關(guān)于煤礦沖擊地壓的成因及防治措施的研究

陳康 張智齊 周通

（山東裕隆礦業(yè)集團(tuán)有限公司單家村煤礦 山東 曲阜 273100）

1 煤礦沖擊地壓的條件及成因

1.1 沖擊地壓傾向性

煤礦沖擊地壓的傾向性條件，一般情況下主要包括：弱沖擊傾向和強(qiáng)沖擊傾向，以及無(wú)沖擊傾向三種，其中強(qiáng)弱性沖擊傾向數(shù)值都是23個(gè)，而無(wú)沖擊傾向?yàn)?個(gè)。此外，沖擊傾向性理論層面來(lái)說(shuō)，沖擊地壓傾向性指標(biāo)總共3個(gè)，包括：沖擊能指數(shù)和彈性能指數(shù)，以及動(dòng)態(tài)破壞時(shí)間，而近幾年的研究成果和實(shí)驗(yàn)探測(cè)數(shù)據(jù)顯示，沖擊地壓傾向性指標(biāo)又增加了單軸抗壓強(qiáng)度指標(biāo)，這對(duì)于沖擊地壓傾向性而言，更具探測(cè)的可行性。而綜合指數(shù)中涵蓋了巖體特征沖擊傾向和巖體應(yīng)力，以及煤層特征等，將多元因素融合，構(gòu)建綜合指標(biāo)的評(píng)價(jià)，以此提高煤礦沖擊地壓災(zāi)害程度和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的精準(zhǔn)性[1]。

1.2 地質(zhì)影響因素

地質(zhì)影響因素是煤礦沖擊地壓成因的一種，其中包括多元層面，如：地質(zhì)構(gòu)造、堅(jiān)硬頂?shù)装搴秃駥禹敯澹约懊汉褡兓偷卣鸬?。其中，從地質(zhì)整體條件來(lái)看，大多數(shù)礦井都會(huì)具備≥10的厚層堅(jiān)硬頂板，而在受到采礦狀態(tài)影響下，厚層堅(jiān)硬頂板采用猛烈和急劇的方式，將積聚的彈性能進(jìn)行釋放，進(jìn)而形成動(dòng)載，極大程度的誘發(fā)沖擊地壓災(zāi)害或礦震現(xiàn)象。此外，地質(zhì)構(gòu)造中出現(xiàn)斷層和褶曲等現(xiàn)象，也是地質(zhì)因素的一種，其中誘導(dǎo)沖擊地壓的原理，都是最終形成的較大的、集中性的采動(dòng)應(yīng)力，進(jìn)而引發(fā)煤礦沖擊地壓[2]。

1.3 開(kāi)采技術(shù)因素

開(kāi)采技術(shù)對(duì)于煤礦沖擊地壓的影響程度也是較大的，其中主要包括：煤層群開(kāi)采條件下而形成的上覆煤柱，放炮震動(dòng)，以及煤層開(kāi)采形成的孤島煤柱三個(gè)層面。其中，單純的從開(kāi)采技術(shù)層面來(lái)講，由于在不同技術(shù)下所形成的集中性采動(dòng)應(yīng)力是不同的，同時(shí)開(kāi)采的設(shè)計(jì)與執(zhí)行方案不規(guī)范、不合理，導(dǎo)致孤島開(kāi)采局面逐步形成，而一般情況下，采動(dòng)應(yīng)力的集中性是誘發(fā)煤礦沖擊地壓的主要成因。此外，放炮震動(dòng)的方式誘發(fā)沖擊地壓的可能性也是較大的，就比如北京木城澗礦，以及開(kāi)灤趙各莊礦等[3]。

2 煤礦沖擊地壓成因的防治措施

2.1 轉(zhuǎn)變煤礦沖擊地壓的傾向性

對(duì)于不同的沖擊地壓傾向性條件和誘導(dǎo)因素，需要結(jié)合實(shí)際情況，遴選合適的防范方法，來(lái)轉(zhuǎn)變煤巖層自身的沖擊傾向性。其中我們可以利用主動(dòng)解危的方式，將鉆孔卸壓、定向水力割縫，以及斷頂斷底爆破等方式，應(yīng)用到現(xiàn)存煤礦沖擊地壓風(fēng)險(xiǎn)和災(zāi)害的區(qū)域，以此轉(zhuǎn)變沖擊傾向性，提高災(zāi)害防治效率。

