我國煤炭開采中的沖擊地壓機理和防治

趙冀偉+張選山+馬然然

摘 要：在國內現代化建設步伐不斷加快的時代背景之下，各行業對煤炭資源的需求量不斷增加，為此必須加強對煤炭資源的開展工作。而就煤炭資源開采過程來看，受各地地質條件及礦場規模等影響，很容易出現沖擊低壓問題，嚴重威脅了相關人員的生命財產安全。對此，筆者在參考相關文獻資料的基礎之上，從煤礦開采中沖擊地壓的機理入手，簡要闡述了幾點有關防止沖擊地壓災害的個人見解，以供業界同仁參考。

關鍵詞：煤炭開采；沖擊地壓；防治

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.067

1 煤礦開采中沖擊地壓機理

我國作為產煤大國，沖擊地壓發生概率一直處在較高的位置。相關部門為研究沖擊地壓機理及其對應的防治措施，投入了大量的人力物力資源。就國內沖擊地壓機理研究來看，主要基于彈塑性以及相關穩定性理論來開展相應的研究工作，其研究方向主要有以下三大方面：其一，以煤炭巖層的實際特征為入手點，對其巖層結構的穩定性進行分析，并著重探究其在巖層結構出現失穩傾向后的破壞情況以及對礦井的具體影響，探究其出現失穩問題的各類原因，同時落實對其整個失穩過程的研究分析。其二，以煤礦開采作業現場突出區域的地質情況研究為入手點，對其地質構造以及臨近區域的形變進行探究分析，重點研究煤巖層交接區域以及地質結構軟弱部分與發生沖擊地壓所存在的實際關聯。其三，以煤礦開采過程對礦區地質情況的影響為切入點，加強對巖層結構破壞與沖擊地壓間關系的探究。

就現實情況來看，雖然國內對沖擊地壓機理的研究已經歷經了較長的時間，同時也提出了相應的研究觀點（如三因素理論等），但現今依舊缺乏能夠直接闡述沖擊地壓發生機理及其對應防止措施的實證性觀點。根據國內學者對沖擊地壓的研究可以得出，沖擊地壓機理不能僅僅以一種單一的理論觀點進行實證分析，需要結合礦區實際地質情況以及開采過程等的影響，有針對性的對相關機理進行系統分析，也只有這樣才能夠從根本上保證所得出沖擊地壓機理的有效性與權威性。

2 不同類別沖擊地壓的防治

就煤礦開采過程中沖擊地壓的類別來看，主要可分為煤體壓縮性沖擊地壓、頂板斷裂型沖擊地壓兩大類。其中，前者的防治主要可采用改善礦場開采區域應力分布的方式，提高煤體的穩定性。可以在煤層中灌注適宜數量的水分，再選用具有較強適宜性的方式進行泄壓爆破。通過注水，能夠改變原本煤體的形狀特征，可以有效提高煤巖層的穩定性。還可以通過機械震蕩的方式促使原本煤巖結構產生相應的裂縫，前者也能夠在一定程度上改善煤巖層特性，這些都是現今國內防治煤體壓縮性沖擊地壓的主要手段。而就頂板斷裂型沖擊地壓來看，其發生原因主要為頂板支撐力的缺乏，尤其是在煤礦采空區，如果不及時進行支護與加固，就會降低原本結構的穩定性。針對該類沖擊地壓，首先可以選擇開采解放層的方式，改變原有煤炭開采的流程，確保其頂板斷裂方式發生改變。而當不存在可開采解放的煤層時，可在充分掌握其解放范圍的基礎之上，選用人為干預開采解放沖擊地壓的方式（如選用高壓水射流鉆孔割縫技術切割鉆孔）實現對相應煤層的結構的解放。

3 沖擊地壓的綜合防治措施

綜合防治可以說是緩解沖擊地壓最為基本的途徑。在對煤礦開采過程進行綜合防治時，首先需要以煤礦生產作業實況為著力點，加強對掘進開采過程的有效分析，并將科學實驗、綜合防治以及生產過程管理進行系統整合，構建起較為完善的沖擊地壓防治體系，并針對所存在可能導致沖擊地壓的各類誘因，制定出具有較強針對性的防治對策。根據《沖擊地壓煤層安全開采暫行規定》中相關要求，必須加強相應的采礦現場試驗以及相關沖擊地壓理論的研究以及煤礦開采區地質條件的評估與分析工作，以此在盡可能避免沖擊地壓問題的同時，為煤礦安全生產作業給以充分的保障。

就現實情況來看，雖然綜合防治能夠大幅度降低煤炭開采過程中沖擊地壓的發生幾率，但仍然可能出現沖擊地壓問題，在沖擊地壓災害不可控制的情況下，必須盡可能降低其發生的規模與對礦區的危害程度。為此，通常需要在程序上規定沖擊地壓防治的具體步驟、內容以及相應的管理要求，預先對開采區沖擊危險等級進行劃分，并加強對開采過程的動態化監控，編制具有較強針對性的沖擊地壓防治技術應用計劃及流程，盡可能做好沖擊地壓防治技術應用的管理工作。此外，在發生沖擊地壓災害概率較大的情況下，還需要制定專項作業方案，確保所選用治理方案與煤礦地質特征的相符性，以此盡可能將沖擊地壓災害控制在較小的范圍之內。此外，煤礦企業及相關研究人員還需要加強對煤礦開采作業過程沖擊地壓問題的總結與分析工作，結合實際案例整合出具有較強實踐性的預防辦法以及相應的管理機制，加強對各類新型防治措施的研究與試驗，以此提高對沖擊地壓的防治效果。

總而言之，在國內煤炭需求量不斷增加的背景之下，為保障煤炭開采過程的安全性，必須加強對沖擊地壓機理的研究工作，并結合相關作用機理，制定出具有較強適宜性的防治措施，切實落實各項防治與管理工作，繼而在保護相關人員生命財產安全的同時，進一步提高沖擊地壓防治的實際成效。

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作者簡介：趙冀偉（1996-），男，河北邯鄲人，本科。endprint