義馬煤田沖擊地壓原因及防治措施探討

■周拓疆

（河南大有能源股份有限公司常村煤礦河南義馬472302）

義馬煤田沖擊地壓原因及防治措施探討

■周拓疆

（河南大有能源股份有限公司常村煤礦河南義馬472302）

義馬煤田開采的過程中，多次受到?jīng)_擊地壓的影響，破壞了煤田巷道的安全性，嚴重時還會造成人員傷亡。深入研究義馬煤田產(chǎn)生沖擊地壓的原因，才能降低沖擊地壓的影響，保護煤田礦井。本文通過對義馬煤田進行研究，分析沖擊地壓發(fā)生的原因及防治措施。

義馬煤田 沖擊地壓 防治措施

義馬煤田的開采量逐年增加，開采深度也明顯增加，本身存在一定的安全風險。義馬煤田受到?jīng)_擊地壓的影響，煤田結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出不穩(wěn)定的情況，嚴重威脅到義馬煤田的開采效果。發(fā)生沖擊地壓的原因有很多，根據(jù)實際情況進行分析，才能提出有效的防治措施，規(guī)避義馬煤田開采中潛在的安全風險，維護煤田的安全開采。

1　義馬煤田沖擊地壓分析

沖擊地壓破壞了開采煤層的平衡度，以高壓的方式在煤層中提供了自由振動的壓力，破壞性非常大。一般情況下，沖擊地壓在煤田中并沒有特殊的表現(xiàn)，存在突發(fā)性的特點。義馬煤田受到?jīng)_擊地壓的影響非常大，屬于代表性的煤田。據(jù)統(tǒng)計，義馬煤田比較大型的沖擊地壓破壞，累計發(fā)生25次，均造成了很大的安全破壞，導致經(jīng)濟損失[1]。近幾年，沖擊地壓成為義馬煤田的主要災害，而且義馬煤田本身具有沖擊傾向性，更是增加了沖擊地壓的破壞機率。義馬煤田的地層平緩，煤層分布明顯，不同煤層的界限較為明顯，同時為沖擊地壓提供了破壞條件，除了地質(zhì)條件以外，義馬煤田發(fā)生沖擊地壓的原因還包括：孤島、開采不當?shù)?，而沖擊地壓引起的義馬煤田災害，在國內(nèi)外都受到高度關注，由此可見：沖擊地壓對義馬煤田的破壞性很大。

義馬煤田中，礫巖沉積最后的位置，發(fā)生沖擊地壓的頻率非常高，特別是千秋煤礦、楊村煤礦等附近的位置，也包括一些臨近的斷層。沖擊地壓會根據(jù)礫巖的厚度逐漸增加，煤田接近斜軸核部的位置，危險性會更高，此時煤層內(nèi)部會聚集自由的動力能量，最容易引發(fā)風險。

沖擊地壓在義馬煤田中，有明顯的活動規(guī)律，固體潮汐、地質(zhì)運動等，都會引發(fā)沖擊地壓。例如：按照農(nóng)歷計算，義馬煤田在初八、二十三等時間中，發(fā)生沖擊地壓的機率要遠高于其他日期，可以大概計算出沖擊地壓的發(fā)生周期，保護義馬煤田的安全性。

2　義馬煤田沖擊地壓的形成原因

根據(jù)義馬煤田中發(fā)生的沖擊地壓，分析沖擊地壓的形成原因，對其做如下分析：

2.1地層結(jié)構(gòu)

義馬煤田的地層結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)為“兩硬一軟”的沉積方式，如：煤層上部為砂巖、礫巖相互嵌套的地層，下部是很薄的泥漿層，砂巖、礫巖是比較硬的地層構(gòu)造，但是煤層、泥層的硬度較弱，當煤層底板支撐地層時，周圍的圍巖會受到應力干擾，出現(xiàn)變形，失去了底板支撐的作用，導致煤層在高壓力的干擾下出現(xiàn)破裂，或者以空間膨脹的方式逐漸蔓延，不利于煤田的內(nèi)部開采。

2.2采深原因

義馬煤田隨煤層采深增加，上部地層結(jié)構(gòu)的重力也會隨之增加，導致煤層承擔著較大的變形風險，期間會積累大量的彈性能量，稱為沖擊地壓的形成條件[2]。例如：有關數(shù)據(jù)記錄，2013年12月以前，采深引起的沖擊地壓，能量高于106J的有103次，不同煤層深度均有涉及，其中占比最大的是600～700m，占比高達41%。義馬煤田受到?jīng)_擊地壓的影響，采深越大，危險系數(shù)越高，需在采深增加的過程中，提出防治沖擊地壓的措施。

