高家明,潘俊鋒,杜濤濤,閆耀東
(1.煤炭科學研究總院,北京100013;2.中煤科工開采研究院有限公司,北京 100013)
沖擊地壓是一種嚴重的煤巖動力災害,在我國最早報道于1933 年:原撫順礦務局勝利煤礦發(fā)生此類事故造成80 余人喪生。 20 世紀30 年代至今,我國沖擊地壓礦井數量不斷增加,沖擊地壓事故時有發(fā)生,僅2018—2020 年就相繼發(fā)生了“龍鄆10·20”、“龍家堡6·9”、“唐山8·2”等3 起沖擊地壓重大事故[1-2]。 目前我國沖擊地壓防控形勢十分嚴峻,未來一段時間內沖擊地壓仍將是重大安全難題與研究熱點。 國家煤礦安全監(jiān)察局于2017 年組織開展沖擊地壓細則調研及體檢活動,在2019 年再次組織開展沖擊地壓監(jiān)察指導手冊調研,摸排全國沖擊地壓整體情況,廣泛收集各礦區(qū)關于沖擊地壓的問題與意見。
東北三省煤炭資源十分豐富,是我國煤炭資源富集地區(qū)和重要的煤炭基地,在新中國成立初期,其原煤產量占全國的一半,但經過長期開采,煤炭資源趨于枯竭,開采條件趨于惡劣[3]。 唐春安[4]曾指出東北礦區(qū)資源開采誘發(fā)的沖擊地壓、礦震等大型結構失穩(wěn)型工程災害的嚴重性。 潘一山等[5]統(tǒng)計分析我國沖擊地壓發(fā)生區(qū)域主要分布在華北、東北地區(qū)。 潘俊鋒等[6]通過文獻檢索對沖擊地壓發(fā)生的地域分布進行統(tǒng)計,東北地區(qū)發(fā)生沖擊地壓的礦井共計18 處。 藍航等[7]對全國主要深部礦井災害屬性進行分類統(tǒng)計,得出東北地區(qū)深部礦井分布較多,且面臨的主要問題是深部復合災害。 總體來說,東北地區(qū)沖擊地壓發(fā)生較早,進入資源開采后期地質構造水平趨于復雜,沖擊地壓發(fā)生原因更加復雜多樣,防控工作面臨著全新的挑戰(zhàn)。
筆者通過對東北礦區(qū)沖擊地壓礦井實地調研分析,歸納近年來沖擊地壓發(fā)生的新特征,梳理現(xiàn)行防治工作的問題和改進方向,希望有助于提升東北礦區(qū)沖擊地壓的認知程度和防范意識。
東北地區(qū)沖擊地壓災害發(fā)生歷程可大體分為災害初現(xiàn)、逐步增加、集中爆發(fā)和相對平穩(wěn)階段。 時間跨度從1933 年至今,空間跨度由單礦井到多省多礦區(qū),災害發(fā)生原因由單一趨于復雜,期間對沖擊地壓災害認知與防治水平不斷提高,對沖擊地壓災害重視程度不斷加大,但目前沖擊地壓災害防治仍面臨著新的挑戰(zhàn)。
1)災害初現(xiàn):1933 年撫順勝利煤礦發(fā)生我國首次沖擊地壓災害,自此到1980 年,東北礦區(qū)內遼源西安礦、撫順老虎臺礦、阜新五龍礦、舒蘭營城礦、北票臺吉礦、沈陽牛心臺礦、撫順龍鳳礦和阜新高德礦相繼發(fā)生首次沖擊地壓[5]。 在該階段內沖擊地壓發(fā)生較孤立未引起足夠重視,且限于當時技術水平通常與頂板事故混淆,工程人員對沖擊地壓的認知水平遠遠不夠。
2)逐步增加:在20 世紀80、90 年代,隨著煤礦采深和采高加大,東北礦區(qū)內發(fā)生沖擊地壓礦井的數量不斷增加,截至1985 年全國所有沖擊地壓礦井中東北礦區(qū)占比超過40%[1]。 在此期間逐步開展了沖擊傾向性鑒定、沖擊地壓機理研究、監(jiān)測預警和防治實踐,但此階段對于沖擊地壓的重視程度、投入和研究工作仍然不足。
