基于煤礦沖擊地壓災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)探究

摘要：我國(guó)近幾年經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中，各個(gè)行業(yè)都得到了飛躍式的發(fā)展，因此在各行業(yè)領(lǐng)域發(fā)展中，煤炭的需求量也隨之增加，但是在煤炭的實(shí)際開(kāi)采過(guò)程中，各式各樣的礦難顯為常見(jiàn)，因此，在煤礦開(kāi)采過(guò)程中預(yù)設(shè)合理的監(jiān)測(cè)預(yù)警方案是煤礦企業(yè)必不可少的，尤其是針對(duì)沖擊地壓災(zāi)難的避免，可以有效的減少煤礦開(kāi)采過(guò)程中事故的發(fā)生。由此，本文通過(guò)工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)我國(guó)煤礦沖擊地壓進(jìn)行分析，并針對(duì)這一系列情況提出相對(duì)技術(shù)策略。

關(guān)鍵詞：沖擊地壓;煤礦災(zāi)害;監(jiān)測(cè)預(yù)警;技術(shù)探究

沖擊地壓也被稱(chēng)為巖爆，其機(jī)理是非常復(fù)雜的，并且它可能突然發(fā)生也可以持續(xù)到幾天或者幾個(gè)月，加上地質(zhì)和環(huán)境因素等影響，不同的礦體的沖擊地壓發(fā)生的形式也各不相同，所以很難使用單一的方法對(duì)一礦體進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)警。但是隨著我國(guó)煤礦開(kāi)采的不斷增加，越來(lái)越多的巖爆事故接連發(fā)生，所以國(guó)內(nèi)外對(duì)沖擊地壓展開(kāi)了針對(duì)性的研究，并且有了一定的研究成果，但是就目前情況來(lái)說(shuō)，還是很難達(dá)到精準(zhǔn)預(yù)測(cè)和有效防止這一情況的發(fā)生[1]。所以，我們需對(duì)沖擊地壓進(jìn)行更深入的研究和分析，綜合考慮沖擊地壓的發(fā)生因素，充分做好科學(xué)合理的監(jiān)測(cè)預(yù)警措施，以增加煤礦工程工人的人身安全。

一、煤礦沖擊地壓的顯著特征

沖擊地壓，是一種在巖體中聚積、彈變形勢(shì)存在后，在一定條件下突然猛烈釋放，造成的巖石崩裂的現(xiàn)象，是煤礦行業(yè)主要的安全隱患。這一災(zāi)難情況在全世界的煤礦領(lǐng)域都引起了充分的關(guān)注，并對(duì)沖擊地壓進(jìn)行了研究分析，且在研究上得到了一些成效。但是因其機(jī)理的不確定性，使得對(duì)沖擊地壓預(yù)測(cè)的精準(zhǔn)度依舊成為難以達(dá)成的目標(biāo)。究其原因，主要是目前為止的科學(xué)技術(shù)水平，還不能達(dá)到對(duì)巖爆的規(guī)律得以深入了解和有效掌握，也就不能達(dá)到對(duì)其進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)。

不僅如此，還因不同地區(qū)的地質(zhì)不同，煤礦的開(kāi)采方式就存在著不同，也就使得存在的沖擊地壓的形式不同，因此對(duì)沖擊地壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警的方式也有所不同。與此同時(shí)需要考慮的是，不同的監(jiān)測(cè)設(shè)備在預(yù)測(cè)過(guò)程中得到的數(shù)據(jù)也不能完全相同，這也讓相關(guān)人員在調(diào)研工作中遇到很多難題。所以，得到更準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，讓監(jiān)測(cè)預(yù)警更加準(zhǔn)確有效，才能在煤礦開(kāi)采過(guò)程中實(shí)時(shí)有效的監(jiān)測(cè)沖擊地壓[2]。減免礦難事故，是煤礦沖擊地壓相關(guān)研究人員的全部工作目標(biāo)。

二、沖擊地壓發(fā)生機(jī)理

經(jīng)研究人員多年研究，可以將沖擊地壓分為四種類(lèi)型：①突發(fā)性：沒(méi)有明顯的征兆突然爆發(fā)，通常是煤柱的壓力在外界因素下被破壞以及底板的鼓起，在順價(jià)沖擊的作用下形成的。或者是暫時(shí)沒(méi)有聽(tīng)到任何響聲或者巖石爆裂聲，巖石突然墜下發(fā)生。②集中性：大部分都發(fā)證在新開(kāi)采礦面的附近（也有個(gè)別發(fā)生在距離T作面較遠(yuǎn)的案例），常見(jiàn)的巖爆發(fā)生部分均是拱部或者拱腰部位，一般是開(kāi)挖方式和支護(hù)順序原因造成。③時(shí)間集中性和延續(xù)性：巖爆現(xiàn)象在殲挖后陸續(xù)出現(xiàn)，多數(shù)是在爆破后24小時(shí)內(nèi)發(fā)生，普遍存在延續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的現(xiàn)象，個(gè)別礦體延續(xù)達(dá)到1年以上時(shí)間，并且事先無(wú)明顯征兆。④彈射型：發(fā)生巖爆時(shí)，巖石呈塊體在巖洞和壁體內(nèi)彈出，通常都是不規(guī)則片狀，巖體碎小更容易造成人身傷害和坍塌的形成，也是煤礦監(jiān)測(cè)預(yù)警中難以及時(shí)掌握的礦難形式。

