义马煤业集团某矿冲击地压分析与防治

程红伟

河南省义马煤炭高级技工学校，河南义马 472300

义马煤业集团公司的煤矿大多在50年代建井生产至今，进入90年代以来，许多矿井都先后有冲击地压现象发生。为煤层的安全开采带来许多技术难题，近两年来随着开采深度的不断增加，冲击地压的危害将更加突出。如何保证井下职工的安全和设备的安全，保障矿井的安全生产是摆在我们面前的一个难题。

1 冲击地压

冲击地压又称岩爆，是指井巷或工作面周围岩体，由于弹性变形能的瞬时释放而产生突然剧烈破坏的动力现象，常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象。这种现象具有很大的破坏性，是煤矿又重大灾害之一。

2 义煤集团某矿影响冲击地压的因素分析

2.1 地质因素

1）义马某矿井田处在煤田大向斜轴部，应力最为集中。某煤矿基本上是一向斜构造，故垂直和水平力均为压应力，最易出现冲击地压现象，一般情况下，对于巷道及回采工作面来说，在褶曲的各个部位，出现的危险性是不一样的。褶曲向斜部分的应力，最容易出现冒顶、冲击地压。褶曲翼部垂直和水平为压应力，最容易出现冲击地压；褶曲背斜部分的应力状态为垂直拉应力，水平压应力，这部分也是最大矿山压力区域。

2）巨厚砾岩层的影响

坚硬厚层砾岩顶板容易聚积大量的弹性能。在其破断或滑移过程中，大量的弹性能突然释放，形成强烈震动，导致顶板型煤层冲击地压。某矿目前所采2＃煤上部有一层巨厚砾岩，距煤层约210m，其厚度为410m左右，是造成冲击地压的主要原因之一。

3）矿井煤层及其顶板具有冲击倾向性

煤岩层冲击倾向性揭示了煤岩层是否具有积聚大量能量并在破坏时瞬间释放的基本属性，煤岩层的冲击倾向是其产生冲击地压的必要条件。某煤矿煤层及其顶板经煤炭科学研究总院鉴定具有冲击倾向性。

2.2 开采技术因素

根据调查发现开采技术不合理是义马某矿诱发生冲击地压又一主要因素。随着先进的煤炭开采技术，虽然使煤的产量上升了，但是，带来了很多隐患。在矿压的作用下，出现了顶板下沉和跨落、地板隆起、煤壁片帮、支架变形和破坏。充填物沉缩、岩层和地表移动、煤的压出、矿山冲击等一系列现象，但随着年产量的不断增长，破环了这种平衡引起了岩体内部应力重新分布，当重新分布后的作用力超过了煤岩的强度，则巷道及回采工作面周围的岩体及其内部的支护物体将发生变形、遭到破坏甚至垮落，这种情况直到岩体内部形成新的平衡为止。这时巷道和回采工作面周围岩体内存在着一个和原始应力状态完全不同的新的应力状态，加上先进的回采工艺，使大面积的采空区形成，这种原始的平衡就不能在一个周期能形成新的平衡，一旦原有的岩体失去原有的平衡就造成了以上的隐患。据国外有关资料显示，在机械化放顶采煤作业中，由于一次采全高的增加，只有增加液压支架立柱和顶梁的强度，加大支护来抵抗这种压力，但随着采煤深度的加深，采煤工作面运输巷道又出现了变形，甚至遭到破坏，支护方式又用拱形棚、O型棚支护，这个虽然解决了支护问题，但是冲击地压的问题出现了。

3 冲击地压的防治

1）深矿井开采中的冲击地压关键技术是：研究煤层开采的矿压控制深井围岩状态和应力场及分布状态的特征；深井作业场所工作环境的变化；深井巷道(特别是软岩巷道)快速掘进与支护技术与装备；深矿井高产高效开采有关配套技术。

在煤层开采中，生产地质条件极为复杂。往往由于人们对冲击地压发生条件不能完全掌握，造成开拓布置和开采方式不合理，没有预先采取防范措施或防范措施不完善，不可避免地形成局部煤层地段的高应力集中和冲击地压危险。因此，合理的开拓布置和开采方式对于避免应力集中和叠加，防止冲击地压关系极大。

2）某矿防治冲击地压的成功经验

（1）引进波兰砾岩层监测系统

上覆岩层活动是发生冲击地压的主要力源。该矿井田煤系地层有平均厚400m砾岩层，砾岩层坚硬整体性强，其断裂跨落对下部的煤岩体产生冲击载荷，是工作面发生冲击地压的主要力源，引进波兰砾岩层监测系统，对砾岩层进行监测，为防治冲击地压提供技术保障。

（2）微震监测系统

通过进口国外微震监测系统对矿井包括冲击矿压在内的矿震信号进行远距离（最大10km），实时动态自动监测，给出冲击矿压等矿震信号的完全波形。通过分析研究，可准确计算出能量大于100J的震动及冲击矿压发生的时间、能量及空间三维坐标，确定出每次震动的震动类型，判断出冲击矿压发生力源，对矿井冲击矿压危险程度进行评价。

（3）钻屑法监测

钻屑法是通过在煤层中打直径为42～45mm的钻孔，根据排出的煤粉量及其变化规律和有关动力效应，鉴别冲击危险的一种方法。由于这种方法能同时检测多项与冲击地压有关的因素，而且简便易行，所以成为普遍采用的一种方法。根据我矿测定的每米钻粉量，确定临界指标为2.8kg/m。

（4）大直径钻孔卸压

为了防治棚腿挤出，接近底板的一根锚索外漏长度增加到700mm，待架棚后再用加长工字钢托梁将棚腿整体二次锚固，通过一段时的观测，巷道 支护提高，支架变形量明显减少。

（5）强化个体防护与劳动组织管理

穿防冲服，戴防冲头盔，不准坐在巷道底板、物料及设备上休息，不在巷道高度不够处、顶板破碎处、安全间隙不够处躲炮，非工作人员不准进入卸压硐室内，严格施行有冲击危险性区域施工人员准入和人数控制。

综上所述可以认为，在现有技术水平下对冲击地压认真地进行测定和预报工作，并针对具体情况采取有效的防治措施，采用多种先进技术手段的采取，先进的防冲监测设备的应用，详细的防冲方案和措施的落实。完全可以消除或大大减少冲击地压事故。