论煤矿冲击地压防治技术之我见

2018-11-24 11:10 [煤炭论文] 来源于：互联网作者：互联网

导读：【摘要】随着煤矿表层资源的越来越匮乏，煤矿开采在不断的向纵深发展。开采受冲击地压灾害的影响也越来越凸显，如何防治冲击地压灾害就成了我们技术人员的首要工作。本文笔者就如何防治冲击地压简单的谈了一点自己的看法。【关键词】煤矿；冲击地压；防治

　　【摘要】随着煤矿表层资源的越来越匮乏，煤矿开采在不断的向纵深发展。开采受冲击地压灾害的影响也越来越凸显，如何防治冲击地压灾害就成了我们技术人员的首要工作。本文笔者就如何防治冲击地压简单的谈了一点自己的看法。

　　【关键词】煤矿；冲击地压；防治

　　随着煤矿开采向纵深发展，冲击地压也发生次数也随之正比例增加。根据资料，国外主要产煤国家从20世纪80年代开始先后进入深部开采，如德国、英国、波兰，这些国家很多煤矿都有煤层存在冲击倾向，具有冲击危险。随着采深增大，这些国家的冲击危险也越加严重。由于经济建设需要，我国煤炭资源开发力度的加大，开采深度不断延伸，越来越多的矿井出现了灾害性冲击地压。目前我国煤矿以10～20m/a的采深增大速度，我国国有重点煤矿的平均采深已达到700m。由于采深加大，中国现已成为世界上除德国、波兰以外煤矿冲击地压危害最严重的国家之一。随着开采强度和采深的增加，现有冲击地压矿井的冲击频率和强度在不断增加，冲击地压矿井数量还在不断增加，冲击地压矿井分布范围正日趋扩大，而且灾害日趋严重。

　　1 冲击地压显现特征与分类

　　1.1 冲击地压的显现特征

　　一股情况，隙扩展后，将剩余能量以煤、岩冲击到巷道形式进一步释放。因此冲击地压具有以下特征。突发性：冲击地压发生前一般没有明显的宏观前兆，相当多的冲击地压是由地质构造带、残留煤柱引发的，发生突然、猛烈。但持续时间短暂，难于事先准确预测发生时间、地点和强度。瞬时震动陛：冲击地压发生过程急剧而短暂，伴有巨大的声响和强烈震动发生，一般不超过几十秒。巨大的破 l生：冲击地压发生时，坚硬顶板断裂后瞬间明显下沉，但一般不冒落；有时底板突然开裂鼓起，大量煤体突然破碎并从煤壁高速抛出，堵塞巷道，损坏设备，还可能伴有严重的人员伤亡和巨大的财产损失。

　　1.2 冲击地压的分类

　　冲击地压按冲击显现岩体类别、冲击源、释放能量进行如下分类：依据冲击的岩体类别将冲击地压分为煤层冲击和岩层冲击。煤层冲击是顶板岩层受高应力作用产生巨大弹陛能作用于煤体，当弹l生能超过其极限强度后，煤体破碎抛出释放剩余弹性能过程；岩体冲击是高强度脆性岩石瞬间释放弹性能，岩体急剧、猛烈抛出。

　　按冲击地压释放的地震能大小分为微冲击、弱冲击、中等冲击、强烈冲击和灾害冲击。微冲击表现为局部小范围的煤岩体抛出和矿体震动，包括射落和微震。弱冲击表现为少量的煤岩体抛出并产生局部破坏，伴有微小响声和地震效应，但没有造成严重破坏。中等冲击是急剧、猛烈的破坏，抛出大量的煤岩体，产生气浪造成巷道内支护设施移位、少量设备损坏。强烈冲击能使巷道内数千米范围内的支护设施破坏以及设备损坏，修复工作量很大。灾害性冲击使整个采区或—个水平的巷道发生坍塌，个别情况会导致整个矿井报废。

