浅析煤矿冲击地压类型特征及防治方法

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　　 摘 要：顶板、煤尘、瓦斯、水、火等煤矿诸多灾害中，“冲击地压”给煤矿带来的危害往往更为严重。作者结合煤矿生产与安全培训教学实践，系统总结煤矿发生冲击地压特征，列出冲击地压分类方法，分析冲击地压产生原因，提出防治冲击地压（下称防冲）工作方法。对于煤矿防冲工作，具有有一定的启发和指导意义。
　　 关键词：冲击地压;类型特征;防治方法
　　 1933年，我国煤矿冲击地压最早发生在抚顺胜利煤矿。随着煤炭开采深度的增加和开采范围的扩大，冲击地压事故越来越频繁，危害越来越大。从安全培训教学层面讲，作为安培教师，必须熟知冲击地压概念和内含。何谓冲击地压？所谓冲击地压（亦称岩爆），是指煤矿井、巷或工作面周围煤（岩）体，由于“弹性变形能”瞬间释放而产生突然、剧烈破坏的动力现象。常常伴有煤（岩）高速抛出，瞬间位移，矿尘飞扬，响声巨大、气浪汹涌等现象。煤矿防冲，必须培训，必须实践，必须掌握冲击地压分类方法、特征和类型，尤其要熟练掌握和正确运用防冲方法。
　　一、当煤矿冲击地压显现时，会出现哪些让人记忆深刻、心惊肉跳的特征呢？
　　（一）突发性特征。
　　冲击地压发生前，一般无明显征兆。突然发生时，冲击过程和冲击持续时间都非常短暂，从几秒到几十秒钟不等。在冲击地压发生之前，冲击地压发生的时间、地点和强度都难以确定。
　　（二）煤爆性特征。
　　表现为煤壁爆裂，呈碎块状抛射。煤爆冲击具体表现情况，一是浅部冲击，发生在煤层2--6米深度范围内;二是深部冲击，发生在煤层深处，声如闷雷，破坏程度有轻有重。煤层冲击地压发生时，多数表现为煤块抛射飞出，少数表现为几十平方米整体移出，并伴有巨大响声、煤（岩）体震动、煤（岩）尘飞扬和冲击波。煤层冲击地压最为常见，顶板或底板冲击地压比较少见。
　　（三）破坏性特征。
　　冲击地压一旦发生，往往会造成煤壁开裂，掉渣片帮，顶板下沉，底板上鼓，溜槽扭曲，煤机歪倒，支架（柱）折损，巷道堵塞，风向改道，矿尘飞扬，气浪冲击，人员伤亡，财产损失，（地面）房屋倒塌，煤矿停产等严重后果。
　　（四）瞬时震动性特征。
　　冲击地压发生时，常常伴有巨大、强烈的震动和响声，震级有时最高可达4.3级，矿井地面方圆数千米范围都有明显震感，震动持续时间不长，最长不超过几十秒钟。
　　（五）复杂性特征。
　　煤矿地质及回采技术方面，几乎都发生过冲击地压。煤质（褐煤除外）层面，采煤深度从200米到1000米，地质构造从简单到复杂，煤层厚度从薄到厚，倾斜角度从水平到急斜，顶板从砂岩、灰岩到油母页岩等都发生过冲击地压;回采方法层面，不论水采，炮煤，高档普采，综采，综合放顶煤开采，还是采空区处理（全部垮落法、水力充填法），不论是长壁开采、短壁开采、房柱式开采，还是柱式开采等，也都发生过冲击地压。
　　特别指出，采用“无煤柱走向长壁”采煤时，几乎不会产生冲击地压。
　　二、目前，如何给煤矿冲击地压分类？冲击地压类型都有哪些？
　　（一）根据煤（岩）体应力状态分类。
　　1.重力、应力型冲击地压。没有极小构造应力影响，或有极小构造应力影响条件下，引起的冲击地压。
　　2.构造应力型冲击地压。主要受构造应力作用而引起的冲击地压。
　　3.中间型或重力构造型冲击地压。主要受重力和构造应力共同作用而引起的冲击地压。
　　（二）根据冲击地压显现强度分类。
　　1.弹射型冲击地压。一些单个碎块从处于高应力状态下煤体或岩体上射落，伴有强烈声响，这种冲击地压属于微小冲击地压。
　　2.矿震型冲击地压。煤体、岩体内部产生的冲击地压，深部的煤体、岩体发生破坏，煤壁仅出现片帮或塌落现象，但煤体或岩体震动明显、响声巨大，有时煤尘飞扬。较弱的矿震，称为微震，采掘现场人员常用煤矿“行话”称为“放煤炮”。
