煤礦沖擊地壓防治技術研究與應用研究

劉浩　劉亞楠

摘要：煤礦開采的工作之難，在于工作環境惡劣，存在一定危險。而危險其中，沖擊地壓帶來的災害往往是最嚴重的。因此，在煤礦開采工作中怎樣保障作業人員人身安全，確保開采工作能夠順利進行就成為了一個避不可免的難點。本文主要分析產生沖擊地壓的因素，研討防治沖擊地壓的辦法。

關鍵詞：產生因素；沖擊地壓；有效防治

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.02.053

0前言

煤礦沖擊地壓是指在開采過程中大量彈性能的煤或巖體的積聚而瞬間產生的巨大能量，產生破壞，與其他開采過程中出現的災害相比，沖擊地壓具有更大的破壞性和危險性，并且為沒有明顯的災害預兆，具有突發性和偶然性。對沖擊地壓產生的原因分析就顯得尤為重要，提出有效的預防措施也同樣變得極具現實意義。

1煤礦沖擊地壓產生的因素分析

（1）地質因素。發生過沖擊地壓的媒巖層，結構主要存在硬頂硬煤硬頂和硬頂薄軟層煤層這兩種結構，這兩種結構的構造為潛在條件，斷層、褶曲、煤層傾角的變化都存在開采后的沖擊危險性。地質構造復雜的區域一般都是由于周圍存在強大的應力場，在應力場的作用下形成構造曼力，造成沖擊地壓事故。對于效應力集中的區域，進行開采時同時受到多個面的集中效應力，也是極易產生沖擊地壓的區域。產生沖擊地壓的地質因素有三個方面，煤層或者圍巖存在沖擊傾向、附近有大量的能量積聚和存在一定的能量釋放空間。

（2）技術因素。開采技術對沖擊地壓的影響也是至關重要的。開采導致煤巖體應力的迅速增加，在某個范圍內集中，容易引發事故。綜合式開采技術的使用，對開采時應力的影響是最大的。其危險性也比單一煤層開采和分層煤炭開采的方式大得多。開采方向與最大地應力方向沒有平行，使二者垂直或者產生了較大的傾角。對于不同的地質條件選用不同的開采方式是必然的選擇，方法使用不當同樣是誘發沖擊地壓的原因。對于開采順序而言，不同方式的開采順序也是不一樣的，如果開采順不合理，也是會誘發沖擊地壓事故的發生。

（3）管理因素。煤礦沖擊傾向預測技術科學有效的管理組織是避免沖擊地壓事故發生的重要舉措，同樣。如果組織管理松散落后，也非常容易導致沖擊地壓的發生。開采順序和工作面布置不合理，存在煤柱依舊開采，沒有有效的避開應力集中區域。經查證后發現，沖擊地壓事故發生的很大的原因在于不合理的開采，而不合理的開采往往就是組織管理上出現的問題。盲目追求利益，而忽視了生產安全的重要性。組織管理層不顧生產開采的危險系數，盲目開采，或者經驗匱乏，例如開采采空區20到30米的區域，沖擊地壓的產生概率是非常大的。

2煤礦沖擊地壓的有效防治技術分析

（1）煤礦壓力預測。煤礦預測主要是檢測煤炭傾向壓力的預測，對周圍煤炭巖石的硬度進行檢測，從煤炭內部所產生的各種介質及其破壞能力、屬性上著手考慮，這也是目前應用最廣的預防技術。北京巖石力學開采實驗室試驗中已經證實了，有一些煤礦本身就具有很強的沖擊地傾向性。煤礦沖擊傾向是可以通過實驗檢驗出結果的，在開采之前實地測繪，實驗分析，能夠在后續的開采作業中帶來很大的安全系數。通過鉆屑法在煤體中鉆孔，根據煤粉量及其變化規律達到一系列的探測目的，降煤層中潛在的沖擊危險劃分等級，為下個工作環節做鋪墊。

（2）鉆孔卸壓技術。鉆孔卸壓是指在煤礦開采的高應力環境下，利用每層的彈性來破壞鉆孔附近的煤體或巖石。從而讓煤層能夠釋放能量，達到消除沖擊危險的一種手段。鉆孔卸壓以釋放煤層壓力和高應力為手段，適合煤礦開采過程中操作，同時還能通過鉆孔轉移巖石的高應力向其他泄壓巖體。值得注意在于，鉆孔需要根據實際情況選擇鉆機，鉆桿的長度和鉆頭的直徑都需要滿足做作業需求。打孔深度按照規定保持在有效距離，把握好孔深距離底板的有效距離，鉆孔需要排列成單排布局，嚴格把握各種鉆孔參數，既能達到泄壓的目的，又能保障鉆孔作業的安全。

（3）卸壓爆破技術。卸壓爆破石指在高應力的煤層中實施定點爆破，提前引發沖擊，以消除開采過程中的沖擊危險。卸壓爆破主要的作用還是使煤層爆炸產生大量的裂隙，使周圍煤層的力學結構發生變化，降低彈性強度和彈性能量，使沖擊地壓發生的強度和能量都大大降低，擴大應力的釋放范圍，降低應力的集中程度和釋放速度，使爆破局部避免沖擊地壓的危害。但是卸壓爆破技術需要事前事后都具有完善的準備工作，事前調查是否需要爆破，然后進行鉆屑法檢測，事后需要反饋，檢測是否達到泄壓效果，是否消除了安全隱患。爆破法使用方便、快捷。

（4）煤層注水技術。煤層注水是一項非常有效的解決辦法。煤層本身就具有一定的孔隙和透水性，通過注水可以改變煤層物理學性質，改變煤層結構，降低煤層強度，降低煤層積蓄彈性，增大煤層塑性，同時還可以降塵，進而解決沖擊地壓發生的危險。頂板注水和壓注化學溶液是最常見的兩種方式，注水過程中要科學合理的安排注水時間，煤層是否適合注水卸壓也要做到檢測確定，以保證注水的泄壓效果。煤層注水最大程度上使用機械，在危險區域外作業，極大限度的保障了工作人員的人身安全。

3結語

煤炭開采過程中沖擊地壓造成的影響與危害都是巨大的。因此，要根據煤炭開采現場實際情況，制定出行之有效、具體、安全的計劃，科學合理的防止沖擊地壓事故發生，有效的保障煤炭開采工程的安全，促進煤炭開采事業的順利進行，創造煤炭開采事業安全發展的局面。