摘要：隨著煤礦開采深度的增加，沖擊地壓的顯現會越發(fā)明顯，危害也愈加嚴重，給礦井的安全生產帶來了極大威脅。為了實現煤礦的安全生產，加強沖擊地壓的防治技術研究顯得尤為重要。文章首先介紹了沖擊地壓的特點，繼而分析了其發(fā)生機理，最后指出具體的防治措施。

關鍵詞：煤礦；沖擊地壓；發(fā)生機理；防治技術

中圖分類號：TD324 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）30-0069-02

1 煤礦沖擊地壓的特征

1.1 突發(fā)性

煤礦沖擊地壓在發(fā)生之前都沒有明顯的征兆，整個過程也十分短暫，一般會持續(xù)在幾秒到十幾秒，短暫的沖擊往往會帶來巨大的經濟損失和人員傷亡。

1.2 多樣性

煤礦沖擊地壓一般可以分為煤爆、淺部沖擊和深部沖擊三種，不同的沖擊方式會對煤礦造成不同程度的危害。煤爆會破壞煤壁，在爆裂的過程中還會出現煤巖塊隨能量一同噴出煤巖體的現象；淺部沖擊大部分會發(fā)生在煤壁上，其能量釋放較大，破壞較嚴重；深部沖擊主要發(fā)生在煤礦的深處，往往釋放出的能量巨大，會給采掘巷道造成致命的打擊。

1.3 破壞性

沖擊地壓會出現頂板下沉、支架受損、設備移動以及巷道堵塞的情況，不僅會直接影響到煤礦的正常工作，更嚴重的是會危害到工作人員的生命安全。

1.4 復雜性

不同的開采深度，地質結構、煤層厚度以及傾斜角度等都有所不同，這給實際的采煤工作帶來很大的難度。頂板的砂、石灰?guī)r都能引發(fā)沖擊地壓，水采、炮采、普采以及綜采各種采煤工藝都會給煤礦的巖石結構造成影響，使巖石的內部結構應力集中釋放而發(fā)生沖擊地壓，給礦井造成巨大的危害。

2 煤礦沖擊地壓的發(fā)生機理分析

2.1 開采條件以及圍巖結構

煤礦沖擊地壓發(fā)生機理的原因多種多樣，地質條件、開采條件以及圍巖結構等都會產生直接的作用，具體的原因可以分為以下三種：

2.1.1 煤礦開采的深度過大。隨著礦井服務年限的增加，采煤的深度也在不斷增加，一般發(fā)生沖擊地壓的地點在距地面800m以下，過大的深度會加大煤巖體的荷載，在開采的過程中巷道周圍煤巖體要承受過大的壓力，一旦壓力超過巖體或煤體所能承載的彈性極限，很容易在瞬間發(fā)生能量釋放，最終發(fā)生沖擊地壓。

煤礦的堅硬頂板一般會有26m的砂質泥巖，頂上為24m的堅硬礫巖層，為了支撐頂板的壓力，需要在煤礦的底部設置底板，但是大部分是沒有支護的煤層。圖中的頂板條件很容易引起沖擊地壓，發(fā)生沖擊地壓之后工作面會出現頂板變形、彈性積累以及壓力釋放的情況。

2.1.3 開采強度過大。因采煤技術的不斷進步和完善，開采煤巖體的規(guī)模和速度不斷加大，各個工作面高強度的采掘活動相互影響加劇巷道周圍煤巖體中應力的集聚，應力積累到一定的程度會引發(fā)大規(guī)模的沖擊地壓。

2.2 圍巖的活動范圍以及作用分析

煤層埋藏較深的煤礦，垂直方向的作用力更大。一般在10～20MPa之間，當煤礦開始采掘工作后，頂板的作用力會適當地減少，控制在5～8MPa范圍內，但是在作用力下降的同時提高了應力上升的空間。處于多個方向作用力的頂板的壓力值甚至會超過70MPa，過大的壓力是造成沖擊地壓的重要原因之一。當多個采掘面處于采空狀態(tài)，承受多個方向作用力的區(qū)域最容易引發(fā)沖擊地壓，加大了開采的風險系數。煤柱附近的應力最為集中，當開采工作到達煤柱附近時，作業(yè)人員要提高警惕，時刻做好防范準備，根據具體的地質條件對煤巖體做好監(jiān)測和沖擊危險性評價，并采取有效的防護措施。

3 煤礦沖擊地壓的防治技術

煤礦沖擊地壓的防治技術一定要實現以下兩點目標：一是要降低應力作用的集中，有效地將高峰應力區(qū)的力量轉移到其他的地方；二是通過改變巖石的性能，來降低沖擊地壓過程中釋放的能量，從而降低沖擊地壓對煤礦的危害。具體的防治技術如下：