3)集中爆發(fā):21 世紀以來,隨著煤礦綜合機械化技術的廣泛應用,開采強度和采深不斷加大,沖擊地壓礦井不斷涌現(xiàn),雞西、鶴崗、雙鴨山、七臺河和阜新等地甚至出現(xiàn)了連片的沖擊地壓礦井。 在此階段對沖擊地壓重視程度有所提高,專業(yè)科研水平和煤礦投入逐步增加,各沖擊地壓礦井積累了一定防治經驗,培養(yǎng)了一批技術人才。
4)相對平穩(wěn):通過逐漸淘汰落后產能和多年的沖擊地壓防治實踐,目前礦區(qū)內沖擊地壓防控形勢相對平穩(wěn),但近年事故仍有發(fā)生。 礦區(qū)內礦井多處于資源開采后期,整體防控壓力較大。 因此需進一步提高重視程度,在健全現(xiàn)有防控體系的同時,對積累的實踐研究成果進行再認識,再完善。
1.2.1 黑龍江省煤礦沖擊地壓
黑龍江省現(xiàn)有煤礦333 處,其中國有重點煤礦72 處,地方煤礦261 處。 目前黑龍江省共有沖擊地壓礦井11 處,均為國有重點煤礦,分布在雞西、鶴崗、雙鴨山、七臺河4 個主要礦區(qū),合計產能20.35 Mt/a,約占全省總產能的19.7 %。 黑龍江全省有潛在沖擊危險性礦井15 處,均為國有重點煤礦,合計產能29.04 Mt/a,約占全省總產能的28.1%。 2000年以來黑龍江省內共發(fā)生沖擊地壓事故6 起,死亡28 人,受傷6 人,直接經濟損失1 414.59 萬元。
1.2.2 吉林省煤礦沖擊地壓
吉林省現(xiàn)有煤礦55 處,核定總產能22.63 Mt/a。現(xiàn)有沖擊地壓礦井1 處,即吉林省龍家堡礦業(yè)有限責任公司(以下簡稱龍家堡煤礦),其核定生產能力2.10 Mt/a,約占全省總產能的9.3%。 另外還有采深超800 m 礦井6 處,核定生產能力6.15 Mt/a,約占全省總產能的27.2%,其中采深超過1 000 m 礦井2處,核定生產能力1.70 Mt/a,經調研認為這些礦井可能具有潛在沖擊危險性,應引起足夠重視。 2000年以來,吉林省轄區(qū)內煤礦發(fā)生1 起沖擊地壓事故,造成9 人死亡,12 人受傷,直接經濟損失1 906.06萬元。
1.2.3 遼寧省煤礦沖擊地壓
遼寧省現(xiàn)有沖擊地壓礦井8 處,分布在鐵嶺、阜新、沈陽、錦州、撫順5 地。 遼寧省8 處沖擊地壓礦井的設計生產能力共計17.15 Mt/a,核定生產能力共計13.90 Mt/a,約占全省總產能的33.8%(其中大強煤礦為建設礦井,設計生產能力按1.50 Mt/a 計算)。 2000 年以來,遼寧省轄區(qū)內煤礦共發(fā)生12 起沖擊地壓事故,造成30 人傷亡,直接經濟損失1 684.9萬元。
1)煤層埋深特征。 東北礦區(qū)內沖擊地壓礦井煤層埋深普遍較大,除少部分礦井具有埋深較淺的可采煤層外,其他各礦井埋深均大于400 m。 據統(tǒng)計,在礦區(qū)內共計20 處沖擊地壓礦井中,埋深超過800 m 的礦井數量達到14 處,其中部分礦井例如龍家堡煤礦、恒大煤礦、紅陽三礦、九道嶺煤礦以及在建的大強煤礦采深已達千米以上。