2.2 增加多元化監(jiān)測(cè)方法，綜合預(yù)警指標(biāo)

煤礦沖擊地壓災(zāi)害的危險(xiǎn)系數(shù)等同于瓦斯事件，同時(shí)兩者具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。對(duì)此，想要有效消除沖擊地壓的誘導(dǎo)因素，解決事件頻發(fā)的問(wèn)題，就要增加多元化監(jiān)測(cè)方法，更加深入的探究出綜合性指標(biāo)，以便用于沖擊地壓災(zāi)害的規(guī)避和防治當(dāng)中。此外，基于沖擊地壓和瓦斯的相關(guān)性，需要充分探究區(qū)深部高瓦斯煤礦中，是否會(huì)因?yàn)橥咚馆^高的含量，以及較大的瓦斯壓力，而誘發(fā)沖擊地壓災(zāi)害。同時(shí)在監(jiān)測(cè)和預(yù)警的過(guò)程當(dāng)中，要結(jié)合實(shí)際情況，多角度和多次數(shù)的采用不同監(jiān)測(cè)方法，對(duì)多源頭和多因素中監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合比對(duì)與統(tǒng)計(jì)分析，進(jìn)而遴選合適的防治方法，規(guī)避煤礦沖擊地壓災(zāi)害[4]。

2.3 使用科學(xué)、合理的開(kāi)采設(shè)計(jì)優(yōu)化方法

在煤礦開(kāi)采過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況，來(lái)遴選合適的開(kāi)采設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，其中現(xiàn)存的一些常用的開(kāi)采方法包括主動(dòng)解危方法、優(yōu)化設(shè)計(jì)開(kāi)采方法（重點(diǎn)是對(duì)集中應(yīng)力的消除），以及加強(qiáng)支護(hù)的方法。而不同的情況和誘因，需要遴選不同的方法。例如對(duì)于上述1.3中所講述的沖擊地壓成因，就可以使用開(kāi)采設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，通過(guò)對(duì)應(yīng)力疊加以及應(yīng)力集中問(wèn)題的環(huán)節(jié)和消除，來(lái)降低沖擊地壓災(zāi)害的發(fā)生率，其中針對(duì)孤島煤柱開(kāi)采的局面，可以運(yùn)用巷道布置優(yōu)化，以及保護(hù)層開(kāi)采得分按時(shí)，來(lái)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，消除應(yīng)力集中和層層疊加的隱患，以此達(dá)到降低沖擊地壓災(zāi)害發(fā)生的概率[5]。

3 結(jié)論

綜上所述，隨著我國(guó)礦采業(yè)的不斷發(fā)展，煤礦開(kāi)采范圍和深度也逐步加大，能夠?yàn)閲?guó)家提供更多的資源，但是與此同時(shí)卻也帶來(lái)更多的災(zāi)害和風(fēng)險(xiǎn)，正如本文所研究的煤礦沖擊地壓災(zāi)害，其災(zāi)害的特征相比于瓦斯災(zāi)害來(lái)說(shuō)，有著較大的相關(guān)性和相似性，事故一旦發(fā)生就會(huì)造成較大的安全隱患和損失。本文在研究過(guò)程中，致力于對(duì)煤礦沖擊地壓原因的挖掘，并從相應(yīng)的方面，提出了針對(duì)性建議和優(yōu)化措施，希望通過(guò)專(zhuān)業(yè)監(jiān)測(cè)工具的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)，對(duì)綜合指標(biāo)和數(shù)據(jù)進(jìn)行考量，同時(shí)加大重視程度，爭(zhēng)取從源頭規(guī)避沖擊地壓的風(fēng)險(xiǎn)和隱患，從根本上提高巷道的防沖能力。