煤矿冲击地压防治技术研究与应用

吴绍辉

摘 要：对于煤炭资源的开采而言，经常会发生由于高地应力作用下发生煤矿的冲击地压现象。理论上说造成煤矿冲击地压现象的原因有很多方面复杂的影响因素共同作用。总体上来说，煤矿的冲击地压和煤矿产地的地质、开采技术水平以及开采组织方案设计等都有着重要的联系。本文通过对煤矿冲击地压的产生原因进行了分析，在此基础之上对煤矿冲击地压的预防措施进行了初步的研究和讨论，提出了一些改进措施和建议。

关键词：煤矿;冲击地压;防治技术;效果检验

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.20.055

0 引言

所谓的煤矿冲击地压一般是指在煤矿资源开采地下应力过大，造成了地下煤矿在高地应力作用下发生了较大的压缩变形，进而积累了较大的弹性能量，当煤炭开挖时由于开挖卸荷作用就会导致煤炭内积累的弹性能量在极短的时间内释放出来。研究表明，在这个地应力瞬间释放的过程当中，会造成煤矿破坏、冒落或抛出，而且呈现声响、震动以及气浪等动力效应。

近年来，随着我国煤炭资源逐渐向更深的地下开采，造成我国的煤矿冲击地压的事故畅游发生。根据相关部门的统计表明，目前我国的煤矿冲击地压事件正在逐渐的表现出了突发性、多样性、破坏性、广泛性、严重性等新的特点，并且发生概率也在呈现一个明显的上升趋势。在这一背景下，针对煤矿冲击地压的防治技术进行研究具有十分重要的现实意义。

1 煤矿冲击地压产生的原因

造成煤矿冲击地压的原因有很多的因素，大体上来说主要是由煤矿地质构成、开采技术、组织管理等因素共同影响的。

1.1 煤矿地质因素

（1）开采深度。現有研究表明[1]，造成了地下煤矿冲击地压的主要发生在高地应力付村环境下。这主要是因为在高地应力作用下煤矿层会发生较大的压缩变形，进而积累了较大的弹性能量，当煤炭开挖时由于开挖卸荷作用就会导致煤炭内积累的弹性能量在极短的时间内释放出来。目前学术界公认为，当埋深在低于350米时，属于浅埋地应力较小，发生煤矿冲击地压的概率较小。当埋深大于350米时。煤矿冲击地压发生的概率会随着地应力的急剧增加而急剧增加，埋深越大发生的概率越大。

（2）煤岩层的结构特点。煤矿冲击地压往往会发生在硬顶—硬煤—硬底和硬顶—薄软层—煤层的煤层当中，这主要是这两种煤层结构由于其自身特殊的结构特点会很容易引发可冒性和冲击危险性，存在较大的煤矿冲击地压的潜在可能性。

1.2 开采技术因素

其次，由于开采技术的影响因素也是造成煤矿冲击地压。开采技术造成的煤矿冲击地压的主要有以下两种表现形式：首先由于开采技术不当造成开采区域煤矿发生了较大的应力积聚，形成较大的应力集中;其次由于开挖造成了地应力的瞬间释放，诱发了煤矿冲击地压。对于这两种表现形式都会增加和诱发煤矿冲击地压发生。

1.3 组织管理因素

煤矿的开采离不开组织严谨科学高效的管理系统。同样的由于组织管理不够严谨科学就会造成煤矿冲击地压发生。通过对目前我国发生的众多的煤矿冲击地压事故进行对比分析，可以发现均或多或少的存在着组织管理松散的情况发生，造成煤矿开采出现不合理的问题频发。例如，对于煤矿开采而言，当开采掌子面接近已有的采空区域一定范围内时就会急剧增加冲击地压的发生概率。一般情况下，当这个距离在30米时就应当采取相应的管理措施，来避免事故的发生。

2 煤矿冲击地压的防治技术分析

煤矿冲击地压的预防首先需要根据煤矿的实际地质情况和每层结构特点进行针对性的采取相应的管理和技术措施，来有效地防止冲击地压事故的发生。现有的研究已经开发出了众多的预防技术和管理措施，可以有效的提高每层的稳定性，能够很好的预防煤矿的冲击地压。本文针对其中几种代表性的预防技术进行了讨论分析，具体如下[3]：

2.1 煤层注水技术

煤层注水技术，是目前最为常用的一种技术，这种技术主要是通过对煤层进行注水，起到改变每层的结构形式，降低煤层的强度，释放煤层的弹性能，进而解决冲击地压的危险。煤层注水技术，具有较大的安全优势，因为可以采用大型机械在较远区域可以施工，避免了人工的直接接触，因此是一种十分行之有效的解危技术。煤层注水技术主要有两种形式，一种为顶板注水，另一种为压注化学溶液方式。实践证明，这两种注水形式都能够对煤矿冲击地压起到很好的缓解预防作用。但是需要注意的是在注水时应当严格控制注水时间，因为当注水时间过长时就会造成其他的附加影响作用[2]。

2.2 卸压爆破技术

这种技术主要是通过在煤层中通过爆破来提前对高地应力进行释放，来解除开挖过程中造成地应力释放煤矿冲击地压的危险。卸压爆破技术的主要原理是，通过爆破技术来增加煤层的空隙率，改变煤层的力学性质。煤层的空隙里增大就会降低煤矿的局部储藏的弹性能。在开展卸压爆破时需注意加强对煤层的量控监测。严格控制每次开挖爆破的当量和爆破冲击振动速率。在爆破完成之后，要及时的做好反馈工作，对盲孔哑炮进行排除，检查并确认煤矿冲击地压的危险，以保证真正实现爆破目的。

2.3 钻孔卸压技术

钻孔卸压技术主要适用于高地应力的赋存环境条件下。通过对煤层进行钻孔，来起到对钻孔周围煤层储存的弹性势能进行释放，达到消除冲击危险目的。通过这样的钻孔技术，可以有效地避免应力集中的现象发生，起到地应力的重新分布，同时也可以使得高地应力向其他区域转移和释放[3]。

3 结束语

通过本文的论述，我们可以发现煤矿冲击地压是一个十分复杂的力学现象，具有众多的影响因素，对煤矿开采具有十分重大的破坏作用。通过大量的实践研究表明，煤层注水技术/卸压爆破技术以及钻孔卸压技术都能够很好的缓解或消除煤矿冲击地压的影响。

参考文献：

[1]刘浩，刘亚楠.煤矿冲击地压防治技术研究与应用研究[J].山东工业技术，2018（02）：62.

[2]李静.煤矿冲击地压防治技术研究与应用[J].煤炭技术，2012，31（02）：77-79.

[3]田学春，王君良，杨发起等.煤矿采区优化设计冲击地压防治技术研究与应用[J].煤炭技术，2015，34（07）：122-124.