2)煤層賦存特征。 東北礦區(qū)內沖擊地壓礦井煤層賦存條件較復雜且差異性強,主要表現(xiàn)在以下4 個方面:①賦存可采煤層多,礦區(qū)內具有2 層及以上可采煤層的沖擊地壓礦井有16 座,占比80%;②煤層傾角普遍較大,礦區(qū)內12 處沖擊地壓礦井煤層傾角在15°以上,其中最大傾角可達到32°;③煤層厚度差異大,其中集賢煤礦3 號煤層厚度僅為0.67 m,而老虎臺煤礦主采煤層平均厚度可達55.5 m;④煤層瓦斯、煤塵和自燃導致條件較差,據調研大多數沖擊礦井同時也是瓦斯突出礦井,且煤層多具有自燃性和煤塵爆炸危險。
3)頂板特征。 礦區(qū)內絕大多數沖擊地壓礦井具有堅硬厚層頂板,典型特征表現(xiàn)為堅硬頂板與煤層的距離小,堅硬頂板厚度大,例如峻德煤礦3 號煤層距堅硬頂板僅7 m,但頂板厚度達到了100 m。 而無上覆厚硬頂板的開采煤層占比僅為19.18%,巖煤距在30 m 以內的可采煤層占比高達63.01%。 堅硬頂板厚度有兩極化趨勢,堅硬頂板厚度在10 m 以下僅占比12.32%,厚度在70 m 以上占比46.58%,堅硬頂板厚度普遍較大。
5)生產布置特征。 ①采煤工藝與方法:礦區(qū)內20 座沖擊地壓礦井中包含大強煤礦1 座建設礦井,生產礦井可采煤層數量多和賦存條件復雜的特點一定程度上造成礦區(qū)內采煤工藝和采煤方法多樣化。統(tǒng)計礦井采用的采煤方法主要包括綜采、綜放、掩護支架采煤法和分層開采,其中綜采與綜放為主要采用的采煤方法,合計占比74.39%。 研究與實踐表明,分層開采相較于綜放開采不利于沖擊地壓防治[10-11],但目前仍有7.32%的煤層或工作面采用分層開采。 ②煤柱留設:各礦井基本采用采區(qū)大煤柱和區(qū)段小煤柱布置,僅有2 處礦井留設了寬度大于10 m 的區(qū)段煤柱。 ③為降低沖擊地壓風險,礦區(qū)內大多數工作面開采強度處于較低水平。 日推進度≤2.4 m占比66.22%,2.4~4.8 m 占比24.32%,>4.8 m 占比9.46%。
圖1 井下垂直地應力隨埋深的變化規(guī)律Fig.1 Vertical stress change with depth in underground coal mine
圖2 井下地應力比隨埋深的變化規(guī)律Fig.2 In-situ stress component ratio change with depth in underground coal mine
對2000 年以來東北礦區(qū)內沖擊地壓事件進行統(tǒng)計分析,發(fā)現(xiàn)其普遍具有顯現(xiàn)位置埋深較大,煤巖具有沖擊傾向性,地質構造參與明顯的顯著特征,將沖擊地壓事件的發(fā)生主要原因歸結為堅硬厚層頂板、開采布置不合理、地質構造活化等,發(fā)生主要類型為深部動靜載疊加型和深部高靜載加載型[12]。
2.2.1 深部動靜載疊加型
深部動靜載疊加型沖擊地壓主要發(fā)生特征是煤巖自重應力及水平構造應力較充足,但在各種靜載荷疊加下仍達不到沖擊啟動的臨界載荷,一旦受到外界小的動載荷擾動便能導致沖擊地壓顯現(xiàn)。 近年來東北礦區(qū)內相繼發(fā)生該類型沖擊地壓,其典型共性特征可歸結為:①煤巖體具有沖擊傾向性,煤層埋深較大,自重應力水平較高;②區(qū)域一定程度上受地質構造和不合理開采布局影響,基礎靜載荷水平較高;③煤層上覆堅硬頂板懸頂易導致巷道沖擊,且沖擊現(xiàn)象一般表現(xiàn)為煤體沖出或底鼓;④頂板瞬時垮斷或采動擾動等動載源通常是導致沖擊的直接原因。
