煤矿煤柱冲击地压发生规律及防治

摘要：随着我国经济社会的不断发展进步以及各行业改革的逐渐深入，现阶段煤矿煤柱冲击地压发生规律及防治已经得到越来越多的重视。煤矿冲击地压是當前阶段世界采煤国家产业发展过程中面临的共同难题，如何在当前阶段巷道掘进期间和工作面回采期间实施有效且合理的煤柱冲击地压措施，并在现场施工过程中取得良好的效果，已经成为人们的研究重点。本文对煤矿煤柱冲击地压发生规律及防治进行了简要分析，以促进煤矿煤柱冲击地压防治水平的提升。

关键词：煤矿煤柱;冲击地压;发生规律;分析研究

一、前言

作为一个当前阶段世界产业普遍重视的难题，我国对煤矿冲击地压的研究也有了近百年的发展历史，相对而言也取得了一些成果。例如，一些学者通过对煤柱冲击地压的深入研究，提出了应用煤层塑性软化理论对煤柱冲击地压进行了较为科学且严谨的解析与分析。还有学者通过专业研究，建立了相对简单易懂的力学模型，从煤柱流变性的角度，给出了当前阶段煤矿冲击地压发生的判别准则。当前阶段，煤矿煤柱冲击地压发生规律及防治研究已经成为重要的研究方向，因此，对煤矿煤柱冲击地压发生规律及防治进行研究分析具有重要的现实意义。

二、现阶段我国煤矿煤柱冲击地压的基本特征和发生原因分析

我国煤矿煤柱冲击地压的基本特征和发生原因分析具有一定的系统性和复杂性，具体而言，我们可以从以下方面展开分析和探索：

（一）煤矿煤柱冲击地压基本特征

通过分析与研究，我们可以发现，当前阶段煤矿煤柱冲击发生过程的主要表现具有多样性特征。首先，煤矿煤柱冲击发生区域的上层一般会有砾岩层的参与，这一岩层整体冲击强度较大，会对煤矿煤柱产生较大的破坏性。其次，深埋在一定深度之下的煤矿煤柱会有发生冲击地压的可能。对煤矿煤柱下方的巷道以及工作面造成较大破坏的主要表现形式也具备多样性特征，如煤体被破坏，煤帮整体外移等。通过专业的数据比较和数据测算，我们可以发现，煤矿煤柱冲击地压的影响范围会大大超过煤柱破坏的范围，二者之间的相差尺寸甚至可以达到十倍以上。第三方面就是煤矿煤柱开发和生产过程中，煤层倾斜角可能会相对较大，煤柱冲击在下山方向上会产生明显的滑移破坏特征。

（二）原因一：砾岩活动是主要力源

结合先进且严谨的科学理论，专业工作人员对施工现场的实际情况进行了细致研究最终发现，当前阶段矿产煤柱冲击地压的发生主要可以归纳为以下几方面原因，首要原因就是砾岩活动，它是主要的力源。由于煤系地层上部的砾岩层具备十分深厚的特征，因此其整体性相对而言较强。在开采过程中，如果发生力岩层断裂甚至跨落的现象，就会对处于下部的煤掩体产生十分强大的冲击作用和载荷作用，这一冲击载荷是工作面发生冲击地压的主要力源之一。

（三）原因二：采深大且应力高

通过深入研究和对比分析，我们可以发现，煤矿煤柱冲击地压发生区域的采深大和应力高也是必要的发生条件。当煤柱冲击深度达到一定水平时，就可界定其为深部冲击。当前阶段，我国许多煤矿煤柱深部较高的发生在过程中的原岩应力就是其中十分重要的一项必要条件。采深大且应力高会对我国煤矿煤柱冲击地压产生显著影响，因此在煤矿工程开采过程中需要加以重视，以保证整体开采工程的安全性和稳定性。

（四）原因三：煤柱集中应力的影响

通过对煤矿煤柱冲击地压发生现场的实际测量和数据计算，我们可以看出四层煤柱应力集中峰值具有一定的范围。当煤柱尺寸大于一定标准时，煤柱内部将会产生显著的叠加应力。同时，由于煤矿煤柱冲击地压发生区域煤层倾斜角较大，因此，煤柱失稳破坏现象发生过程中，将会在相关区域产生向上向下的滑坡破坏，进而导致煤柱下部巷道成为显著应力释放的空间。在煤矿煤柱冲击地发生区域，由于煤柱的失稳会导致顶板应力重新分布，甚至会使得空间结构层位上发生显著的变性。