2.3沖擊傾向性

沖擊傾向性是一項力學特性，用于研究煤田是否會發(fā)生力學危害。義馬煤田經(jīng)過沖擊傾向性的鑒定，結(jié)果表明，煤田具有普遍沖擊的特性，發(fā)生沖擊地壓的機率很高，其中彈性能量指數(shù)高于2.0，動態(tài)破壞的時間低于500ms，增加了沖擊地壓的破壞性。沖擊傾向性既是一項參數(shù)，也是引起沖擊地壓的原因，所以考慮沖擊傾向性的危害，做好沖擊地壓的防治工作。

3　義馬煤田沖擊地壓的防治措施

針對義馬煤田中的沖擊地壓，提出有效的防治措施，保護煤田區(qū)域，保障義馬煤田的經(jīng)濟效益。

3.1選擇恰當?shù)闹ёo方式

義馬煤田中，地層結(jié)構(gòu)引起的沖擊地壓，可以通過選擇恰當?shù)闹ёo方式，改善地層結(jié)構(gòu)，提高地層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定度。例如：“兩強一弱”的支護方式，在義馬煤田的巷道位置，設計強度較高的支護結(jié)構(gòu)，便于提高巷道的耐沖性，降低沖擊地壓的破壞力度，“兩強一弱”設計時，還要考慮物理、力學等特性的影響，避免煤層結(jié)構(gòu)過于強硬，促使其具備一定的可塑性，保障此類支護結(jié)構(gòu)可以在煤層力度稍弱的位置，具備抵御的能力?！皟蓮娨蝗酢笔且豁椈A的支護結(jié)構(gòu)，其在義馬煤田中，發(fā)揮抗壓、抗沖的作用，利用彈性釋放的方法，轉(zhuǎn)移沖擊地壓在義馬煤田煤層中積累的能量，在很大程度上降低了沖擊地壓的風險。

3.2合理分配開采方法

義馬煤田為了防治采深引起沖擊地壓，需要合理的布置開采方式。例舉常用的集中開采方法，致力于降低沖擊地壓的破壞力度。首先注重煤田開采的順序性控制，禁止出現(xiàn)孤島煤柱，特別注意采空區(qū)的保護，消除潛在的孤島隱患；然后規(guī)范巷道挖掘的方向，工作面不能沿著走向設計，破壞沖擊地壓的發(fā)生條件，也不要在應力方向上出現(xiàn)垂直的構(gòu)造方式；最后是回采的控制，不采取相向開采的方式，以免相鄰的回采產(chǎn)生干擾，注重回采的協(xié)調(diào)性，保護義馬煤層的開采環(huán)境。

3.3沖擊地壓的治理

義馬煤田沖擊地壓的治理原則是：先治理，后開采，了解沖擊地壓的破壞性后，提出基礎的治理方法，規(guī)避潛在的沖擊風險[3]。沖擊地壓治理中，較為有效的方法是卸壓解危，包括注水、爆破等多個方法，也可采取強制放頂?shù)姆椒ǎ禾镩_采中的臨時風險，深入研究地質(zhì)條件對煤田沖擊地壓的影響，再根據(jù)危險程度選擇卸壓的方式，由此可以提高沖擊地壓治理的實踐能力，改善煤田開采的環(huán)境，加強安全保護的力度。

4　結(jié)束語

義馬煤田中的沖擊地壓，很容易引起安全風險，全面分析義馬煤田的沖擊地壓，分析沖擊地壓的形成原因，有效保護煤田的開采，發(fā)揮防治措施的優(yōu)勢。為了保護義馬煤田的安全，必須防治沖擊地壓的干擾，提高義馬煤田的穩(wěn)定性，進而為義馬煤田的開采提供安全的條件，規(guī)避潛在的安全隱患，注重煤田的安全保護。

[1]劉軍,張銀亮.義馬煤田沖擊地壓發(fā)生的原因及防治技術(shù) [J].創(chuàng)新發(fā)展,2009:5.

[2]姚能旺.義馬煤田F_(16)逆沖斷層的形成機理及其控煤作用 [D].中國礦業(yè)大學, 2014.

[31]李松營,姜紅兵,張許樂,丁傳宏,張萬鵬.義馬煤田沖擊地壓原因分析與防治對策[J].煤炭科學技術(shù),2014,04:35～38.

TD324[文獻碼]B

1000～405X（2016）～4～467～1

周拓疆（1979～），女，助理工程師，專業(yè)地質(zhì)工程，本科，現(xiàn)在河南大有能源股份有限公司常村煤礦從事煤礦地質(zhì)技術(shù)研究及管理工作。