2016 年7 月22 日,雙鴨山某煤礦三采區(qū)36 號煤層-570 m 水平左綜采工作面回風巷發(fā)生該礦史上首次沖擊地壓事故。 36 號煤層頂板具有強沖擊傾向性,煤層和底板具有弱沖擊傾向性。 事故造成-500 m 水平回風巷N5 號點前23 m 至N8 點前19 m 間120 m 巷道破壞,表現(xiàn)為底鼓0.5 ~1.8 m,局部片幫寬度0.8 m,上幫煤體沖出0.5 ~1.2 m,巷道剩余最小高度0.8 m,瓦斯抽采管路及風水管被擠到巷道中部,片幫和底鼓時伴有瓦斯涌出,瓦斯體積分數最大達4.13%。 事故主要原因:①工作面上部采空區(qū)頂板垮落不及時,致使上下采空區(qū)基本頂連為一體,造成大面積懸頂,基本頂受采動影響斷裂產生動載擾動;②不合理的采空區(qū)、煤柱留設與超前支承壓力疊加增強基礎靜載積聚程度,共同導致沖擊地壓發(fā)生。
2017 年11 月11 日,遼寧沈陽某煤礦西三上采區(qū)7 號煤層702 綜采工作面回風巷發(fā)生該礦史上首次沖擊地壓事故。 事故后7 號煤層及頂板經鑒定為弱沖擊傾向性。 事故造成702 工作面上出口向外0~214 m 回風巷破壞嚴重,主要現(xiàn)象為上幫煤體整體移出及底板底鼓,巷道不同程度地出現(xiàn)巷道合攏、頂板下沉,部分單體支柱壓彎、錨桿失效,局部抽采管路彎折破壞,軌道枕木被掀翻,現(xiàn)場破壞情況如圖3 所示。 事故主要原因:工作面大采深(1 082 m),存在斷層構造與寬煤柱,應力集中及采動應力場共同疊加形成較高水平基礎靜載荷,同時工作面割煤、移架放頂和瓦斯抽采鉆孔等因素產生動載擾動,最終導致沖擊地壓發(fā)生。
2019 年6 月9 日,吉林遼源某煤礦三采區(qū)南翼305 綜采工作面運輸巷發(fā)生沖擊地壓事故。 305 工作面開采深度為854.4 ~978.4 m,主采Ⅱ、Ⅲ號煤層(合層)及頂板均為弱沖擊傾向性。 事故造成305工作面下出口0~220 m 運輸巷破壞,主要表現(xiàn)為巷道頂板下沉,U 型棚支架變形,防沖支架傾倒,立柱壓彎,兩幫收斂和底板底鼓,底鼓最大1 000 mm,現(xiàn)場情況如圖4 所示。 事故原因為煤層埋深大和斷層影響產生的基礎應力與采動應力疊加造成基礎靜載荷水平提升,放頂煤采動進一步誘發(fā)斷層活化等動載擾動,共同導致沖擊地壓的發(fā)生。
目前對于動靜載疊加型沖擊地壓防治,基礎靜載相較動載更容易提前預防和干預,但由于認識與重視不足、開采布置不合理和防沖工作落實不到位等問題通常導致沖擊地壓風險加大。
圖3 “11·11”沖擊地壓破壞現(xiàn)場Fig.3 “11·11” rockburst damage site
圖4 “6·9”沖擊地壓破壞現(xiàn)場Fig.4 “6·9” rockburst damage site
2.2.2 深部高靜載加載型