三、现阶段我国煤矿煤柱冲击地压的防治措施分析

我国煤矿煤柱冲击地压的防治措施分析具有一定的系统性和复杂性，具体而言，我们可以从以下方面展开分析和探索：

（一）巷道掘进期间的防治措施

要想降低煤矿煤柱冲击地压发生概率，减小其破坏作用，就需要在不同阶段采取多样性的防治措施。受煤柱影响的巷道会对整体矿产工程开采工作产生严重影响，因此应在建设过程中加大巷道的断面，为巷道预留充足的收缩容量。同时，还应在工程建设的前期阶段及巷道掘进期间，注重强化巷道支护强度，提升巷道整体稳定性，使得巷到整体抗灾能力得以增强。另外，在巷道掘进期间，专业工作人员还应当对相关设备、建设材料等实施科学且合理的生根管理，减少对相关设备和材料的整体占用。

随着先进科学技术的不断发展，各项技术成果已经在各个行业得到了越来越广泛的应用。因此，要想防治煤矿煤柱冲击地压发生，就需要利用先进科学技术发挥其积极作用。例如，在巷道掘进期间，可以应用煤粉监测法、电磁辐射法等先进科学技术，实施一边挖掘一边探究。如果发现危险苗头就立刻停止整体工作，同时进行卸压治理，直到开采和挖掘过程中的危险得以消除。

最后，在巷道掘进期间，专业工作人员要对迎头实施爆破卸压，保证巷道在卸压区域中得以顺利行进。在利用深孔爆破对煤柱深部进行卸压过程中，需要遵守相关标准和规定，孔深和孔距都需要位于一定标准和范围内，从而降低煤柱深部的应力集中程度，保障巷道掘进期间防治措施的到位和完整。

（二）工作面回采期间的防治措施

为了降低煤矿煤柱冲击地面发生的破坏作用，在煤矿开采过程中，工作面推过煤柱期间，需要注重降低工作面推采的整体速度。在施工过程中，需要依据科学理论和相关标准，及时调整工作面推采的方向，防止工作面和煤柱形成锐角的分布情况出现。为了提升整体行动的有序性和条例性，防止发生意外情况，专业工作人员或者相关部门需要制定工作面割煤、方向等工序诱发冲击地面的措施，增强整体工作的稳定性。同时，专业管理人员还需要加强对煤柱附近巷道的科学化管理，提升煤柱整体支护强度，以保护支护断面，减少专业设备和应用材料存放的数量。

在煤矿煤柱工作面推采之前，专业工作人员需要对煤矿内部巷道上下帮煤体实施高压注水，进而有效改善和优化煤体整体结构。对巷道两帮重复实施爆破卸压，以降低应力集中程度。在实施卸压措施的同时，相关工作人员还需要及时利用先进科学技术措施，如煤粉监测、地音监测等方法，进行冲击危险的科学监测和准确预报，防止工作过程中出现应力集中的危险状况。

四、结束语

综上所述，随着我国经济社会发展水平的不断提升，以及行业改革的逐渐深入，当前阶段煤矿煤柱冲击地压发生规律及防治得到了越来越多的重视。通过研究与分析，我们可以发现，当前阶段我国煤矿煤柱冲击地压基本特征具备多样性的显著特点。通过对煤矿煤柱冲击地压发生原因的分析，我们可以发现，砾岩活动是主要力源、采深大且应力高是必要发生条件，同时煤柱集中应力的影响也会对这一现象产生显著作用。要想有效实施煤矿煤柱冲击地压的防治措施，首先需要增强巷道掘进期间的防治措施，其次需要注重工作面回采期间的防治措施。

参考文献：

[1]大同煤田构造特征及太原组赋煤边界[J]. 郭万忠，程岳宏，高宇平，陈振国，张郑伟，王存.煤田地质与勘探.2015（05）.

[2]沿空巷道锚杆支护参数优化及应用研究[J]. 李彦伟，马振乾，张科学，刘继平.煤炭技术. 2015（06）.

作者简介：

马致先，河南理工大学。