矿井冲击地压发生机理及安全防治措施探究.docx

    矿井冲击地压发生机理及安全防治措施探究    南渭平 张毅 周明明Summary：随着现阶段煤矿开采深度的不断增加，各种不确定性因素所应的煤矿灾害和安全事故的概率也随之增加其中的冲击地压作为全世界范围内的治理难题和危害较大的灾害类型，其不仅形式多样、危害大且普遍存在，而且产生机理复杂且具有突发性，对冲击地压的预测难度较大因此，需要在煤矿开采作业中综合应用冲击地压监测预警、合理开采部署、预先卸压、控制保护层、加强防冲支护等方式来降低冲击地压的发生概率及其造成的危害Key：矿井冲击地压;机理;防治措施：TD324引言现阶段，我国经济飞速发展，对煤炭资源的需求量持续增长，使得煤矿企业在不断加深开采深度和加大开采力度在煤矿开采作业中，存在较多的不确定性因素，其中冲击地压问题难以预测，属于世界范围内最为严重的自然灾害之一通常在此灾害发生之前没有征兆，容易直接损坏设备并造成人员伤亡，并引发巷道堵塞和片帮冒顶等问题这就需要研究冲击地压的特征和发生机理，寻求相应的安全防治措施一、冲击地压显现特征总结矿井冲击地压的显现特征，首先是突发性矿井冲击地压之前都没有显著的征兆，通常会突然出现且持续时间较短，仅为几秒或几十秒。

其次是多样性此特征表现出冲击地压的表现方式的多样性，可能在煤层出现爆破现象，或者在浅部或深部出现冲击现象，不同现象的表现形式也有所不同比如爆破现象可能会表现出煤壁破裂或外部小煤块飞溅的现象，而浅部冲击的冲击深度为2～6m，表现出煤层劈裂现象，但不是很明显而深部冲击的深度较深，会听到类似闷雷一样的声音，其积聚的爆发力决定其破坏程度再次是危险性由于冲击地压的突发性，导致其危险性通常较大，主要是危害作业人员的生命安全，或者是造成设备移动和煤层破裂，导致巷道堵塞等最后是普遍性此现象在除了褐煤的其他多种煤矿中都出现过，而且不受开采深度以及地质条件的影响，都可能会发生冲击地压问题二、冲击地压产生机理现阶段随着煤矿开采深度的不断增加，内部地层应力分布发生了较大改变，随着开采的持续进行，不断释放煤岩体中积聚的能量，导致煤层更加不稳定，出现不同类型矿震的概率更高如果突然释放煤岩体中的弹性能量，则可能会引发冲击地压灾害，这就是基于能量释放理论来解决冲击地压危害，由于释放的能量改变了应力平衡状态和煤层应力结构，从而导致灾害的发生总结目前煤炭开采中的冲击地压机理主要分为以下三种：一是在井巷或工作面中开展开挖作业时，如果出现瞬间释放弹性变形的现象会造成剧烈破坏，此机理类似地下厂房、地铁隧道等其他地下工程中的岩爆机理。

二是在对稳定状态中的井巷或工作面周围的岩体开展挖掘作业时，由于较大的采动应力或者出现顶板大面积破断现象以及矿震等现象而引发突然剧烈的破坏动力现象，这就会引发煤柱或想到围岩大面积的冲击突出现象，此种机理所引发的冲击地压危害更大三是周围多断层、构造或结构面的冒滑错动现象导致井巷或工作面周围岩体出现剧烈破坏的动力现象，属于最为严重的一种冲击地压类型三、冲击地压防治措施1.加强冲击地压监测预警工作监测预警是比较有效的冲击地压防治方法，基于预防为主的防治原则，利用监测设备、使用电磁辐射法等对煤矿周边岩石灾害发生的动力情况加以实时监测，同时也可以检验所制定的冲击地压防治措施是否有效，通常应用此种方法来监测应力集中区和原岩应力区的电磁强度，一旦监测到此区域中的辐射超标就需要开展卸压处理，预防冲击地压灾害，给予工作人员充足的时间用于调整方案，降低灾害造成的危害程度2.制定合理的开采方案在开采方案中，最为重要的是通过开采布局的布置来预防冲击地压或降低冲击地压造成的危害比如要明确开采区的顺序，避免出现煤柱区域还要明确工作面回风平巷的以你管理方向，沿空掘巷或者尽可能地对上部煤层开展开采作业，防止出现煤柱，而且在深部采取岩石下山的方式，预防冲击地压的发生。

3.预先卸压煤层注水是比较常用的预先卸压方式，通过此种方法对煤矿自身结构加以改变从而降低冲击地压的发生概率通过此种方式可以将煤层软化，实现媒体强度的降低同时也可以实现支撑压力峰值的降低，实现对煤体应力状态的改变，降低冲击地压造成的危害4.严格控制保护层在煤层开采作业中，按照规定应对不存在冲击地压或者冲击地压较小的煤层加以保留，作为开采保护区，通过此种方式可以缓解周边煤层的冲击地压，降低冲击地压的冲击力及其造成的危害5.加强防冲支护工作在开展巷道掘进作业之前先开展超前支护工作，通过前探梁的应用来保障作业安全或者可以通过顶板注浆加固的方式来提升煤层顶板的稳固性和承载力，保证其完整性还可以通过U性钢梁等可缩性支架的应用加以支护，通过对巷道支架背设的加强，防止露帮露顶问题的出现此外，也可以采取增加支护密度的方式来提升支护能力，实现巷道压力的降低或者通过支架连锁的方式，通过拉杆或撑杆的应用来提升支架的完整性，降低冲击地压发生概率，预防其造成的危害四、结语冲击地压在煤矿开采作业中普遍存在，而且具有突发性、较大危害性和表现形式多样的特点针对其复杂的产生机理，而且影响因素比较复杂，在具体的开采作业中需要综合应用文中提到的多种防治策略来降低冲击地压的发生概率，保障煤矿开采作业安全。

Reference：[1] 李华山. 煤矿冲击地压产生机理及防治措施探讨[J]. 山东工业技术， 2019， 291（13）：89-89.[2] 赵凯凯， 乔冲冲， 王守林. 煤矿冲击地压发生机理及治理方案研究[J]. 工程建设（2630-5283）， 2020， 003（002）：P.25-27.[3] 崔林. 煤礦冲击地压和瓦斯突出发生机理与防治[J]. 中国科技投资， 2019， 000（012）：115.2142500520395  -全文完-。