深部高靜載加載型沖擊地壓,其加載過程屬于材料失穩(wěn),是工程結構體結構動力失穩(wěn)的結果。 其主要特點是,在無外界動載荷參與條件下,采掘巷道圍巖極限平衡區(qū)內靜載荷緩慢積聚,而巷道圍巖強度不可避免的劣化,長期強度降低,緩慢積聚的集中靜載荷達到極限時,爆發(fā)動力沖擊。 通過對東北礦區(qū)內該型沖擊地壓事件的分析,可以發(fā)現(xiàn)存在4 點共性特征:①煤層埋深普遍較大且存在一定厚度的堅硬頂板;②事故發(fā)生區(qū)域均存在上煤層開采遺留煤柱;③沖擊顯現(xiàn)位置均位于斷層等地質構造影響區(qū)域;④基礎應力與工作面超前支承壓力疊加后易導致沖擊地壓發(fā)生。
2013 年3 月15 日,鶴崗某煤礦三水平北17 號煤層三四區(qū)一段工作面發(fā)生沖擊地壓事故。 該工作面為頂分層開采,17 號煤層及頂板具有強沖擊傾向性。 由于頂板和巷道兩幫有錨網索支護,底板無支護、存在弱面,致使本次沖擊以底鼓破壞為主,造成底煤底鼓堵塞工作面上、下出口,巷道超前支護段巷道閉合(圖5)。 礦井資料顯示,沖擊區(qū)域上方存在9 號煤層(層間距200 m)、11 號煤層(層間距143 m)遺留煤柱,研究發(fā)現(xiàn)上覆遺留孤島煤柱應力集中并向下方傳導[13]。 同時工作面正在過向斜軸部區(qū)域,造成構造應力集中。 當工作面推進至沖擊區(qū)域時,超前支承壓力與上覆孤島煤柱應力集中影響區(qū)域及構造應力疊加造成靜載荷超出煤體極限,引起沖擊地壓。
圖5 “3·15”沖擊地壓破壞現(xiàn)場Fig.5 “3·15” rockburst damage site
2016 年9 月25 日,鶴崗某煤礦三水平北三四區(qū)21 號煤層一段工作面開切眼處發(fā)生沖擊地壓。21 號煤層經鑒定為弱沖擊傾向性,頂板為強沖擊傾向性。 經分析,事故區(qū)域靜載荷主要有3 大來源:①F7斷層與F1 斷層在事故區(qū)域高位處相交,將上覆巖層切割成“草帽體”,直接作用于事故區(qū)域,引起應力高度集中;②開切眼位置埋深達487.2 ~566.25 m,且頂板堅硬,懸頂面積大,重力較大;③開切眼布置在本段采空區(qū)寬15 m 煤柱、上部區(qū)段寬11 m 煤柱、17 號煤層區(qū)段煤柱和上部煤層斷層煤柱應力集中影響區(qū)域內。 綜合上述條件在高應力集中區(qū)域貫通開切眼時誘發(fā)了沖擊地壓。
2018 年9 月23 日,遼寧鐵法某煤礦北二采區(qū)12 號煤層1203 工作面發(fā)生沖擊顯現(xiàn),微震系統(tǒng)檢測到礦震2.9 級。 現(xiàn)場資料顯示:①1203 工作面埋深為610~737 m,上覆100 m 范圍內頂板以細砂巖為主,重力較大;②震源位置受F15-1 和F44 斷層影響,其中F15-1 斷層最大落差為15 m,應力較集中;③上覆4 號、7 號和9 號煤層均留有斷層保護煤柱,與1203 工作面重疊段面積達2.1×104m2;④工作面寬度150 m,截止9 月23 日處于見方階段,覆巖壓力大。 工作面接近后,超前支承應力與以上4個因素形成的應力集中區(qū)疊加,超出煤體應力極限從而引發(fā)斷層活化及煤體應力釋放。