　　3.弱冲击地压。煤块或岩块由煤壁或岩壁向采空区抛出，虽然对液压支架、生产人员等影响不大，但是却导致围岩震动，震级一般在2.2级以下，响声很大，煤尘飞扬。
　　必须指出，弱冲击地压发生在含瓦斯煤层中，可能会涌出大量瓦斯，应加强检测和防治。
　　4.强冲击地压。部分煤体或岩体急剧破碎，大量向采空區高速抛射，造成支架折损、设备移位、围岩震动。震级在2.3级以上，伴有巨大响声，形成大量煤尘，产生很大冲击波。
　　（三）根据震级强度和抛出煤岩量分类。
　　1.轻微冲击地压。抛出的煤、岩量在10吨以下，震级在1级以下的冲击地压。
　　2.中等冲击地压。抛出的煤、岩量在10--50吨之间，震级在1-2级范围的冲击地压。
　　3.强烈冲击地压。抛出的煤、岩量在50吨以上，震级在2级以上的冲击地压。
　　（四）根据发生地点和位置分类。
　　1.煤壁冲击地压。发生在煤壁内部的冲击地压。根据发生深度和强度，又分为表面冲击地压、浅部冲击地压和深部冲击地压。
　　2.围岩冲击地压。发生在顶板、底板岩层内部的冲击地压。根据发生位置又可分为顶板冲击地压和底板冲击地压。
　　三、如何防冲？目前，世界各地煤矿，尤其是我国煤矿拥有比较成熟的防冲方法，做法如下：
　　（一）前置安全生产技术措施，全力避免冲击地压事故。
　　开采距采空区20--30米区域的煤炭，冲击地压发生概率很大！在应力集中区采掘时，避免“应力叠加”导致冲击地压发生。相临矿井、相临采区之间，禁止无序开采、相互影响。研究冲击地压事故可知，由“爆破”触发冲击地压的占比较大，必须重点管控炮采和炮掘。因此，煤矿生产和安全培训工作，必须践行《防治煤矿冲击地压细则》！把防冲措施落实在“采掘”生产之前。
　　（二）组织管理、生产和技术人员参加防冲培训。
　　确保学时，严格考核。全面培训他们岗位防冲必备知识和应会技能，系统培训他们熟练掌握有效运用防冲解危措施，耐心帮助他们克服害怕心理大胆工作，坚定他们冲击地压可测可知、可防可控思想信念，督促他们养成安全防冲行为习惯。时刻准备为煤矿防冲工作挺身而出，有所作为。
　　（三）运用压力预测技术。
　　压力预测技术是指对煤炭倾向压力的预测，对周围煤炭、岩石硬度进行检测，从煤炭内部产生的各种介质、破坏能力、属性上着手进行分析研究，该技术应用非常广泛。通过“钻屑法”在煤壁中钻孔，根据煤粉量及变化规律，达到一系列预测目的。再将煤层中潜在冲击地压危害划分若干等级，便于煤矿防冲预测。
　　（四）使用钻孔卸压技术。
　　在高应力环境下钻孔，利用煤层弹性破坏钻孔附近煤体（岩体），迫使煤层释放能量，消除冲击地压。这是一种实用钻孔卸压技术，适合在煤碳回采工作中进行操作。也可给岩石钻孔卸压，把岩石高应力转移到其他岩体上，既能消除冲击地压，又能保障钻孔作业人员人身安全。
　　（五）采用卸压爆破技术。
　　在高应力煤层中，实施钻孔装药，定点爆破，卸载压力，提前引发冲击地压，解除冲击地压危害。此法使用方便，快捷有效。
　　（六）采取煤层注水技术
　　煤层具有一定孔隙和透水性，通过注水，改变煤层的物理性质和结构，起到降低煤层强度，减小煤层积蓄弹性，增大煤层塑性，降低煤层温度，防止煤尘飞扬等作用，消除了发生冲击地压危险性。常见注水方法有，顶板注水和压注化学溶液两种方式。
　　总而言之，煤矿防冲和安全培训要结合现场采掘生产实际，综合运用相关煤矿、科研院所防冲方法和科研成果。切实做到，熟知煤矿冲击地压产生预兆特征，牢记冲击地压分类方法和类型特点，熟悉冲击地压产生的内、外因素和防冲方法。加强领导，强化培训，配齐资源，做足准备。以力度不减，决心不变的态度，安全防冲，科学防冲。努力创造煤炭开采事业安全发展、高质量发展新局面。
　　参考文献：
　　[1]防治煤矿冲击地压细则[M]. 国家煤矿安全监测局，煤炭工业出版社，2018.5
　　[2]刘虎.煤矿冲击地压灾害防治专题培训教材[M].2016.3
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