煤礦沖擊地壓防治技術(shù)研究與應(yīng)用研究

劉浩　劉亞楠

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

關(guān)鍵詞：產(chǎn)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(guò)程中大量彈性能的煤或巖體的積聚而瞬間產(chǎn)生的巨大能量，產(chǎn)生破壞，與其他開采過(guò)程中出現(xiàn)的災(zāi)害相比，沖擊地壓具有更大的破壞性和危險(xiǎn)性，并且為沒有明顯的災(zāi)害預(yù)兆，具有突發(fā)性和偶然性。對(duì)沖擊地壓產(chǎn)生的原因分析就顯得尤為重要，提出有效的預(yù)防措施也同樣變得極具現(xiàn)實(shí)意義。

1煤礦沖擊地壓產(chǎn)生的因素分析

（1）地質(zhì)因素。發(fā)生過(guò)沖擊地壓的媒巖層，結(jié)構(gòu)主要存在硬頂硬煤硬頂和硬頂薄軟層煤層這兩種結(jié)構(gòu)，這兩種結(jié)構(gòu)的構(gòu)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(xiǎn)性。地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的區(qū)域一般都是由于周圍存在強(qiáng)大的應(yīng)力場(chǎng)，在應(yīng)力場(chǎng)的作用下形成構(gòu)造曼力，造成沖擊地壓事故。對(duì)于效應(yīng)力集中的區(qū)域，進(jìn)行開采時(shí)同時(shí)受到多個(gè)面的集中效應(yīng)力，也是極易產(chǎn)生沖擊地壓的區(qū)域。產(chǎn)生沖擊地壓的地質(zhì)因素有三個(gè)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(shù)因素。開采技術(shù)對(duì)沖擊地壓的影響也是至關(guān)重要的。開采導(dǎo)致煤巖體應(yīng)力的迅速增加，在某個(gè)范圍內(nèi)集中，容易引發(fā)事故。綜合式開采技術(shù)的使用，對(duì)開采時(shí)應(yīng)力的影響是最大的。其危險(xiǎn)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(yīng)力方向沒有平行，使二者垂直或者產(chǎn)生了較大的傾角。對(duì)于不同的地質(zhì)條件選用不同的開采方式是必然的選擇，方法使用不當(dāng)同樣是誘發(fā)沖擊地壓的原因。對(duì)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(huì)誘發(fā)沖擊地壓事故的發(fā)生。

（3）管理因素。煤礦沖擊傾向預(yù)測(cè)技術(shù)科學(xué)有效的管理組織是避免沖擊地壓事故發(fā)生的重要舉措，同樣。如果組織管理松散落后，也非常容易導(dǎo)致沖擊地壓的發(fā)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(yīng)力集中區(qū)域。經(jīng)查證后發(fā)現(xiàn)，沖擊地壓事故發(fā)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(xiàn)的問題。盲目追求利益，而忽視了生產(chǎn)安全的重要性。組織管理層不顧生產(chǎn)開采的危險(xiǎn)系數(shù)，盲目開采，或者經(jīng)驗(yàn)匱乏，例如開采采空區(qū)20到30米的區(qū)域，沖擊地壓的產(chǎn)生概率是非常大的。

2煤礦沖擊地壓的有效防治技術(shù)分析

（1）煤礦壓力預(yù)測(cè)。煤礦預(yù)測(cè)主要是檢測(cè)煤炭?jī)A向壓力的預(yù)測(cè)，對(duì)周圍煤炭巖石的硬度進(jìn)行檢測(cè)，從煤炭?jī)?nèi)部所產(chǎn)生的各種介質(zhì)及其破壞能力、屬性上著手考慮，這也是目前應(yīng)用最廣的預(yù)防技術(shù)。北京巖石力學(xué)開采實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)中已經(jīng)證實(shí)了，有一些煤礦本身就具有很強(qiáng)的沖擊地傾向性。煤礦沖擊傾向是可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)出結(jié)果的，在開采之前實(shí)地測(cè)繪，實(shí)驗(yàn)分析，能夠在后續(xù)的開采作業(yè)中帶來(lái)很大的安全系數(shù)。通過(guò)鉆屑法在煤體中鉆孔，根據(jù)煤粉量及其變化規(guī)律達(dá)到一系列的探測(cè)目的，降煤層中潛在的沖擊危險(xiǎn)劃分等級(jí)，為下個(gè)工作環(huán)節(jié)做鋪墊。

（2）鉆孔卸壓技術(shù)。鉆孔卸壓是指在煤礦開采的高應(yīng)力環(huán)境下，利用每層的彈性來(lái)破壞鉆孔附近的煤體或巖石。從而讓煤層能夠釋放能量，達(dá)到消除沖擊危險(xiǎn)的一種手段。鉆孔卸壓以釋放煤層壓力和高應(yīng)力為手段，適合煤礦開采過(guò)程中操作，同時(shí)還能通過(guò)鉆孔轉(zhuǎn)移巖石的高應(yīng)力向其他泄壓巖體。值得注意在于，鉆孔需要根據(jù)實(shí)際情況選擇鉆機(jī)，鉆桿的長(zhǎng)度和鉆頭的直徑都需要滿足做作業(yè)需求。打孔深度按照規(guī)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(yán)格把握各種鉆孔參數(shù)，既能達(dá)到泄壓的目的，又能保障鉆孔作業(yè)的安全。

（3）卸壓爆破技術(shù)。卸壓爆破石指在高應(yīng)力的煤層中實(shí)施定點(diǎn)爆破，提前引發(fā)沖擊，以消除開采過(guò)程中的沖擊危險(xiǎn)。卸壓爆破主要的作用還是使煤層爆炸產(chǎn)生大量的裂隙，使周圍煤層的力學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，降低彈性強(qiáng)度和彈性能量，使沖擊地壓發(fā)生的強(qiáng)度和能量都大大降低，擴(kuò)大應(yīng)力的釋放范圍，降低應(yīng)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(shù)需要事前事后都具有完善的準(zhǔn)備工作，事前調(diào)查是否需要爆破，然后進(jìn)行鉆屑法檢測(cè)，事后需要反饋，檢測(cè)是否達(dá)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(shù)。煤層注水是一項(xiàng)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(guò)注水可以改變煤層物理學(xué)性質(zhì)，改變煤層結(jié)構(gòu)，降低煤層強(qiáng)度，降低煤層積蓄彈性，增大煤層塑性，同時(shí)還可以降塵，進(jìn)而解決沖擊地壓發(fā)生的危險(xiǎn)。頂板注水和壓注化學(xué)溶液是最常見的兩種方式，注水過(guò)程中要科學(xué)合理的安排注水時(shí)間，煤層是否適合注水卸壓也要做到檢測(cè)確定，以保證注水的泄壓效果。煤層注水最大程度上使用機(jī)械，在危險(xiǎn)區(qū)域外作業(yè)，極大限度的保障了工作人員的人身安全。

3結(jié)語(yǔ)

煤炭開采過(guò)程中沖擊地壓造成的影響與危害都是巨大的。因此，要根據(jù)煤炭開采現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，制定出行之有效、具體、安全的計(jì)劃，科學(xué)合理的防止沖擊地壓事故發(fā)生，有效的保障煤炭開采工程的安全，促進(jìn)煤炭開采事業(yè)的順利進(jìn)行，創(chuàng)造煤炭開采事業(yè)安全發(fā)展的局面。