浅谈冲击地压防治

张连鹏 张博

【摘要】：随着煤矿的开采主要朝向深部发展，使得冲击地压产生的概率和强度也在增加。并且，冲击地压还会造成瓦斯突出以及煤层出现自燃和冒顶等危害，会产生很严重的安全隐患。冲击地压不但会对生产人员的安全产生很大的影响，对煤矿的安全生产也会造成很大的影响。

【关键字】：煤矿;冲击地压;防治技术

一、引言

建煤矿位于七台河矿区西北部，始建于1958年，东西走向长10.9公里，南北宽约4.5公里，井田面积49.2平方公里。新建矿目前没有发生过冲击地压事故，但新建煤矿已进入深部开采，最大开采深度已超过500米，将会面临高地应力和采动应力以及局部支承压力的叠加影响，危险性大大增加。为保证安全生产，已对85、90、91、95和98层等五层进行鉴定，85层、90层、91层、95层、98层五层煤冲击倾向性鉴定，85层、90层及91层顶板煤层鉴定为弱冲击倾向性、底板无冲击倾向性，95层和98层顶板鉴定为弱冲倾向性、煤层及底板无冲击倾向性。

二、煤矿冲击地压的形成机理

1、强度理论

强度理论中认为，煤矿矿山在未进行开采之前，煤层处于坚硬的岩层夹持之下，这种夹持力会在煤层中产生高压及高弹性，使能量大量集中于煤层壁区域，并保持相对力的平衡。而随着煤矿开采深度的增加，煤层所受的夹持力也不断发生变化，其应力也随之加大，伴随煤矿开采作业的持续推进，逐步打破了其所承受力量的平衡，使煤岩向采空区域变形与挤压，从而形成冲击地压。

2、能量理论

煤矿矿山中由于受引力、重力等因素的影响，其内部存在着复杂且巨大的能量。当煤矿开采作业进行到一定的程度时，会打破煤矿地质中的能量平衡，使煤层释放出大量的能量，并呈现于矿井采空区域，从而引发冲击地压。能量理论将煤矿冲击地压与能量进行联系，并在两者间建立起相对平衡关系。

3、冲击倾向理论

冲击地压形成的前提是具有冲击倾向性的煤体，煤体应变所释放的空间成为了冲压地压发生的必要条件。有研究表明，煤体冲击倾向判断指标包括冲击能量指数、弹性能指数、煤样产生动态破坏的时间等，并根据不同的类型进行分类，当实际冲击倾向大于其极限值时了，煤体产生冲击地压的风险将会不断增加。

三、煤矿冲击地压的监测技术

1、围岩变形监测技术

由于煤矿开采的纵深推进，会逐步导致其巷道产生大量移动和变形，最突出的表现是煤层顶板出现下移，致使矿井内通风、运输及行人造成显著的影响。通过实践表明，当矿井巷道形变增加大，说明煤层岩质较为松软，煤体的刚度也相对较小，此情况下不易发生冲击地压灾害。而当巷道形变量变小时，则表明煤体刚性强，发生脆性破坏的概率也随之增加。此时的煤层内部所蕴含的能量相对比前者更为巨大，由此可判断其发生岩爆的可能性大大增加，因此矿井巷道形变量是有效预测冲击地压的重要方法。

2、钻屑技术

钻屑技术是在预测煤矿冲击地压形成的有效方法，它主要是通过在煤体中进行钻孔，在不同的位置提取煤粉量，以掌握煤体的变化规律并进行监测。一般情况下，当不同深度的煤粉量超过其极限值时，将极可以发生冲击地压，而如果钻孔深度是煤层开采深度的倍时，则发生冲击地压的可以性大大减小。钻屑法由于受到很多限制，且对于操作技术要求较高，其实施相对困难，但不失为一种有效的冲压地压监测方式。

3、电磁辐射探测技术

电磁辐射探测是基于现代科技的一种监测方法，它依赖于对煤岩体特变化所产生的辐射特征进行判断，进而对瓦斯风险、冲击地压矿井灾害进行监测。电磁辐射探测技术会在煤矿的开采中对煤体的变化进行密切的监视，对煤体及瓦斯的电磁信号进行充分的分析，当电磁信号变强时，将增加发生岩爆及冲击地压的可能性。

四、煤矿冲击地压的有效防治技术分析

1、 煤矿压力预测

煤矿预测是对煤炭的倾向压力进行检测，对周边煤岩体硬度进行检测，在煤岩体内部所呈现的相关介质和相应的破坏能力和属性进行入手，这是现阶段比较普遍的一种预防技术。

第一，钻屑率指标法。这种方式又被称之为钻孔检验法，主要采用小钻头来打孔，按照钻进的出屑量变化情况对岩体内部应力集中进行判断，对冲击地压可能产生的位置进行判断。

第二，工程地震探测法。采用人为的方式进行地震的产生，对地震的传播速度进行检测，从而绘制速度和时间表，按照地震波传输速率来对煤岩体当中的应力分布和可能产生冲击的可能性进行判断。

第三，地音、微震监测法。采用微震或者低音来持续的对煤岩体当中所释放的声发射情况进行检测，按照所产生的变化规律对煤岩体所产生的冲击性进行判断。第四，综合测定法。为能够实现煤岩体冲击地压产生的时间和位置进行准确的判断，可对以上所阐述的这些方法进行综合应用。

2、钻孔卸压技术

钻孔卸压主要就是煤矿在高应力开采状况下，采用煤层自身的弹性将钻孔周边的岩石进行破坏，以此使得煤层的能量及时的释放，从而将冲击的危险降低。钻孔卸压主要就是对压力和高应力进行释放的一种方式，主要可应用在煤矿的开采当中，并且还可采用钻孔对岩石的高应力进行转移，使得其朝向其他的方向进行岩体卸压，在这当中需要重视的是，钻孔需按照实际的要求进行钻机的选择，钻杆长度和直径都需要能够和操作要求相符合。

3、卸压爆破技术

卸压爆破主要是在高应力的煤层当中采用定点爆破的方式，将冲击所产生的危险进行提前排除，从而降低冲击危险。卸压爆破其作用还有使得煤层在爆破中使得周边的岩体产生裂缝，这样可以使得周边煤层的力学结构也会产生相应的变化，从而将弹性强度以及能量降低，使得冲击地压的强度和能量降低，避免应力的不断扩散。

4、煤层注水技术

煤层注水是比較容易处理的一种方式，煤层自身有孔隙和透水性，采用注水可将煤层的属性改变，还可以将煤层结构进行改变，将煤层强度降低以及对煤层的积蓄弹性降低，从而将煤层的塑性加大，并且还能够实现降尘，以此对冲击地压所产生的危害进行处理。

五、结束语：

在煤矿生产中冲击地压是其灾害之一，对煤矿的安全生产有着很大影响。所以，对冲击地压所产生的原因以及激励和相关措施进行分析，是对冲击地压进行预测的主要方式。在煤矿实际生产中需做好防灾处理，不断加强相关防治技术的完善，采用相应管理方式将管理水平不断提升，降低事故的产生，从而保证煤矿人员自身的安全。

【参考文献】：

[1] 温忠党 ， 刘延威 . 煤矿冲击地压防治措施研究 [J]. 内蒙古煤炭经济 ，2015（07）.

[2]李海.煤矿冲击地压的机理及监测[J].内蒙古煤炭经济，2015（05）：159，192.

[3] 姜耀东 ， 赵毅鑫 . 我国煤矿冲击地压的研究现状 ： 机制、预警与控制 [J]. 岩石力学与工程学报 ，2015（34）.