煤礦井下沖擊地壓防治技術探析

劉士坦（兗州煤業(yè)股份有限公司南屯煤礦，山東鄒城 273500）

煤礦井下沖擊地壓防治技術探析

劉士坦
（兗州煤業(yè)股份有限公司南屯煤礦，山東鄒城 273500）

隨著煤礦生產規(guī)模的不斷擴大與煤炭開采工作面的不斷延伸，沖擊地壓已成為礦井生產中最為常見的地質災害之一，嚴重威脅著礦井的安全生產，對井下沖擊地壓進行研究是十分必要的。本文首先分析了形成煤礦井下沖擊地壓的原因，重點論述煤礦井下沖擊地壓的防治技術和防治措施，以期為廣大煤炭從業(yè)者提供些許借鑒。

煤礦 沖擊地壓 防治

沖擊地壓是指在礦山開采時集聚在巖體中的彈性勢能在某一時刻突然強烈釋放，致使巖石爆裂彈射的現象。近年來隨著煤炭開采深度的不斷增加及開采范圍與強度的提升，沖擊地壓在煤炭生產中的發(fā)生次數日益增多，開展對其發(fā)生機理的探究，研發(fā)與制定具有針對性的防治技術與措施，不僅有助于煤礦生產的高質高效進行，確保廣大工人的生命安全，更是中國煤礦現代化建設的必要保障。

1　形成煤礦井下沖擊地壓的原因分析

1.1采掘技術要素

采掘技術導致形成沖擊地壓重點存在兩種方式：

（1）煤礦受到開采的制約或者是本來聚集應力的煤礦、圍巖受到采掘的制約而使沖擊地壓形成。鑒于此，不合理地選用采掘工藝會提高形成沖擊地壓的可能性。

（2）在工作面采掘煤礦會導致迅速地聚集煤巖應力，應力集中區(qū)在一定的區(qū)域出現。

1.2地質要素

（1）煤巖層構造。在探究以往沖擊地壓事故的時候，一般劃分成為兩種煤層構造，也就是硬頂—薄軟層—煤層和硬頂—硬煤—硬底。這兩種煤層的構造會導致出現沖擊地壓。在實際生產中碰到這種巖層構造會容易形成沖擊地壓。

（2）采掘的深度。在有關的理論研究方面，都提出影響沖擊地壓較大的要素是深度，在采掘深度不到350m的情況下，難以出現沖擊地壓。在采掘深度處于350m—500m的情況下，沖擊地壓出現的可能性提高。在采掘深度超出500m的情況下，會極大地提高出現沖擊地壓的可能性。

（3）地質的構造。除以上要素外，在明顯發(fā)育的褶曲、斷層的地質結構容易形成沖擊地壓。這些區(qū)域因為形成了地質結構而聚集了局部應力，在對這些區(qū)域采掘的過程中會形成沖擊地壓。

2　煤礦井下沖擊地壓的防治技術分析

2.1局部性預報和預測技術

局部預報和預測指的是預報和預測工作面，也就是測量采掘工作面和開采工作面的場地指標，進而對沖擊地壓的危險性進行確定，以及實施有效的防治策略。有著非常多的預報和預測技術，通常煤礦結合施工狀況重點實施下面的策略預報和預測：

（1）采空區(qū)氣體分析技術。在煤層壓裂出現改變的情況下，采空區(qū)會涌入大量的瓦斯，對采空區(qū)氣體的組成部分的改變進行測定，探究規(guī)律加以預報和預測。

（2）電磁輻射技術。基于高壓力的影響，煤巖體被震動、形成聲響、破壞、壓裂，通過脈沖的手段傳播到附近的巖體，并且煤體電磁輻射強度會出現改變，結合形成沖擊地壓的前后，分析規(guī)律加以預報和預測。

（3）鉆屑指標技術。打鉆煤體的時候，在對每一米鉆屑量進行確定的基礎上測定工作面遭受沖擊地壓的可能性。這種技術簡單可行，各個煤礦井下務必結合實際現狀與煤質讓資質部門對該臨界值進行確定。

