煤矿冲击地压技术研究与探讨

褚福桥

（山东能源集团有限公司，济南250014）

煤矿冲击地压技术研究与探讨

褚福桥

（山东能源集团有限公司，济南250014）

随着我国煤炭开采深度和开采量的增加，冲击地压发生的频率越来越高，灾害损失越来越严重。近年来，我国正在加大冲击地压技术的防治研究。论文将简述我国冲击地压治理现状，分析国内冲压防治的问题所在；并结合国外先进防治经验——波兰冲击地压防治管理，提出改善我国冲击地压防治的措施，以有效避免煤矿冲击地压，减少煤矿灾害。

煤矿；冲击地压；技术

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.11.158

1 引言

根据国内外煤矿开采实践研究发现，冲击地压是在煤矿开采过程中经常发生的一种灾害，它发生的频率与煤矿的开采深度密切相关。20世纪80年代，国外产煤国家开始采取深度煤矿开采，各国开采深度如表1所示。随着煤矿开采深度的增加，冲击地压越来越严重，如德国近一半煤层存在冲击危险，波兰超过一半有冲击倾向。相比之下，1980年我国遭受相同冲击的煤矿（开采深度仅为280m）仅为全国1/5[1]。

表1 20世纪80年代各国开采深度对比表m

随着近年来我国煤矿资源需求的剧增，国内煤矿开采力度大大提升，开采深度不断延伸，煤矿发生冲击地压的概率也在增加。现阶段，我国大中型煤矿的开采深度大约在700m左右，一些煤矿深度可达1500m。采矿深度在不断增加，冲击地压导致的灾难事故也在不断增加，2009—2014年间，大同、华亭、抚顺等煤矿区冲击地压发生频繁，使我国逐渐成为冲击地压频发的国家之一。

显然，伴随着工业的快速发展，我国煤矿需求量日益剧增，煤矿开采深度也将不断增加，冲击地压危害将成为煤矿开采的重大威胁。因此，我国越来越重视冲击地压的防治研究，为采矿产业的安全提供有力保障。

2 我国煤矿冲击地压技术研究现状

经调查统计，我国煤矿开采深度的年均增加速度在10～15m，深部开采矿区为全国煤矿的主要方式。截至2015年年底，我国冲击地压煤矿已超过100个，特别是山东能源集团华丰煤矿、新巨龙煤矿、唐口煤矿等较大型煤矿，其开采深度大，冲击地压发生频率高，所受损害也较为严重。

在煤矿冲击地压防治方面，我国仍存在许多问题。首先，在安全投入方面，受到体制改革等多方影响，针对煤矿安全的投入存在很大的不足，在煤矿冲击地压综合防治方面的投入不够，且由于其防治的研究难度较大，投资较高，回报具有很大的不确定性，企业对其投资也较少，远远不能满足冲击地压防治课题研究的资金需求。

3 波兰冲击地压的防治经验

波兰是较早进行冲击地压防治研究的国家，现已形成一套较完善的冲击地压防治体系，有效降低了冲压的危害，对我国冲击地压的防治具有借鉴意义。现对波兰的冲击地压防治经验进行总结。

3.1 管理体系方面

波兰在管理体系构建方面，制定了《波兰采矿法》《地质矿山法》以及冲击地压防治相关限定法律法规。在矿山管理单位专门设立冲击地压的监管机构，并成立相应的煤矿开采技术实施监测专家组，对冲击地压技术进行专门的监测。

3.2 监测装备和技术方面

波兰的冲击地压监测装备较为先进。随着矿采程度的增加，对监测系统的技术要求不断变化，其更新换代速度很快。波兰常用的监测设备有定位震源和震级的微地震监测系统、利用反射原理的地音监测系统、利用透视原理监测周边岩层的地层CT透视技术等[2]。

3.3 评价技术方面

波兰评价技术管理方面比较严格。在煤矿开采前期，就要求煤矿技术人员对冲击地压进行专家评价，预测其损失程度，并制定相应的防治措施，报送相关部门审查，相关部门将聘请专家对其方案、措施进行谨慎审查，经过调整上报省级管理局进行进一步审查。一般常用微震监测、地音监测、应力监测等方法完成监测评价。

