煤礦沖擊地壓防治技術(shù)研究與應(yīng)用

1煤礦沖擊地壓產(chǎn)生的因素分析
　　1.1地質(zhì)因素
　　發(fā)生過沖擊地壓的煤巖層，結(jié)構(gòu)主要存在硬頂-硬煤-硬頂和硬頂-薄軟層-煤層這兩種結(jié)構(gòu)，這兩種結(jié)構(gòu)的構(gòu)造為潛在條件，斷層、褶曲、煤層傾角的變化都存在開采后的沖擊危險性。地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的區(qū)域一般都是由于周圍存在強大的應(yīng)力場，在應(yīng)力場的作用下造成沖擊地壓事故。產(chǎn)生沖擊地壓的地質(zhì)因素有三個方面，煤層或者圍巖存在沖擊傾向性、大量的能量積聚和存在一定的能量釋放空間。
　　1.2技術(shù)因素
　　開采技術(shù)對沖擊地壓的影響至關(guān)重要。開采導(dǎo)致煤巖體應(yīng)力的迅速增加，在某個范圍內(nèi)集中，容易引發(fā)事故。綜合式開采技術(shù)的使用，對開采時應(yīng)力的影響是最大的，其危險性也比單一煤層開采和分層煤炭開采的方式大得多。開采方向與最大地應(yīng)力方向沒有平行，使二者垂直或者產(chǎn)生了較大的傾角。對于不同的地質(zhì)條件選用不同的開采方式是必然的選擇，方法使用不當同樣是誘發(fā)沖擊地壓的原因。對于開采順序而言，不同方式的開采順序也是不一樣的，如果開采順序不合理，也會誘發(fā)沖擊地壓事故。
　　1.3管理因素
　　沖擊地壓事故發(fā)生的很大的原因在于不合理的開采，而不合理的開采往往就是技術(shù)管理和組織管理上出現(xiàn)的問題。技術(shù)方面包含采區(qū)布局和采掘接續(xù)不合理人為造成應(yīng)力集中區(qū)域；管理方面不顧生產(chǎn)安全、盲目追求效益，提高推進度，造成動壓顯現(xiàn)增強。不論技術(shù)管理還是組織管理的不科學(xué)、不合理均會造成沖擊地壓事故的發(fā)生。
　　2煤礦沖擊地壓的防治技術(shù)分析
　　針對以上原因，應(yīng)當加深對相關(guān)防治技術(shù)的研究，從而有效地防止沖擊地壓事故的發(fā)生。這種防治對象主要有2種，一種是已經(jīng)具有沖擊危險的煤巖層，另一種是開采過程中可能產(chǎn)生的沖擊危險。通過這2種防治，要達到保持應(yīng)力狀態(tài)穩(wěn)定和煤巖層穩(wěn)定的目的。
　　2.1防治沖擊地壓的原則
　?。?）避免高應(yīng)力的形成。在開采過程中，應(yīng)當合理地調(diào)整開采順序和工作面的布置，實現(xiàn)無煤柱開采，從而避免應(yīng)力的高度集中。（2）保持開采方向與最大地應(yīng)力方向平行。在開采過程中，切忌不能使兩者形成垂直方向或產(chǎn)生較大傾角，否則就有產(chǎn)生沖擊地壓的危險。（3）擴大應(yīng)力釋放范圍。在開采過程中，既要盡可能地避免應(yīng)力形成集中，又要盡可能地釋放已經(jīng)形成的應(yīng)力，通過降低應(yīng)力集中程度與應(yīng)力釋放速度，從而避免沖擊危險的發(fā)生。
　　2.2沖擊地壓解危技術(shù)
　?。?）煤層注水技術(shù)。煤層注水既可以最大限度地使用機械，又可以在危險區(qū)域外作業(yè)，因此是一項非常有效的解危技術(shù)。煤層本身具有一定的孔隙率和親水性，通過對其注水，可以達到改變煤層結(jié)構(gòu)、降低煤體強度、降低煤體積蓄彈性能力的目的，進而解決沖擊地壓的危險。頂板注水和壓注化學(xué)溶液是在實踐中比較常用的兩種注水方式，通過這兩種方式，可有效防治和減弱沖擊地壓的危險性。在注水時，應(yīng)科學(xué)地安排注水時間，這個時間應(yīng)低于3M，因為隨著時間的推移，注水效果會降低。（2）卸壓爆破技術(shù)。卸壓爆破是指煤層中實施鉆孔爆破，以消除或減緩沖擊危險。卸壓爆破作用主要體現(xiàn)在：使煤層產(chǎn)生大量裂隙，使煤體的力學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，使彈性強度和彈性能量降低，使沖擊地壓發(fā)生的強度條件和能量條件得以局部解除。在實行卸壓爆破時，應(yīng)當做好事前準備和事后反饋工作，事前進行鉆屑法檢測，以確認是否有沖擊地壓的危險，事后用鉆屑法檢查泄壓效果，以保證真正實現(xiàn)爆破目的。（3）鉆孔卸壓技術(shù)。鉆孔卸壓是指在高應(yīng)力條件下，利用煤層中積聚的彈性能來破壞鉆孔周圍的煤體，從而使煤層泄壓、釋放能量，達到消除沖擊危險目的的一種解危技術(shù)。鉆孔卸壓技術(shù)可以釋放煤體中積聚的彈性能，消除應(yīng)力的集中和升高。同時，鉆孔卸壓技術(shù)還可以通過鉆孔使原來作用于周邊圍巖的高應(yīng)力向卸壓區(qū)以外的巖體深部轉(zhuǎn)移。
　　3沖擊地壓治理效果檢驗
　　3.1電磁輻射法
　　在煤巖層破裂的過程中，它會向外輻射電磁能量。利用這個特性，通過對其電磁輻射能量的檢測，可以確認其是否處在破裂狀態(tài)，是否有發(fā)生沖擊地壓的危險。在開采作業(yè)中，主要通過2個指標來完成這種檢測，一個是電磁輻射強度，另一個是脈沖數(shù)。電磁輻射強度主要反映了煤巖層的受載程度及變形破裂強度，而脈沖數(shù)主要反映了煤巖體變形及微破裂的頻次。通過對這2種信息的綜合，可以有效地檢驗沖擊地壓治理效果。
　　3.2鉆屑法
　　煤的沖擊傾向性和支承應(yīng)力帶狀況是檢驗沖擊地壓狀況的主要依據(jù)。而鉆屑法恰好可以實現(xiàn)這兩項指標的檢驗。因此，在操作中，它也是被普遍采用的一種治理效果檢驗方法。如果支承壓力指數(shù)達到臨界值，且煤層又有中等以上沖擊傾向性，沖擊地壓就可能發(fā)生。而如果檢測到的煤粉量超過以上臨界指標，應(yīng)認定煤體處于臨界危險狀態(tài)，必須立即采取解危措施。
　　4結(jié)束語
　　煤炭開采過程中沖擊地壓造成的影響與危害都是巨大的。因此，要根據(jù)煤炭開采現(xiàn)場實際情況，制定出行之有效、具體、安全的計劃，科學(xué)合理的防止沖擊地壓事故發(fā)生，有效的保障煤炭開采工程的安全，促進煤炭開采事業(yè)的順利進行，創(chuàng)造煤炭開采事業(yè)安全發(fā)展的局面。