　　2 煤矿冲击地压产生的原因

　　（1）煤岩层结构影响。发生冲击地压事故工作面顶板主要存在2种结构，分别是硬顶更煤更底和硬顶一薄软层—煤层。这两种地质条件是冲击地压发生的潜在条件。当诱发因素起作用时，煤层开采后就容易引发冲击地压事故发生。

　　（2）地质构造影响。冲击地压事故通常发生在断层、褶曲、煤层倾角变化带等地质构造区域内。地质构造周围存在高应力，煤层开采后导致构造应力集中引发冲击地压发生。

　　（3）开采深度：随着开采深度的增加，煤岩体蕴藏的弹性能也越大，当其超过煤层的极限抗压强度，应力达到临界破坏条件时，就可能发生冲击地压。例如唐山矿冲击地压全部发生在一530m以下，就证明了这点，而目发生的频度和强度都随着深度增加而增大。

　　（4）支承压力：煤层开采后，在工作面煤体和围岩中产生应力集中，形成支承压力。在两顺槽超前范围内承受较高的支承压力，在邻近采空区的煤体内，还要受到侧向固定支承压力的作用，尤其是两侧采空的煤岩体内，多种压力相互叠加使煤体内的应力集中程度更高，易于发生冲击地压。

　　3 冲击地压预测技术

　　（1）宏观判断与矿压观测法。考察邻矿相同煤层发生冲击地压现状，依据本矿开采条件与地质情况，判断本区域冲击地压的发生、发展趋势。采用顶板动态仪、液压枕、测力计、钢卷尺等常规矿压观测手段，观测和记录监测区域的顶板压力、顶板下沉量、片帮、板炮、采空区悬顶等矿压显现现象，经处理分析后宏观判断监测区域的冲击危险性。

　　（2）电磁辐射监测与钻屑法。煤岩层冲击地压发生前，由于受应力作用会产生电磁辐射，通常在—个稳定范围内；当冲击地压将要发生时，电磁辐射强度出现突变。实验表明，煤岩冲击、变形破坏的变形值释放的能量与电磁辐射的幅值、脉冲数成正比。根据电磁辐射信号的强弱即可判断冲击地压的危险陛。钻屑法是指通过在有冲击倾向煤层中打小孔径钻孔，根据打钻时煤层每米深度排出煤粉量的多少，以及相关动力现象来预测冲击地压危险f生的一种方法。通过测量钻孔煤粉量大小确定煤层应力状态。

　　（3）微震与地音法。微震法主要是监测煤岩体内发生的微小震动，并对其进行分析解释，当震动的幅值超过某一均值时，就容易引发冲击地压，利用此种方法来对冲击地压进行预测和预报。地音法是在监测区内布置地音探头，由监测装置连续自动采集地音信号，经实时处理加工成报告、图表。通过对数据进行整理分析，判断监测区域的冲击危险程度。

　　4 冲击地压治理技术

　　（1）合理开拓布局，采用正确开采方法。井田和采区应有计划的合理开采，尽量采用长臂采煤法后退式开采，并采用全部垮落法管理顶板；当煤层开采存在冲击危险时，应首选开采保护煤层；同时合理安排煤层开采程序，防止形成“孤岛”工作面。

　　（2）煤层预注水与卸压爆破。煤层预注水的目的是通过水的物理化学作用改变冲击煤层的物理力学性质，降低煤体的强度、弹眭、粘结力等来软化煤层，吸收部分高应力能量，降低弹性能，从而避免冲击地压发生。钻孔卸压的实质是利用高应力条件下煤层中积聚的弹陛能来破坏钻孔周围的煤体，使煤层卸压、释放能量，消除冲击危险。

　　（3）强制放顶。强制放顶是采用爆破等手段强迫顶板垮落来降低煤体应力的方法。在采空区用深孔预裂爆破，强制顶板垮落，缩短顶板来压步距，降低顶板来压强度，减小煤体支承压力分布范围。

（编辑：东北亚）

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