2.2區(qū)域性預報和預測技術

結合煤礦井下的地質結構與開采基礎，分析是不是面臨沖擊地壓。

（1）半島形或者是孤島形的煤柱可能存在沖擊地壓。

（2）上分層或者是本分層的回采邊界、遺留煤柱等面臨沖擊地壓的可能性。

（3）地質結構變動帶，涵蓋傾角、煤層厚度、斷層，褶曲瞬間改變的范圍可能存在沖擊地壓。結合探究結論，劃分煤礦井下的沖擊范圍，對可能面臨沖擊地壓的范圍進行預測，結合危險性，各自實施有目的性的防治策略。

2.3局部性的減震和解危技術

（1）煤體注水卸壓技術。以媒體物理性質的改變作為視角，對煤體實施高壓注水與靜壓，實現卸壓。

（2）卸壓爆破技術。在存在沖擊地壓可能性的巷道，進行深孔卸壓爆破。

（3）抽放瓦斯。在采取投產之前預抽瓦斯，將鉆孔和鉆場布置在煤巖巷，打鉆煤層實現瓦斯的抽放，進而使煤體瓦斯壓力減小。

（4）巷道支護手段的完善技術。在沖擊地壓的范圍實施可縮與錨網支護技術，且結合沖擊地壓的嚴重性使支護的強度提升，通過垛式支架或者是單體支柱在巷道的交岔口強化支護，避免沖擊地壓的出現而導致安全出口的堵塞和面積較大的巷道毀壞。

（5）綜合減震技術。將綜合減震技術應用于存在嚴重沖擊地壓的巷道當中，將高壓注水孔和卸壓爆破的控制孔通過大孔徑卸壓鉆孔取代，進而給卸壓爆破營造理想的自由面。通過卸壓爆破之后煤體裂隙發(fā)育的現狀，實施靜壓與高壓注水，進而在較短的時間段內完全地濕潤煤體，使煤體的塑性增加。在對高壓應力進行卸除的時候使煤體的物理特性改變，進而實現理想的減震成效，實現對沖擊抵抗的目標。

2.4區(qū)域性防治技術

（1）科學布置與采掘技術。對長距離大工作面進行布置，使采區(qū)的數量減少，進而減少煤礦井下區(qū)間的煤柱，將無煤柱采掘應用于區(qū)內條帶間，煤柱不遺留在采空區(qū)，進而大大地降低煤柱高應力的范圍，新型的集中應力的范圍也不能夠在采取形成。在對工作面進行設計的情況下，盡量地躲避高度集中應力的范圍與大的地質結構帶。對回采的順序進行科學地組織，防止一起回采兩工作面的相同區(qū)段和相同采區(qū)。實施多區(qū)段和多采區(qū)共同采掘的手段，提供適當的時間給煤體的卸壓，防止疊加應力導致集中應力的高區(qū)域。

（2）對保護層進行開采的技術。在沖擊地壓的范圍，采掘解放層以頂分層充當，體現對沖擊能量進行釋放和卸壓的功能。

3　結語

礦井沖擊地壓對礦井生產、職工安全等有著重大威脅，增強對其防治技術與措施的探究既是保障礦井長久可持續(xù)發(fā)展的必然需求，亦是國家現代化建設與構建社會主義和諧社會的必由之路。作為一名煤礦技術人員，必須以勇于開拓的精神投入到沖擊地壓的防治研究中，探究其發(fā)生機理，研發(fā)新型防治技術的同時注重舊有工藝的改善，從而使煤炭生產正常有效地進行，為國家建設提供動力。

［1］李靜.煤礦沖擊地壓防治技術研究與應用［J］.煤炭技術，2012，31 （2）.

［2］孫文革.煤礦沖擊地壓防治技術探討［J］.山東煤炭科技，2012（3）.

［3］侯瑋，駢龍江，郝彬彬，等.深部開采沖擊地壓發(fā)生條件及預測和防治［J］.河北工程大學學報（自然科學版），2008，25（2）.

［4］竇林名，何學秋.沖擊礦壓防治理論與技術［M］.徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2001.

劉士坦（1978-），男，漢族，山東嘉祥人，2002年畢業(yè)于山東理工大學本科，現在兗礦集團南屯煤礦工作，工程師。