總體來(lái)說(shuō)巖爆都是煤巖體質(zhì)因靜載應(yīng)力和震動(dòng)應(yīng)力的疊加作用下產(chǎn)生的，其差異因作用貢獻(xiàn)不同而程度不同，但是不論程度大小都會(huì)引發(fā)礦難，所以，更有效的監(jiān)測(cè)技術(shù)是為了更多人民的安全。

三、檢測(cè)預(yù)警技術(shù)與方法

通過(guò)研究人員的實(shí)際調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，煤礦巖爆危險(xiǎn)區(qū)域一般來(lái)說(shuō)會(huì)同時(shí)產(chǎn)生猛烈礦震的區(qū)域，并且在抗震過(guò)程中產(chǎn)生的能量越多的情況下，就越容易發(fā)生沖擊地壓，因此通?？梢詫?duì)煤礦采取早期評(píng)價(jià)分析和實(shí)時(shí)監(jiān)控相結(jié)合，通過(guò)對(duì)礦體動(dòng)靜疊加原理分析，針對(duì)煤礦具體情況設(shè)計(jì)震動(dòng)場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的綜合預(yù)警，使用多數(shù)據(jù)參量以提高預(yù)警的綜合效果[3]。所以，首先要對(duì)煤礦進(jìn)行綜合性分析，確定礦井中沖擊地壓是以靜載為主型還是以動(dòng)載為主型，然后再根據(jù)沖擊地壓的形態(tài)選擇科學(xué)合理的監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行綜合監(jiān)測(cè)，以達(dá)到綜合監(jiān)測(cè)預(yù)警的效果。

1、多參量監(jiān)測(cè)預(yù)警

一般沖擊地壓是礦體受到震蕩、應(yīng)力以及聲電等諸多因素影響，所以，在對(duì)煤礦進(jìn)行檢測(cè)預(yù)警時(shí)，需采用多參量綜合監(jiān)測(cè)的預(yù)警方式，通過(guò)多方數(shù)據(jù)對(duì)巖爆發(fā)生的可能性和危險(xiǎn)性進(jìn)行統(tǒng)一的判斷，將礦災(zāi)危險(xiǎn)進(jìn)行等級(jí)式判斷和預(yù)警，并根據(jù)等級(jí)的不同使用不同的預(yù)預(yù)案。

2、應(yīng)力監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)

煤礦在開(kāi)采的前、中期，地質(zhì)的不同與鉆屑量原理和多因素耦合是造成沖擊地壓的主要危險(xiǎn)性，所以在煤礦監(jiān)測(cè)過(guò)程中應(yīng)首要注意巖層運(yùn)動(dòng)機(jī)理，然后計(jì)算承壓力與鉆屑量和鉆孔圍巖應(yīng)力之間的相互關(guān)系。通過(guò)對(duì)應(yīng)力的實(shí)時(shí)分析來(lái)監(jiān)測(cè)其變化規(guī)律，加強(qiáng)對(duì)其變化趨勢(shì)的實(shí)時(shí)掌控，達(dá)到對(duì)危險(xiǎn)區(qū)域和危險(xiǎn)程度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目的。

3、電磁輻射監(jiān)測(cè)技術(shù)

電磁輻射一般是在非均勻或變速及變形作用下煤礦巖體受荷載壓力產(chǎn)生的電磁輻射，隨著煤巖體變形速率的增加電磁輻射逐漸增大，由此煤礦體的應(yīng)力與煤巖體的變形破壞有一定的耦合關(guān)系。所以在煤礦開(kāi)采過(guò)程中，合理使用電磁輻射監(jiān)測(cè)技術(shù)以達(dá)到對(duì)電磁輻射進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并達(dá)成有效預(yù)警。

4、電荷監(jiān)測(cè)技術(shù)

煤礦開(kāi)采過(guò)程中前兆信息最是難以識(shí)別和提取，電荷監(jiān)測(cè)技術(shù)是針對(duì)礦體加載方式進(jìn)行電荷感應(yīng)測(cè)試，并根據(jù)感應(yīng)數(shù)據(jù)微觀煤巖體變形、破壞機(jī)制，同時(shí)可根據(jù)測(cè)試的電荷感應(yīng)信號(hào)強(qiáng)度分析巖爆的發(fā)生幾率，也是得到?jīng)_擊壓力前兆信息的監(jiān)測(cè)技術(shù)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，雖然我國(guó)煤礦沖擊壓力監(jiān)測(cè)技術(shù)已經(jīng)有了較好的發(fā)展，但是也在使用過(guò)程中也出現(xiàn)了諸多問(wèn)題，由此，在煤礦開(kāi)采過(guò)程中，不僅要對(duì)礦體進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，也對(duì)礦山的地質(zhì)和巖體進(jìn)行等前期相關(guān)考察工作，并且相關(guān)人員在進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)過(guò)程中，需要充分了解巖爆形成的原因，根據(jù)情況的不同采取相應(yīng)的監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)，提高預(yù)警的準(zhǔn)確性，保障人身安全及財(cái)產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)

[1]王建亭.基于山東省煤礦沖擊地壓災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)因素分析[J].江西煤炭科技，2019（4）：16-19.

[2]齊慶新，李一哲，趙善坤，等.我國(guó)煤礦沖擊地壓發(fā)展70年：理論與技術(shù)體系的建立與思考[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2019（9）：1-40.

[3]王永，劉金海，王顏亮，等.煤礦沖擊地壓多參量監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)研究[J].煤炭工程，2018，50（4）：19-21.

作者簡(jiǎn)介：張鵬，男，出生年月：1986年7月26日籍貫：河南省澠池縣

畢業(yè)院校：平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院;學(xué)歷：大專(zhuān);研究方向：沖擊地壓災(zāi)害防治與研究