相比深部動靜載疊加型沖擊地壓,該類型沖擊地壓更難以預防,但并非不可防控。 研究表明沖擊地壓啟動階段為最佳防治時機,建議進行超前探測獲得靜載荷積聚情況和開展超前卸壓工作,從應力加載源頭上遏制沖擊地壓啟動[14]。
東北礦區(qū)沖擊地壓發(fā)生較早,眾多學者針對礦區(qū)內沖擊地壓問題開展了大量研究工作。 隨著我國沖擊地壓研究理論不斷豐富,涌現(xiàn)了包括“三準則”機理、變形系統(tǒng)失穩(wěn)理論、沖擊傾向性理論、“三因素”理論、強度弱化減沖理論、沖擊啟動理論和沖擊擾動響應失穩(wěn)理論等一系列研究成果[15-19]。
東北礦區(qū)20 座沖擊地壓礦井采取的沖擊地壓監(jiān)測手段主要有鉆屑法、微震、地音、電磁輻射和應力在線監(jiān)測,各礦井監(jiān)測手段應用情況見表1。
表1 東北礦區(qū)沖擊地壓監(jiān)測預警手段Table 1 Monitoring and forecast means of rockburst in Northeast Mining Area
各沖擊地壓礦井均至少采用了2 種沖擊地壓監(jiān)測手段,部分礦井還開展了針對自身情況確定預警指標的積極探索。 其中微震監(jiān)測在所有沖擊地壓礦井均有應用,主要有ARAMIS 和SOS 等型號,電磁輻射監(jiān)測也在部分礦井應用。 用于掘進監(jiān)測的地音監(jiān)測系統(tǒng)目前尚處于引進階段。 鶴崗礦區(qū)引進了2套波蘭便攜式地震波CT 探測系統(tǒng)(PASSAT),實踐指導意義較強。
局部解危方法相較區(qū)域防范方法具有一定局限性,集中表現(xiàn)在施工過程風險高,解危效果局部化,卸壓效果時效性較低等3 個方面,主要疏解局部范圍的應力集中。 而區(qū)域防范方法是通過合理優(yōu)化采掘布置,在礦井甚至礦區(qū)范圍避免形成應力集中或異常區(qū),從應力源頭降低沖擊地壓風險。
目前東北礦區(qū)沖擊地壓礦井主要采用了煤層注水、煤層鉆孔卸壓、煤層爆破、頂板爆破、水力壓裂等局部解危方法,區(qū)域防范方法采用了優(yōu)化開拓開采布置和開采保護層等措施(表2)。 另外各沖擊地壓礦井(包括建設中的大強煤礦)均設立和配備了專職防沖機構及專職防沖人員,其中包括專職防沖工程施工隊伍。
表2 東北礦區(qū)沖擊地壓防治方法Table 2 Prevention and control methods of rockburst in Northeast Mining Area
續(xù)表
總體來說,東北礦區(qū)各沖擊地壓礦井通過完善防沖體系建設和增強防沖力量配備,積極與科研院校合作及不斷創(chuàng)新實踐,沖擊地壓防治水平不斷提升。 但沖擊地壓防治工作十分復雜與艱巨,防治方法與手段仍需不斷實踐和完善。
1)鑒定與評價方法亟需完善。 現(xiàn)行頂底板沖擊傾向性測定方法和指標主要計算巖層彎曲彈性能,未考慮到不同礦井采煤方法和支護條件的影響。在沖擊危險性評價方面,目前采用的綜合指數法具有一定的局限性,評價指標不適用于掘進工作面和采用新工藝新方法的回采工作面。 沖擊傾向性鑒定與沖擊危險性評價作為防沖工作的第1 步,其測定結果的誤差度會對之后一系列工作造成直接影響,目前存在煤礦企業(yè)對部分鑒定或評價結果存在異議的現(xiàn)象。
