煤礦沖擊地壓防治技術研究與應用研究

李偉

摘 要：隨著當前煤礦的開采主要朝向深部發(fā)展，使得沖擊地壓產生的概率和強度也在增加。并且，沖擊地壓還會造成瓦斯突出以及煤層出現自燃和冒頂等危害，會產生很嚴重的安全隱患。沖擊地壓不但會對生產人員的安全產生很大的影響，并對煤礦的安全生產也會造成很大的影響。

關鍵詞：煤礦;沖擊地壓;防治技術

1 沖擊地壓的特征及破壞機理

沖擊地壓又被稱之為巖爆，主要就是煤礦在生產中巷道和采煤工作面周邊的巖體在應力的作用下將變形能釋放，使得巖體產生破壞以及垮落等情況，同時還有很大的震動以及聲音，會對支架造成損壞以及冒頂等問題，對于生產會造成很大的影響。沖擊地壓有著突發(fā)性以及瞬時爆炸和一定的復雜性等特點。巖體在受到采動對其的影響，局部應力產生變化，將原始的應力情況變?yōu)槎S或者多維狀態(tài)，巷道或者相應的煤礦采掘面周邊的壓力降低，煤巖體呈現出一定的脆性，并且煤礦內部結構也會產生碎裂，這樣煤巖體由于內部的破壞而出現軟弱層，將所有的能量在煤巖體中聚集，應力從平衡狀態(tài)朝向動力狀態(tài)發(fā)展，若是受到外界對其的影響，這種平衡狀態(tài)被破壞而將能量釋放，并且煤巖體從自由面被拋，使得地壓事故產生。

2 對沖擊地壓產生的原因與理論分析

2.1 沖擊地壓理論

（1）強度理論。最早的理論研究中表明采場周邊應力集中的情況比較嚴重，煤巖體所能夠承載的壓力達到最大值，巖體在被破壞時就會出現沖擊地壓的情況。當前的研究理論認為，一些應力突然變大或者阻力降低，使得煤巖體產生一定的運動破壞，煤巖體產生拋射，造成沖擊地壓的產生。因此，煤巖體自身的應力大于或者等于系統(tǒng)的強度是沖擊地壓產生的主要條件。（2）能量理論。對于能量理論中通常認為礦體和圍巖所釋放的能量是造成沖擊地壓的主要能量。隨著當前礦業(yè)的發(fā)展，使得整體的系統(tǒng)平衡受到很大的損害，沖擊地壓所產生的基礎條件就是釋放的能量比消耗的能量大。（3）沖擊傾向理論。煤巖介質自身存在的破壞力稱之為沖擊傾向，沖擊傾向通常需采用相應的數據將沖擊地壓所產生的可能度作為沖擊傾向度。（4）組合理論。若是沖擊傾向以及能量和強度理論同時能夠滿足相應的要求，這是作為沖擊地壓產生的主要基礎條件。我國煤礦產生的沖擊地壓其條件主要就是強度高以及脆性大等。

2.2 沖擊地壓發(fā)生原因

沖擊地壓主要產生的外在原因就是高應力基礎上，動力源的不斷積聚，內因是煤巖體存在一定的能量同時瞬間釋放一定的破壞能力。

3 煤礦沖擊地壓的有效防治技術分析

3.1 煤礦壓力預測

煤礦預測是對煤炭的傾向壓力進行檢測，對周邊煤巖體硬度進行檢測，在煤巖體內部所呈現的相關介質和相應的破壞能力和屬性進行入手，這是現階段比較普遍的一種預防技術。第一，鉆屑率指標法。這種方式又被稱之為鉆孔檢驗法，主要采用小鉆頭來打孔，按照鉆進的出屑量變化情況對巖體內部應力集中進行判斷，對沖擊地壓可能產生的位置進行判斷。第二，工程地震探測法。采用人為的方式進行地震的產生，對地震的傳播速度進行檢測，從而繪制速度和時間表，按照地震波傳輸速率來對煤巖體當中的應力分布和可能產生沖擊的可能性進行判斷。第三，地音、微震監(jiān)測法。采用微震或者低音來持續(xù)的對煤巖體當中所釋放的聲發(fā)射情況進行檢測，按照所產生的變化規(guī)律對煤巖體所產生的沖擊性進行判斷。第四，綜合測定法。為能夠實現煤巖體沖擊地壓產生的時間和位置進行準確的判斷，可對以上所闡述的這些方法進行綜合應用。

3.2 鉆孔卸壓技術

鉆孔卸壓主要就是煤礦在高應力開采狀況下，采用煤層自身的彈性將鉆孔周邊的巖石進行破壞，以此使得煤層的能量及時的釋放，從而將沖擊的危險降低。鉆孔卸壓主要就是對壓力和高應力進行釋放的一種方式，主要可應用在煤礦的開采當中，并且還可采用鉆孔對巖石的高應力進行轉移，使得其朝向其他的方向進行巖體卸壓，在這當中需要重視的是，鉆孔需按照實際的要求進行鉆機的選擇，鉆桿長度和直徑都需要能夠和操作要求相符合。打孔深度需能按照相關要求確保其距離合理，將孔深距離底板的距離合理把握，鉆孔通常需進行單排實施布置，對鉆孔的相關參數合理把握，這樣不但可實現卸壓的目標，還能確保鉆孔的安全性。

3.3 卸壓爆破技術

卸壓爆破主要是在高應力的煤層當中采用定點爆破的方式，將沖擊所產生的危險進行提前排除，從而降低沖擊危險。卸壓爆破其作用還有使得煤層在爆破中使得周邊的巖體產生裂縫，這樣可以使得周邊煤層的力學結構也會產生相應的變化，從而將彈性強度以及能量降低，使得沖擊地壓的強度和能量降低，避免應力的不斷擴散。然而卸壓爆破技術通常需在事前和事后加強合理的完善，事前調查主要就是判斷是否需要爆破，并采用鉆屑法進行合理的檢測，在事后做好相應的回饋，確保卸壓效果是否符合要求，降低安全隱患。

3.4 煤層注水技術

煤層注水是比較容易處理的一種方式，煤層自身有孔隙和透水性，采用注水可將煤層的屬性改變，還可以將煤層結構進行改變，將煤層強度降低以及對煤層的積蓄彈性降低，從而將煤層的塑性加大，并且還能夠實現降塵，以此對沖擊地壓所產生的危害進行處理。頂板和壓注是比較常見的兩種方式，在注水中需要對時間合理安排，煤層在注水中的卸壓情況也需要加強檢測，以此來確保注水卸壓效果良好，煤層注水在一定意義上可以實現機械操作，在危險區(qū)域之外進行操作，最大化的確保人員的安全。

在煤礦生產中沖擊地壓是其災害之一，對煤礦的安全生產有著很大影響。所以，對沖擊地壓所產生的原因以及激勵和相關措施進行分析，是對沖擊地壓進行預測的主要方式。在煤礦實際生產中需做好防災處理，不斷加強相關防治技術的完善，采用相應管理方式將管理水平不斷提升，降低事故的產生，從而保證煤礦人員自身的安全。

參考文獻：

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