义马煤田冲击地压原因及防治措施探讨

■周拓疆

（河南大有能源股份有限公司常村煤矿河南义马472302）

义马煤田冲击地压原因及防治措施探讨

■周拓疆

（河南大有能源股份有限公司常村煤矿河南义马472302）

义马煤田开采的过程中，多次受到冲击地压的影响，破坏了煤田巷道的安全性，严重时还会造成人员伤亡。深入研究义马煤田产生冲击地压的原因，才能降低冲击地压的影响，保护煤田矿井。本文通过对义马煤田进行研究，分析冲击地压发生的原因及防治措施。

义马煤田 冲击地压 防治措施

义马煤田的开采量逐年增加，开采深度也明显增加，本身存在一定的安全风险。义马煤田受到冲击地压的影响，煤田结构表现出不稳定的情况，严重威胁到义马煤田的开采效果。发生冲击地压的原因有很多，根据实际情况进行分析，才能提出有效的防治措施，规避义马煤田开采中潜在的安全风险，维护煤田的安全开采。

1　义马煤田冲击地压分析

冲击地压破坏了开采煤层的平衡度，以高压的方式在煤层中提供了自由振动的压力，破坏性非常大。一般情况下，冲击地压在煤田中并没有特殊的表现，存在突发性的特点。义马煤田受到冲击地压的影响非常大，属于代表性的煤田。据统计，义马煤田比较大型的冲击地压破坏，累计发生25次，均造成了很大的安全破坏，导致经济损失[1]。近几年，冲击地压成为义马煤田的主要灾害，而且义马煤田本身具有冲击倾向性，更是增加了冲击地压的破坏机率。义马煤田的地层平缓，煤层分布明显，不同煤层的界限较为明显，同时为冲击地压提供了破坏条件，除了地质条件以外，义马煤田发生冲击地压的原因还包括：孤岛、开采不当等，而冲击地压引起的义马煤田灾害，在国内外都受到高度关注，由此可见：冲击地压对义马煤田的破坏性很大。

义马煤田中，砾岩沉积最后的位置，发生冲击地压的频率非常高，特别是千秋煤矿、杨村煤矿等附近的位置，也包括一些临近的断层。冲击地压会根据砾岩的厚度逐渐增加，煤田接近斜轴核部的位置，危险性会更高，此时煤层内部会聚集自由的动力能量，最容易引发风险。

冲击地压在义马煤田中，有明显的活动规律，固体潮汐、地质运动等，都会引发冲击地压。例如：按照农历计算，义马煤田在初八、二十三等时间中，发生冲击地压的机率要远高于其他日期，可以大概计算出冲击地压的发生周期，保护义马煤田的安全性。

2　义马煤田冲击地压的形成原因

根据义马煤田中发生的冲击地压，分析冲击地压的形成原因，对其做如下分析：

2.1地层结构

义马煤田的地层结构，表现为“两硬一软”的沉积方式，如：煤层上部为砂岩、砾岩相互嵌套的地层，下部是很薄的泥浆层，砂岩、砾岩是比较硬的地层构造，但是煤层、泥层的硬度较弱，当煤层底板支撑地层时，周围的围岩会受到应力干扰，出现变形，失去了底板支撑的作用，导致煤层在高压力的干扰下出现破裂，或者以空间膨胀的方式逐渐蔓延，不利于煤田的内部开采。

2.2采深原因

义马煤田随煤层采深增加，上部地层结构的重力也会随之增加，导致煤层承担着较大的变形风险，期间会积累大量的弹性能量，称为冲击地压的形成条件[2]。例如：有关数据记录，2013年12月以前，采深引起的冲击地压，能量高于106J的有103次，不同煤层深度均有涉及，其中占比最大的是600～700m，占比高达41%。义马煤田受到冲击地压的影响，采深越大，危险系数越高，需在采深增加的过程中，提出防治冲击地压的措施。

2.3冲击倾向性

冲击倾向性是一项力学特性，用于研究煤田是否会发生力学危害。义马煤田经过冲击倾向性的鉴定，结果表明，煤田具有普遍冲击的特性，发生冲击地压的机率很高，其中弹性能量指数高于2.0，动态破坏的时间低于500ms，增加了冲击地压的破坏性。冲击倾向性既是一项参数，也是引起冲击地压的原因，所以考虑冲击倾向性的危害，做好冲击地压的防治工作。

3　义马煤田冲击地压的防治措施

针对义马煤田中的冲击地压，提出有效的防治措施，保护煤田区域，保障义马煤田的经济效益。

3.1选择恰当的支护方式

义马煤田中，地层结构引起的冲击地压，可以通过选择恰当的支护方式，改善地层结构，提高地层结构的稳定度。例如：“两强一弱”的支护方式，在义马煤田的巷道位置，设计强度较高的支护结构，便于提高巷道的耐冲性，降低冲击地压的破坏力度，“两强一弱”设计时，还要考虑物理、力学等特性的影响，避免煤层结构过于强硬，促使其具备一定的可塑性，保障此类支护结构可以在煤层力度稍弱的位置，具备抵御的能力。“两强一弱”是一项基础的支护结构，其在义马煤田中，发挥抗压、抗冲的作用，利用弹性释放的方法，转移冲击地压在义马煤田煤层中积累的能量，在很大程度上降低了冲击地压的风险。

3.2合理分配开采方法

义马煤田为了防治采深引起冲击地压，需要合理的布置开采方式。例举常用的集中开采方法，致力于降低冲击地压的破坏力度。首先注重煤田开采的顺序性控制，禁止出现孤岛煤柱，特别注意采空区的保护，消除潜在的孤岛隐患；然后规范巷道挖掘的方向，工作面不能沿着走向设计，破坏冲击地压的发生条件，也不要在应力方向上出现垂直的构造方式；最后是回采的控制，不采取相向开采的方式，以免相邻的回采产生干扰，注重回采的协调性，保护义马煤层的开采环境。

3.3冲击地压的治理

义马煤田冲击地压的治理原则是：先治理，后开采，了解冲击地压的破坏性后，提出基础的治理方法，规避潜在的冲击风险[3]。冲击地压治理中，较为有效的方法是卸压解危，包括注水、爆破等多个方法，也可采取强制放顶的方法，消除煤田开采中的临时风险，深入研究地质条件对煤田冲击地压的影响，再根据危险程度选择卸压的方式，由此可以提高冲击地压治理的实践能力，改善煤田开采的环境，加强安全保护的力度。

4　结束语

义马煤田中的冲击地压，很容易引起安全风险，全面分析义马煤田的冲击地压，分析冲击地压的形成原因，有效保护煤田的开采，发挥防治措施的优势。为了保护义马煤田的安全，必须防治冲击地压的干扰，提高义马煤田的稳定性，进而为义马煤田的开采提供安全的条件，规避潜在的安全隐患，注重煤田的安全保护。

[1]刘军,张银亮.义马煤田冲击地压发生的原因及防治技术 [J].创新发展,2009:5.

[2]姚能旺.义马煤田F_(16)逆冲断层的形成机理及其控煤作用 [D].中国矿业大学, 2014.

[31]李松营,姜红兵,张许乐,丁传宏,张万鹏.义马煤田冲击地压原因分析与防治对策[J].煤炭科学技术,2014,04:35～38.

TD324[文献码]B

1000～405X（2016）～4～467～1

周拓疆（1979～），女，助理工程师，专业地质工程，本科，现在河南大有能源股份有限公司常村煤矿从事煤矿地质技术研究及管理工作。