2)監(jiān)測設備應用效率低。 經調研,一方面現(xiàn)有設備的精度和可靠度不達標,部分監(jiān)測設備實際應用效果差,沖擊危險預警閾值難以選取。 另一方面實際使用中多種監(jiān)測設備與手段并行,不同監(jiān)測設備存在分歧時難以決斷,監(jiān)測預警效率大打折扣。
3)專業(yè)技術力量薄弱。 沖擊地壓發(fā)生機制抽象復雜,相較于傳統(tǒng)煤礦5 大災害防控難度更大,且大多數從業(yè)人員對沖擊地壓認識不足,礦方普遍反映剛接觸、經驗少、認識不清。 大多數礦井的專職防沖部門成立時間短,具有可借鑒經驗少和人員流動性強的特點,不利于穩(wěn)定專職技術人才的培養(yǎng)。
4)防控落實程度與準度不足。 沖擊地壓防控工作主要可分為局部解危和區(qū)域防范,落實程度受多方面因素影響。 局部解危工作主要受礦井生產指標考核、其他生產工序、工人施工效率與操作水平等影響。 區(qū)域防范工作主要包括工作面合理布置、煤柱合理留設、堅硬頂板及時處理和保護層開采等,近年來多起沖擊地壓事故發(fā)生均不同程度地與以上因素相關,可見區(qū)域防范工作整體落實程度和準度欠佳。
東北礦區(qū)整體開發(fā)較早,目前開采埋深普遍較大,且多存在上覆堅硬頂板,自重應力水平高。 礦區(qū)內大型地質構造較發(fā)育,構造應力充足。 部分礦井存在上層煤柱遺留產生的應力異常區(qū),沖擊地壓整體防控壓力較大。 因此除沖擊地壓礦井需進一步優(yōu)化落實防控工作外,相似開采條件或鄰近礦井也應盡快做好排查工作和提前防控措施,避免事故發(fā)生。
結合礦區(qū)實際條件,沖擊地壓防控工作應分別從局部和區(qū)域2 方面繼續(xù)加力。 局部解危要提高落實水平與精準度,即進一步增強人員認識,提高重視程度,開展培訓提高施工人員水平與效率。 解危工作應與監(jiān)測預警工作深度融合,形成解危前探測和解危后檢驗的規(guī)范流程,即劃分不同沖擊危險程度的區(qū)域并進行針對性解危施工,可有效提高解危施工精準度和效率[20-21]。 區(qū)域防范意識與落實水平需進一步提高,在水平、采區(qū)及工作面設計時充分考慮防范沖擊地壓風險,對復雜地質應力場條件積極開展科研探索與攻關。
1)東北礦區(qū)沖擊地壓發(fā)生歷程可劃分為災害初現(xiàn)、逐步增加、集中爆發(fā)和相對平穩(wěn)4 個階段,現(xiàn)有沖擊地壓礦井20 座,黑龍江、吉林和遼寧三省均有分布,且產能占比為20%~30%,隨著開采深度增加和資源逐步枯竭,預計沖擊地壓礦井數量趨勢為短期增加和長期減少。
2)東北礦區(qū)沖擊地壓礦井主要特征有煤層埋深普遍較大,煤層賦存條件復雜且差異性強,堅硬頂板巖煤距小且厚度大,地應力水平較高的特征。 近年來東北礦區(qū)沖擊地壓顯現(xiàn)共性特征有埋深較大、煤巖具有沖擊傾向性和地質構造參與明顯等,主要發(fā)生類型可劃分為深部動靜載疊加型和深部高靜載加載型沖擊地壓。
3)東北地區(qū)沖擊地壓防控工作開展較早,但在鑒定與評價指標確定、監(jiān)測設備應用、專業(yè)技術力量配備和防控落實程度等方面仍存在一些不足。 未來沖擊地壓防控工作應進一步提高局部解危精準度和加強區(qū)域防范重視與落實程度。