浅析煤矿冲击地压的有效防治与分析

张盛楠

摘要：煤矿开采环境恶劣，存在一定危险，而深井开采中冲击地压带来的灾害往往是最严重的。冲击地压矿井开采如何保障作业人员安全，确保开采顺利进行，是一个不可避免的课题。本文主要分析产生冲击地压的因素，研讨防治冲击地压的办法。

关键词：产生因素;冲击地压;有效防治

煤矿冲击地压是指煤矿井巷或工作面周围煤（岩）体由于弹性变形能的瞬间释放而产生的突然、剧烈破坏的动力现象，常伴有煤（岩）体瞬间位移、抛出、巨响及气浪等。与其他开采过程中出现的灾害相比，冲击地压具有更大的破坏性和危险性，并且为没有明显的灾害预兆，具有突发性和偶然性。对冲击地压产生的原因分析就显得尤为重要，提出有效的预防措施也同样变得极具现实意义。

1、煤矿冲击地压产生的原因

1.1 煤矿地质因素。

（1）开采深度。現有研究表明，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。

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、煤矿冲击地压的有效防治技术分析

（1）钻孔卸压技术。

当煤矿在高地应力环境下回采时，通过向煤层及顶底板钻孔的方式，破坏钻孔附近的煤岩体，释放煤层及顶板内所积聚的弹性势能。同时，钻孔还可以将岩体内的高应力进行转移，降低冲击地压的危险性。在井下进行钻孔作业时，要根据实际情况选择相适应的钻机，按照规定进行打孔，钻孔呈单排分布，控制孔深到顶底板的有效距离，既达到了卸压要求，由能保证钻孔作业安全。

（2）爆破卸压技术。

爆破卸压技术就是在高应力煤层中进行定点爆破，当煤层中的弹性势能还不高的情况下，提前诱发冲击。卸压爆破后还会使煤层内产生大量的裂隙，改变了附近的力学结构，降低了附近煤体的弹性能量和弹性强度。爆破卸压后，可以通过钻屑法进行检测，判断卸压是否达到要求。

（3）煤层注水技术。

煤层注水技术是一种有效的冲击地压防止措施，由于煤层本身就存在一定的透水性和孔隙，对煤层进行注水后，改变了煤层的结构和物理性质，降低了煤层的强度和继续弹性势能的能力，增加煤层附近塑性区范围，同时还能起到工作面降尘的效果。

（4）SOS微震监测。

SOS监测系统由井上、井下监测硬件和后处理软件构成，通过之间的相互配合，监测井下动压情况。当井下的煤岩体受到采动影响之后，會释放一定的能量，即煤岩体在破坏的过程中通过较低频率（f<90Hz）振动波释放能量所造成的震动效应。现场应用结果表明，SOS微震监测系统可以对8km范围内的危险源进行监测。微震监测法的主要优点有：监测范围广，且定位精度较高;实时监测，节约了相应的人力物力。主要缺点是前期投资较大，监测点的布置受开采位置影响较大。

（5）支架载荷监测。

随着科学技术的发展，互联网技术在煤矿开采领域的应用越来越广泛，研发出一套液压支架载荷自动监测系统，实时了解液压支架的受力情况，并绘制支架受力曲线图，当受力出现异常时，则冲击地压发生的概率较大，应提前采取措施，避免造成冲击地压事故。

（6）合理部署开采。

井下开采尤其是深井开采中，新工作面或新区段要注意优化开采顺序，避免形成多侧采空区煤柱再回收。合理有效地将回风平巷建设成沿空掘巷，若回风平巷满足不了生产需求时，应在煤体边缘掘进新巷，不能在应力集中峰值的位置进行补掘。采煤时多采首煤层和上部煤层，尽量不留或少留煤柱。没进行相应的技术措施前，不能在压力峰值区域开掘巷道或在同组煤层底部开掘巷道。在深井开采中，上下山开采多用跨采并布置岩石上下山，避免留设采空煤柱，而且两侧同时开采是冲击地压易产生的重要应力条件。柱式體系开采法尤其是房柱式回收煤柱，是深井开采不宜使用的开采方法。

（7）减少作业空间的应力集中。

一些具体的措施可以减少冲击地压对工作环境及设施的破坏，如加强工作面以增加开采强度，减少重操作部分和采取可折叠支撑设备以提高支撑应力集中系数，同时加强控制周围岩层的变形并降低岩爆，以使底板巷道破坏速度减慢。严格检测安全措施，实施高标准技术规格，以防止在爆破时引发出冲击地压，产生岩爆。

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：

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