机理与防治技术的研究

张建平

摘 要：各种各样的冲击矿井，因为开采条件和地质条件是不同的，在预防控制冲击地压中，需要从评估煤矿开采前的冲击倾向性、监测预警开采过程以及冲击地压的防治和解危着手，有针对性的采用有效的防护策略。本文主要介绍了煤矿冲击地压的发生机理，而且提出了煤矿冲击地压的防治技术，希望可以为有需要的人提供参考意见。

关键词：煤矿冲击地压；发生机理；防治技术

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.14.062

近年来，随着煤矿开采深度的不断上升，冲击地压的显现也会更加显著，危害越来越大，严重威胁矿井的安全生产。为了从根本上实现煤矿生产的安全性和可靠性，重视冲击地压防治技术探究是最关键的。因此，相关部门必须要积极探索更多先进的冲击地压防治技术，这样能够实现煤矿企业的可持续发展。

1 煤矿冲击地压的发生机理

通常，煤矿冲击地压的发生都是有一些条件的，是煤层以及应力等共同影响的结果。冲击地压出现的主要条件是煤岩体，具备较强的冲击倾向性。煤岩体积累的弹性应变能可以释放的足够空间是发生冲击地压的前提条件，而出现冲击地压的诱发条件是煤岩体积累能量的应力加载。必须要兼具以上这些条件，才有可能出现冲击地压。结合煤岩冲击失去稳定性的物理特点，可以将冲击地压划分为三大类，一是岩爆型冲击地压，二是顶板垮落型冲击地压，三是构造型冲击地压。[1]首先，岩爆型冲击地压主要是指煤岩体一直积累弹性应变能，在能量上升到煤岩的最大承载力时，煤岩就会出现瞬间爆炸的情况，其具体表现是弹射以及抛出媒体。然后，顶板垮落性冲击地压，主要是指推过回采工作面后，上部较厚而硬度较高的顶板始终没有垮落，在悬顶面积达到规定的数值时，顶板瞬间出现折断而造成的冲击波强烈性损坏。最后，构造型冲击地压通常出现在构造条件相当复杂的地质环境中，因为构造应力过于集中导致的煤岩失去稳定性冲击损坏。[2]从外，结合不同的出现位置，能够将冲击地压划分为两大类，一是掘进冲击地压，二是回采冲击地压。首先，掘进冲进地压通常出现在巷道掘进中，与巷道的布局位置以及布局方法存在联系。其次，回采冲击地压出现在回采工作面的推进中，一般和回采工作面的回采时间以及长度存在联系。

2 煤矿冲击地压的防治技术

煤矿冲击地压的防治技术必须要实现两大目标：其一，减少应力作用的集中，及时将高峰应力区域的力量向其他的位置转移；其二，利用改善岩石的使用性能，减少冲击地压中所释放出的能量，进而减少因为冲击地压对煤场造成的危害。主要防治技术体现在以下几个方面：

2.1 煤矿冲击地压的实质性策略

合理制定开采计划。在采煤技术日益进步的背景下，新采区所开展的开采工作必须要合理制定计划，不管是开采技术还是开采顺序都必须要与有关规范相符合，防止使煤柱长期处在容易应力集中的状况，这样有助于后续工作的正常进行。采煤计划的关键点是深井中的回风平巷，其挖掘水平关乎到煤矿内部的可靠性。科学的回风平巷必须要顺着采空区域进行挖掘，在采煤中一旦发现所挖掘的回风平巷无法满足需求，必须要再次明确挖掘的最佳地点，应当选择煤柱周围，防止各个方向的支撑力造成煤柱添加其他的压力。如果采煤区较为安全，可以尽可能扩大挖掘的面积，禁止出现残留的煤柱。在尚未处理煤柱前不能在应力集中位置开展各项挖掘工作。[3]深部挖掘较难时，尽可能不要在同一时间在两边进行采煤，而且还要在最大限度上降低对地下岩层的损坏。

2.2 确保煤层中含有的水分合格

有些煤层因为硬度较高而导致塑性不强，收缩性较弱，一旦外界压力达到规定的岩层往往就会存在崩溃的情况，所以在平时的采煤过程中必须要注入适量的水。水分既可以优化煤层结构，又可以加强煤层塑性，在确保煤层具有一定强度的同时，还能够降低冲击地压对煤矿造成的破坏，将适量的水注入煤层时，也会减少冲击等级。此外，通过注水还可以减少应力高峰区域的数值，将集中在一起的应力向附近进行转移，减少采煤的风险系数。

2.3 增强巷道的支护

巷道在采煤过程中起到至关重要的作用，增强顶底板的加固方式是多元化的，主要有拱形支架支护以及顶帮网索支护等等，这样除了可以确保支护强度达标，还可以方便采煤工作的正常进行。[4]在巷道加固工作开展前，必须要了解煤矿地质条件，重视预测以及监测，尤其是受到冲击地压干扰的地区，对各种巷道或者巷道的每个时间段，都必须要采取有效的强支护方法，这样在很大程度上能够降低冲击地压的出现次数以及强度。

2.4 冲击地压的解危策略

所谓的解危策略，主要是指对有可能出现冲击地压的地区采取有效的策略，但冲击地压出现以在第一时间采取有效的应对措施，也就是振动爆破。这种类型的爆破是指使应力的集中地区受到来自振动波的干扰，引起小型的冲击地压，将煤岩体的所有能量释放出来，防止出现大型的事故。而冲击地压的常见解危策略是组建一支高素质的防治冲击地压团队。合理的采煤工作，需要从发达国家引进最新的采煤技术，提升生产水平。更加关键的是加强安全防范意识，注重培养专业的创新型防治冲击地压人才。[5]对于煤矿企业来说，必须要结合职工的具体情况，科学制定防治沖击地压学习培训规划，提升职工的综合能力。并且作为工程技术人员，必须要进一步增强对冲击地压防治技术的探索，重视施工现场监管，培养他们的安全意识和加强防范专业技能，进而以提升人们的专业素质而降低由于冲击地压导致的破坏。

3 结语

总而言之，对矿井安全生产造成影响的主要因素是冲击地压。然而因为冲击地压具有一定的不确定性以及突发性，使得冲击地压预防工作难度加大。因此，煤矿企业必须要针对冲击地压的发生制定有效的防护措施，只有这样才可以更好地保证矿井安全生产，从而促进煤矿企业的稳定有序发展。

参考文献：

[1]高伟林.煤矿冲击地压发生机理及安全防治措施[J].内蒙古煤炭经济，2018（20）：110+117.

[2]杨亚帆.煤矿冲击地压发生机理及防治措施[J].内蒙古煤炭经济，2018（19）：21-22.

[3]宫健山.冲击地压发生机理与防治技术研究[J].内蒙古煤炭经济，2018（14）：95+118.

[4]朱斯陶.特厚煤层开采冲击地压机理与防治研究[D].北京科技大学，2017.

[5]史先锋.复杂条件下特厚煤层动力灾害防治研究[D].北京科技大学，2017.