3.1 煤礦沖擊地壓的根本性措施

3.1.1 制定完善的開采計劃。隨著采煤技術的不斷改進，新區(qū)域實施新的開采工作一定要制定科學合理的計劃，開采的順序和技術都要符合規(guī)范，避免讓煤柱處于易于應力集中的狀態(tài)，以利于下一步工作的順利進行。深礦井的回風平巷是采煤計劃的重點，它的挖掘質量直接決定了煤礦內部的安全。合理的回風平巷需要沿著采空區(qū)挖掘，在采煤的過程中發(fā)現挖掘的回風平巷不能滿足實際的需要，應該重新確定挖掘的位置，最好是在煤柱附近，避免不同方向的支撐力給煤柱增添額外的壓力。較為安全的采煤區(qū)盡量多采掘，嚴禁留有煤柱。在沒有對煤柱進行有效處理之前應該禁止在應力集中的地方開展挖掘工作。深部挖掘的難度系數較大，盡量不要兩側同時開展采煤工作，同時盡量減少對地下巖層的破壞。

3.1.2 保證煤層中的水量。有的煤層由于較硬使塑性差，具有很小的收縮性，當外界的壓力達到一定的限度巖層就會出現崩潰，所以在日常的采煤中需要進行適當的注水。水分不僅能夠改變煤層的結構，還能增加煤層的塑性，在保證煤層強度和彈性的同時可以減少沖擊地壓對煤礦的損害，當煤層中注入一定量的水時，沖擊等級也會相繼降低。注水還能使應力高峰地區(qū)的數值下降，將集中的應力向周圍轉移，降低采煤的風險。

3.1.3 重視保護層的開采?！睹旱V安全規(guī)程》中明確指出了安全層的重要性，將無沖擊地壓或者是弱沖擊地壓作為安全層的地點，挖掘適當的安全層能夠有效減少各巖層之間的作用，降低沖擊地壓發(fā)生的可能性。煤層開采之后頂板以及底板都會產生一定的應力，保護層能夠降低這種應力的出現，當被保護層的應力下降到安全范圍，就達到了防范沖擊地壓的目的。

3.1.4 加強巷道的支護。巷道在采煤工作中發(fā)揮關鍵的作用，加強頂底板的加固方法有頂幫錨網索支護和拱形支架支護等，保證了支護強度的同時還能為采煤工作提供便利。在正式開展巷道加固工作之前需要對煤礦的地質條件有清晰的認識，加強監(jiān)測和預測，特別是受到沖擊地壓影響的區(qū)域，對不同巷道或巷道的不同地段采取針對性的強支護措施，可以大大減少沖擊地壓的發(fā)生次數和強度。endprint

3.2 沖擊地壓的解危措施

解危措施簡單地說就是對容易產生沖擊地壓的區(qū)域采取相應的措施，當發(fā)生沖擊地壓時能夠及時采取措施應對，具體的解決措施是松動爆破和震動爆破。松動爆破主要是利用炸藥的威力來擴大巖體的空隙，達到改變煤巖體性質的目的。震動爆破是指讓應力的集中區(qū)域受到振動波的影響，誘發(fā)小規(guī)模的沖擊地壓，釋放煤巖體的能量，避免大規(guī)模事故的發(fā)生。

3.3 組織專門的防沖隊伍

科學完善的采煤工作，不僅要引進先進的采煤技術，提高生產質量和效率，更重要的是提高安全防范意識，重視專業(yè)防沖人才的培養(yǎng)。煤礦企業(yè)應該根據員工的實際情況制定相應的防治沖擊地壓培訓計劃，提高他們的綜合素質。同時，工程技術人員要加強沖擊地壓防治技術的研究和應用，加強對現場作業(yè)人員的監(jiān)督和管理，培養(yǎng)安全意識和防范技能，從而通過提高人的素質來減少沖擊地壓造成的危害。

3.4 沖擊地壓的其他防護措施

防護措施相比較其他的措施具有預見性，具體措施如設備和物料捆綁在棚腿上、設置防護罩防止螺絲崩出、采掘工作面限員管理等，個人防護方面需要戴防沖帽和穿防沖衣，采掘作業(yè)中貫穿防沖技術的運用等，通過采取防護措施降低危害程度。深井采掘最容易引發(fā)沖擊地壓，但是目前使用的防治技術還不能明確沖擊地壓的地點、時間和規(guī)模，因此在日常的工作中一定要研究和積累經驗，通過不斷探索新的防治措施達到防治效果，從而提高煤礦采掘工作的安全性。

4 結語

總之，面對煤礦沖擊地壓不斷發(fā)生的局面，加強防治工作刻不容緩。在制定具體的防治方案之前需要對礦井沖擊地壓產生的原因有正確的認識，找出問題的根源，這樣才能制定最適合本礦井的措施。開采的方式、強度以及圍巖的結構等都有可能引發(fā)大規(guī)模的沖擊地壓，加強監(jiān)測監(jiān)控、合理設計和布局采掘作業(yè)、加強發(fā)生機理和防治措施的研究、加大投入和對職工的培訓等都有利于對沖擊地壓進行防治。

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作者簡介：王旭（1973-），男，河南省義馬煤業(yè)集團公司常村煤礦中級工程師，碩士，研究方向：煤礦安全管理。endprint