關于煤礦沖擊地壓防治技術的研究與應用

李志輝

摘 要 社會經濟的飛速發展提高了對煤礦資源的需求量，使得煤礦開采的規模與深度不斷提升，由此直接導致煤礦沖擊地壓災害的發生，這便給煤礦開采過程帶來了嚴重的安全隱患，情節嚴重的甚至引發煤礦安全事故，造成重大的人員傷亡與經濟損失。所以，對煤礦沖擊地壓防治技術進行詳細的研究分析迫在眉睫。

關鍵詞 煤礦沖擊地壓;原因;理論;防治技術;應用

1煤礦沖擊地壓的基本概述

沖擊地壓，其實質就是煤礦開采區周圍的煤巖體，在力學平衡狀態被破壞的情況下受彈性變形能量瞬間釋放的影響，產生的一種具有突發性的劇烈破壞動力現象。沖擊地壓也就是礦山壓力的特殊體現方式，實際顯現情況具有明顯的特征性，如沖擊力強，彈射面積廣，同時具有沖擊波，彈性振動等情況，會造成煤巖體的瞬間拋出，同時并伴有巨大聲響以及氣浪現象等等。加強煤礦沖擊地壓防治技術的研究工作具有非常重要的現實意義[1]。

2引發沖擊地壓現象的主要原因與相關理論

（1）主要原因。引發煤礦沖擊地壓地質災害的原因較多，但是總體上可分為內在原因與外在原因。內在原因：煤巖體每層之間都具有一定的沖擊力，在開采活動中，開采作業面上的巖體會出現活動現象，而煤層原有的應力狀態則相對集中;加上煤層本身的物理屬性所影響，由此導致沖擊地壓現象的發生。外在原因方面：在煤礦開采過程中，作業面的影響較大，使得煤體的應力過于集中;或者煤柱的實際尺寸較大，導致煤巖體內部應力高度集中;以及開采施工的周期壓強較大;開采頻率過高;工作面推進過快等等原因，都會引發煤礦沖擊地壓現象的發生。

（2）相關理論。①強度理論方面：采場的周邊如果應力過度集中，則會使得煤巖體實際所承受的壓力處于最大值，當巖體被破壞時，則直接引發沖擊地壓現象的發生。也就是說巖體的應力發生明顯的增大現象，或者巖體的阻力顯著降低，都會使得巖體出現直接性的破壞運動，發生煤巖體拋射而引發沖擊地壓災害。所以，當煤巖體自身的應力超過系統本身的強度，則已經具備了沖擊地壓現象發生的基本條件。②能量理論方面：礦體與圍巖自身所釋放的大量能量，是引發沖擊地壓現象的基本能量理論。受煤礦開采業不斷發展的影響，導致礦山的整體平衡系統被不斷的破壞，當礦山釋放的能量明顯大于消耗的能量，必將引發沖擊地壓現象。③沖擊傾向理論方面：沖擊傾向，則為煤巖介質自身具有的破壞力，沖擊傾向需要利用精準的數據對引發沖擊傾向問題的可能性進行研究分析，這也被稱為沖擊傾向度。④組合理論方面：如果上述三個理論條件都滿足具體的要求，則為組合理論，這是引發沖擊地壓現象的關鍵條件[2]。

3煤礦沖擊地壓防治技術及具體應用

（1）煤礦壓力預測技術。①鉆屑率指標檢驗法。鉆屑率指標檢驗法通常被稱為鉆孔檢驗法，具體操作是利用小鉆頭進行打孔，根據鉆進過程實際出屑量的變化情況，實現對巖體內部應力的科學分析與判斷，達到綜合預判沖擊地壓現象實際發生位置的根本目標。②工程地震探測法。工程地震探測法主要是利用人工方式進行地震的檢測，主要檢測內容包括地震的產生條件，實際傳播速度等等。結合檢測結果進行地震傳播速度與時間表的繪制工作，根據所得的地震傳播速率來科學預判煤巖體中應力的具體分布情況以及沖擊力產生的可能性。③地音與微震監測法。地音與微震監測法是利用微震技術或地音技術對煤巖體中的釋放聲音進行持續性的檢測，并對檢測結果的規律進行科學的分析，從而實現對煤巖體沖擊性的精準預判。④綜合測定法。綜合測定法能精準預判煤巖體沖擊地壓現象的實際產生時間與具體的發生位置。在煤礦壓力預測的實際操作過程中，通常是結合具體情況對上述方法進行綜合利用，由此提高煤礦壓力預測的科學性與精準性。

（2）鉆孔卸壓技術。鉆孔卸壓技術，當煤礦面臨高應力的開采情況，煤礦自身的彈性作用則會直接破壞煤礦鉆孔周圍的巖體結構，使得煤層的能量得到及時有效的釋放處理，由此科學降低沖擊地壓對煤礦開采造成的危險。從本質上而言，鉆孔卸壓技術是有效釋放壓力與高應力的重要方式，將其科學應用在煤礦的具體開采活動中，能利用鉆孔將巖石的高應力進行科學的轉移處理，由此確保高應力能在巖體的其他方向得到卸壓。與此同時，在該技術的具體應用過程中，要確保鉆機選擇的科學性與針對性，保障鉆桿的長度與直徑等方面的參數都滿足實際操作的具體要求，并且保證打孔深度與孔距的合理性，實現滿足鉆孔有效性與開采安全性的雙重目標。

（3）卸壓爆破技術。在高應力煤層的定點爆破中，卸壓爆破技術具有較高的應用頻率。在卸壓爆破技術的作用下能確保煤層爆破時沖擊力產生的危險性得到有效的排除與降低，保障煤礦開采的安全性。同時，卸壓爆破作用還會使得煤層周邊巖體在爆破中出現巖體裂縫現象，由此改變煤層周邊巖體的力學結構，降低煤層周邊巖體的實際能量與彈性強度，確保沖擊地壓的能量與強度都能得到有效的降低，避免由于應力作用不斷擴散而提升開采過程的危險性。在應用該技術時，要保障事前準備工作與事后完善工作的有機融合，確保爆破過程中各環節工作都能得到力的支持與保障。

（4）煤層注水技術。由于煤層自身的結構特點會存在明顯的孔隙，所以煤層具有較強的透水性。利用煤層注水技術，能科學改變煤層結構的屬性，降低煤層結構的整體強度與積蓄彈性，提升煤層的塑性，不僅達到降低沖擊地壓災害影響的目標，還能實現降塵效果。煤層注水技術通常有頂板與壓注兩種方式，在具體的應用過程中，都要加強對注水時間的合理把控，嚴格檢測注水的卸壓情況，保障注水卸壓取得理想的效果[3]。

4結束語

綜上所述，煤礦沖擊地壓會嚴重影響煤礦開采過程的完全性與穩定性，所以，對煤礦沖擊地壓進行科學的防治尤為重要。相關企業在開展煤礦開采時，不僅要重視煤礦沖擊地壓的防治工作，還要充分結合開采區域的具體特點，選擇科學的防治技術，降低煤礦沖擊地壓災害的影響與破壞，保障煤礦開采事業安全有序的發展。

參考文獻

[1] 溫忠黨，劉延威.煤礦沖擊地壓防治措施研究[J].內蒙古煤炭經濟，2015（7）：10-11.

[2] 劉金海，楊偉利，姜福興，等.先裂后注防治沖擊地壓的機制與現場試驗[J].巖石力學與工程學報，2017，36（12）：3040-3049.

[3] 潘一山.沖擊地壓發生和破壞過程研究[D].北京：清華大學，1999.