3.4 冲击地压管理方面

冲击地压管理主要是针对煤矿开采现场的管理。首先，由煤矿企业设立专门的冲击地压监测团队，对开采中的冲击地压进行专门的监测和治理；并将冲击地压调度同生产调度的重要性等同，在调度室设立监测平台；然后，由监测团队记录冲击地压相关数据，出现能量较大的情况时需上报，并保证人员及时撤离。

3.5 冲击地压防治方面

波兰在煤矿冲击地压防治方面遵循了预防为主，综合防治的原则，将冲击地压防治分为2个阶段。第一个阶段，即短期防治阶段，主要的防治方法包括开采工艺的调整，利用高压注水、断顶断底等方法缓解地下区域压力，围绕“预防为主”的原则，预先对冲击地压多发区的生产工艺进行完善。

4 我国煤矿冲击地压技术

4.1 完善冲击地压监测预警

监测预警是冲击地压防治的重要途径，我们应吸取波兰“预防为主”的防治原则，利用监测设备对其提前监测预警，以保证有充足的时间调整方案，降低企业财产损失和人员伤亡。可以采用电磁辐射法预测煤矿周边岩石灾害发生的动力情况，还可以对制定的冲击地压防治措施的预期效益进行检验[3]。这种方法主要是利用应力集中区和原岩应力区的对电磁强度的影响进行监测，并对辐射超过标准值的区域进行卸压处理。

4.2 制定合理的开采部署

合理的开采布局是影响深矿开采安全的重要因素之一。在要进行深度开采的新区域要制定合理的开采布局，确定开采区域顺序，防治煤柱区域的产生；确定工作面回风平巷应力方向，沿空掘巷；在开采煤矿时尽量多开采上部煤层，避免出面煤柱，降低煤矿开采量；深部开采应采取岩石下山方式。

4.3 预先卸压

预先卸压的方法很多，常用的方法为煤层注水。煤层注水是一种通过改变煤矿自身结构降低冲击地压的方式。注水将软化煤层，降低煤体的强度，同时，降低支承压力的峰值，改变煤体的应力状态，从而达到减少冲击地压的效果。

4.4 严格控制保护层

我国煤矿安全相关法规规定，开采煤层时，要先对不存在冲击地压或冲击地压较小的煤层进行开采，作为开采保护区。保护区的煤矿开采能够缓解周边煤层的冲击地压。因为保护区开采后，其周边应力降低，因此，其冲击较小。

5 结语

波兰是世界上深部开采冲击地压危险严重的国家之一，其经过数十年的经验积累和防治实践，在冲击地压方面已取得了一定的成效。论文针对我国煤矿冲击地压问题，结合波兰经验，提出完善冲击地压监测预警、制定合理开采部署、采用煤层注水预先卸压等措施，有效防治冲击地压，以保证煤矿开采的安全，为我国安全矿采提供借鉴。

【1】窦林名,赵从国,杨思光.煤矿开采冲击矿压灾害防治[M].徐州:中国矿业大学出版社，2006.

【2】姜福兴,杨淑华,成云海,等.煤矿冲击地压的微地震监测研究[J].地球物理学报，2012,49(5):67-68.

【3】冀贞文,孙春江,姜福兴.波兰煤矿冲击地压防治技术现状及分析[J].煤炭科学技术，2012,36(1):11-13.

Research and Discussion on Rockburst Technology in Coal Mine

CHU Fu-qiao
（Shandong Energy Group Co.Ltd.,Ji'nan 250014,China）

With the increasing coal mining depth and exploitation amount in China,the rock burst occurs more and more frequently,and the disaster loss is more and more serious.In recent years,our country is strengthening the research into rock burst prevention and control technology. This paper will briefly introduces the status of rock burst treatment in our country,and analyzes problems in domestic rock burst prevention and control.Combined with foreign advanced experience—rock burst prevention and control management in Poland,it puts forward measures to improve rock burst prevention and control,to effectively prevent rock burst in coal mine and reduce the coal mine disasters.

coal mine;rock burst;technology

TD324

A

1007-9467（2016）11-0126-02

2016-10-13

褚福桥（1974～），男，山东枣庄人，工程师，从事矿山开采技术研究。