煤矿冲击地压灾害分析与控制技术探究

李琳 韩洪举

摘要：在煤岩处在破坏临界的情况下，很多的能量集聚在煤炭中，并且煤炭部位的脆性达到相应的标准，即煤岩消耗能量的速度小于集聚能量的速度，则煤岩会迅速形成破坏，这就是所谓的冲击地压形成原理。为此，需要分析煤矿冲击地压灾害的形成因素，然后以此为根据实施有效的煤矿冲击地压灾害控制技术对策。

关键词：煤矿;冲击地压;因素;控制

煤矿生产过程中经常出现冲击地压这种动力灾害，该灾害的特点是突发性强、破坏性大，如果形成冲击地压，那么将对煤矿工人的生命安全形成严重危害，以及严重破坏煤矿井下的设备仪器与一系列构筑物，从而形成严重的经济损失。鉴于此，有效地控制冲击地压的形成，要么是在其出现时最大程度地减小危害或损失，这显得非常关键。

1煤矿冲击地压灾害形成因素

1.1自然风险因素

自然风险因素是煤矿生产中固有的风险因素，是造成事故形成的主导力量，也是事故的基础和本质。煤矿生产中客观存在自然风险因素，通常较难防范或不可防范，能够控制，却难以消除。具体来讲，一是采掘深度。基于增加采掘深度的影响下，煤岩体随之增加聚集的弹性和自重应力，从而大大提升了冲击地压的形成概率。二是地质结构。国内外的很多生产实践证实，特殊和复杂的地质结构对分布的原岩应力形成制约，从而使煤矿冲击地压的形成几率增加。其中，较易导致冲击地压的地质结构风险因素是结构应力带、厚度局部瞬间改变带、断层、结构改造带、煤层倾角、褶曲等，特别是向斜轴部。三是煤岩特点。煤矿冲击地压的主导风险因素也涵盖顶底板围岩和煤层的特性。厚层、坚硬、整体性强的基本顶顶板较易导致冲击地压;直接顶厚度适宜，跟基本顶存在良好的组合，较难冒落，从而存在较大的冲击危险;顶板来压情况下较易形成冲击地压;煤的变化程度大、弹性模量大、强度高、含水量少、厚度大、暗煤比重大，通常都存在较强的冲击危险。

1.2人为风险因素

人为风险因素属于生产中形成的、时常改变或较多改变的风险，素是能够事先防控的。人为风险因素中的某些或某个因素在生产中会形成触发因素，即诱导冲击地压风险的因素，诱导因素本身或许具备较小的能量，然而会变成事故的根源所在。然而，倘若可以事先实施有效的防控对策，那么能够有效地规避事故或减小事故形成的危害性，具体的人为风险因素集中体现在采掘技术以及组织管理环节。一是采掘技术。煤矿生产中的采掘技术是根本所在，其直接影响进度和产能，也关乎煤矿生产的安全性。针对存在冲击地压危险的煤矿，采掘技术的不科学的较易集中应力，从而使冲击地压的人为风险性增加，采掘技术重点涵盖煤柱、设置工作面、采掘方法、采掘设计等环节。其中较易集中应力以及提高冲击地压风险性的采掘技术因素是：采掘多煤层情况下，采掘程序不科学、邻近两层采掘错距不适宜;在支承压力带掘进巷道、工作面推进至断层带或采空区、回采工作面跟巷道相向推进;短壁采掘技术导致煤柱多、交叉多、巷道多;不科学布局采掘工作面导致采掘煤柱、不规则煤柱的留设以及孤岛煤柱的形成。国内外的很多实践证实，冲击地压的形成常常基于煤矿采掘的若干小工序而形成，例如在开展采掘、打钻、放炮等工序过程中会使煤体应力情况发生局部改变，从而变成冲击地压危险的诱导因素。二是组织管理。不科学的组织管理会使冲击地压的风险提高，以及在形成事故之后会导致严重的损失或伤亡。组织管理因素重点牵涉到应急处置、技术设备、人员组织、防治对策等环节。纵观生产实践而言，生产集中化水平愈高，愈加会形成冲击地压;支护技术设备和投资不到位，工作人员存在“三违”现状，以及事故应急对策不科学、防治措施不力、预报检测设备缺少稳定性等，都会对冲击地压风险形成间接影响。

2煤矿冲击地压灾害的控制技术对策

2.1自然风险因素的控制技术

原始的地质运行形成了煤矿地质结构与采掘深度，这属于人力难以改善的，而自留风险和规避风险时对其控制对策，即在采掘生产中避开特殊的地质 结构或存在风险的采掘深度，要么是承担基于特殊地质或采掘深度形成的风险，而结合其它技术对策转移会避开风险。例如，在褶皱结构区域结合由轴部进行回采的技术;存在断层时应用始于断层的回采方式。尽管煤岩也属于自然风险因素，可是在煤矿采掘时能够结合人为方式改变固有的煤岩特性，而防范风险是有效的风险控制技术对策，也就是结合有效的技术方式减少煤岩局部集中的应力、冲击倾向性、能量聚集。例如，结合注水软化方式减小煤的强度和弹性、增加煤的湿度;结合爆破方式对煤岩进行卸压。

2.2人为风险因素的控制技术

各种布置巷道的方式与采掘技术形成的矿井压力分布特点各不相同，而预防或规避风险是对其风险的控制对策，也就是结合合理与科学的采掘技术在开始生产前即尽量规避一系列人为因素导致的风险，而事先防范难以规避的风险，进而使风险影响力降低。例如，对存在冲击危险煤层的采掘需要结合不留煤柱垮落技术管控顶板的长壁开采技术;确保停采线跟垂直于巷道或在邻近风停采线制约区域外布置巷道;采区工作面防止相向采掘导致叠加应力;先采掘可以卸压与冲击倾向性差的煤层。作为降低煤矿事故损害程度以及规避冲击地压的后备策略，组织管理也是非常重要的一个方面，其中，储备风险、转移风险、防范风险都是比较有效的风险防范控制对策，也就是结合应急救援、培训教育、监控监测等方式减小煤矿受到冲击地压的损害程度。例如，可以结合电磁辐射技术、声发射技术、微震技术、钻屑技术等预报预测方式强化对冲击地压的预报监测;工作面支架应用可伸缩性的具备防护性能的支架，且布置专门的保护板与护架。

3结论

综上所述，煤矿冲击地压灾害的形成因素有自然风险因素（地质结构、煤岩特点、采掘深度等）以及人为风险因素（采掘技术、组织管理等）。与此同时，沖击地压属于可控和可防的，能够以自然风险因素与人为风险因素两个视角实施控制技术对策，根据各种风险因素实施有效的防控技术手段与控制策略，进而最大程度地规避灾害和降低灾害导致的损失。当然，煤矿企业还应实施其它的一些非技术措施，诸如注重以制度形式约束工作人员以及强化培训教育，防范“三违”现象;注重个体防护与灾害防治的资金投入，制定有效的应急预案，在出现灾害之后开展救护以及迅速撤离等。

参考文献：

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作者简介：

李琳（1985.07.22-），男，汉族，山东邹城人，大专，技术员，研究方向：防治冲击地压

韩洪举（1977.08-），男，山东邹城人，本科，技术员，研究方向：主要从事冲击地压方面的治理与研究。

（兖矿新疆矿业有限公司硫磺沟煤矿，新疆 昌吉 831100）