浅谈煤层开采冲击地压的防治措施

梁勇 向浩

(河南能源义煤集团千秋煤矿,河南三门峡 472431)

浅谈煤层开采冲击地压的防治措施

梁勇 向浩

(河南能源义煤集团千秋煤矿,河南三门峡 472431)

目前,煤炭资源的开采呈现开采深度化、范围扩大化、条件复杂化等情况。相应的,煤层深度开采冲击地压的状况近年来也频频发生。冲击地压的防治,是保证深部软岩煤层开采安全的关键。

煤层开采 冲击地压 分类 防治措施

冲击地压的产生，是由于开采深部煤层时破坏其周围煤岩体的平衡状态，造成弹性变形，而在瞬间产生迅速且巨猛的破坏力。冲击地压的形成与开采煤岩体的冲击倾向、开采水平、岩层结构运动等息息相关。

1 冲击地压概述

尽管煤炭行业发展时间较长，设备制度等较完善，但是正因为此，煤炭开采单位偏低开花，行业安全要求标准却未能有效跟进。同时，采煤行业工作流水线各个环节都有不同程度的安全隐患。其中，煤炭行业把需要采取治理措施的岩石破坏动力现象称为冲击地压;而不影响安全生产，无需治理的称为岩爆。冲击地压是煤层开采时周围岩体在弹性变形能的作用下瞬时产生突然剧烈的破坏动力。冲击压力危害很大，发生时常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象，给煤矿带来人员伤亡、经济损失、资源浪费，是煤矿重大灾害之一。

2 冲击地压的分类

冲击地压可从不同角度提出不同的分类方法。从应力状态导致煤岩体的突然失稳破坏的本质对冲击地压的进行分类研究，可以将冲击地压分为材料失稳型冲击地压、滑移错动型冲击地压和结构失稳型冲击地压。

(1)材料失稳型冲击地压。材料失稳型冲击地压是指冲击地压的发生是由于岩层材料的内部断裂造成的。在开采过程中，煤岩体内的破坏力集中到一定强度后，断裂的内部煤岩材料裂纹扩展到一定程度后贯通、大面积裂纹汇聚，使煤岩体从内部发生大范围高强度的爆炸式破坏。

(2)滑移错动型冲击地压。滑移错动型冲击地压的产生是由于内部相关结构的滑动错位造成的冲击地压。大多是在开采过程中，由于顶底板与煤层刚度的不同影响了正常开采，造成煤层滑移错动，冲击挤出形成冲击地压。实际开采中，井巷附近的断层较常发生滑移错动型冲击地压现象，产生突然剧烈的破坏现象。此类冲击地压较材料失稳型冲击地压产生的破坏力更大，震动更大，会造成更加严重的后果。

(3)结构失稳型冲击地压。 结构失稳型冲击地压是一种整体井巷结构失稳的冲击地压现象。在煤层开采中，由于井巷或工作场地周围岩体中，突然发生采动应力或顶板大面积悬顶的突然破断，不仅会造成矿震，同时还诱发突发剧烈破坏的动力现象。实际开采中，结构失稳型冲击地压经常发生在煤柱或巷道围岩，常常是突发强烈冲击造成整体结构的失稳。此类冲击地压同滑移错动型冲击地压一样，较材料失稳型冲击地压产生的破坏力更大，震动更大，所带来的后果更加严重。

3 防治措施

(1)提前预测和检测冲击地压。冲击地压的预测方法主要是区域预测方法和局部检测法，两种方法共包含了经验类比法、钻屑法，电磁辐射检测法、煤岩体变形观测法、煤岩体应力测量法、流动地音检测法、岩饼法等适用与各种煤层开采实际情况的具体方法。此外，还可以通过地音系统监测和微震系统监测等来实现冲击地压的提前预测和检测。对于一些物探资料显示可能有异常的采掘地点，更要留意采取超前预报。提前预测和检测冲击地压的方法有必要形成更加合理的规范和提供具体参考的方案系统。

(2)优化巷道内部布置。一般来说，巷道内部是无特殊布置为佳。但是，在工作现场需要的情况下，在巷道内留设小于五米宽的小煤柱护巷。在布置煤柱的地区，要注意最大主应力方位与巷道轴向方位尽量保持平行，两者之间的最大夹角不可超过45度。此外，工作面切眼和停采线位置也应该合理，二者要尽可能对齐。开采煤层不单一时，应注意上下层工作面之间的合理设置安排：下层工作面不可越过上分层工作面的切眼或停采线;上层工作面进行开采时设置煤柱区应以不影响下层煤层的开采为准。同时，在冲击地压容易发生的巷道应该采用锚网支护或可缩性支护，对开采过程中可能带来冲击危险的掘进工作面，更应该注意加强支护。

(3)采掘生产流线的合理安排。采掘工作的进行应该严格遵循相关流程，规范操作，尤其是在同一采区内的工作面进行开采，严禁出现孤岛工作面。如果由于突发状况，如村庄搬迁等，导致孤岛工作面的形成，最多只允许形成一个孤岛工作面。此外，为了避免应力集中，在设置回采工作面时，应该使其与采空区和煤柱开采区位置相背。同时，同一区段不可以同时在采空区的两侧进行开采或维修巷道等活动;掘进工作面在掘进时更不能尾随采煤工作面进行工作;邻近采空区的掘进工作面在施工上要遵循逐渐远离采空区方向的原则进行施工。

(4)实施综合措施解危。冲击地压的防治，不应该仅仅局限于单个措施，而要综合治理，最大化减少、解除冲击地压带来的危险。首先利用提前预报和检测手段，提供冲击地压危险区的相关数据;然后，采取超前松动爆破、深孔卸压爆破、大孔径钻孔卸压、中等孔径钻孔卸压等解危措施;同时，应该不断优化施工参数，在确保施工质量的同时保持解危效果，不断持续进行针对冲击地压的动态、综合治理。

在综合治理时，要避免因为治理过程带来的其他损伤。例如，在实施卸压爆破过程中，装药结构应该合理、采用最适合的炸药，并且通过爆破后的效果检验来保证装药、封孔、连线等质量。有必要时，要进行再次起爆，直至达到解除冲击危险的效果。

4 结语

近几年，我国充分利用国内外已有研究成果，冲击地压防治工作有了一定的发展，我国大部分煤矿的治理工作也有了很大的起色。但是，目前的研究成果仍然不能达到准确预报、完善治理的目的。面对冲击地压灾害的不断发生，应该不断改进相关检测手段，保证施工环节的安全、科学、合理进行，不断研究新的方法，尤其是深部开采的相关机理、数据和防治手段，保证煤炭开采过程的安全高效进行。

[1]李铁,蔡美峰,工金安,等.深部开采冲击地压与瓦斯的相关性探讨[J].煤炭学报,2005.30(5)：562-567.

[2]景继东,施龙青,李子林,等.华丰煤征顶板突水机理研究田中国[J].业人学学报,2006.35(5)：642-647.

梁勇,男,(1984.05—),河南汝南人,毕业于安徽理工大学,本科,学士,助理工程师,研究方向：采掘。