浅析煤矿矿压形成的机理及防治措施

王世宽

摘要：冲击矿压对煤矿开采方面不仅具有很大影响，而且对开采产业的安全系数带来了一定的破坏作用。它会严重影响煤矿的安全生产、作业。本文对冲击矿压发生的主要因素和特点进行了探讨，简要概述了冲击煤矿矿压形成的机理并对冲击矿压的防治做出简要的论述。

关键词： 煤矿矿压 机理 防治措施

煤矿矿压的分类：根据原岩体应力的状态不同可以分成构造型冲击应力冲击矿压、重力型冲击矿压、中间型或构造-重力冲击矿压；根据冲击的显现强度又可以将其分成弱冲击、强冲击、弹射和矿震；按照抛出的煤量和震级强度可以分为轻微冲击、中等冲击和强烈冲击。

一、理论研究

所谓煤矿矿压的形成原因，是在煤矿没有被开采的时候，煤矿相对处于平衡状态，在煤矿被开采以后，就形成了地下空间，由于破坏了煤矿的原始应力（煤矿的原始应力：原岩应力，在岩体开采之前，由于自重应力和构造应力等作用形成原岩应力，原岩应力处于平衡状态。岩体应力重新分布，且该状态一直延续到岩体内形成新的平衡为止，在平衡重新形成的过程中，使周围岩石产生破坏、移动、变形的应力对围岩，巷道及工作面产生作用力。我们通常把应力作用在岩层压力支架的运动称为岩石运动。

煤能源的突然释放，是由煤岩的挖煤通道抛出产生，进而导致煤炭和煤岩的岩石振动，设备损坏，会发生巷道倒塌，人员伤亡和其他损害的破坏。除了瓦斯，煤尘爆炸，火灾和水灾等矿难也会因此而触发。以下是造成矿压的原因方面的三大理论：

1、刚性理论：该理论是由世界某知名学者根据理论实践而提出的。这个理论的提出，很好地解释了矿压形成机理的一方面原因。我们理解了矿压形成的机理，就有助于我们去防治矿压带来的安全事故。

2、强度理论：由某知名学者提出的，该理论的中心内容是，煤岩处于底板和顶板的夹持之中，煤岩体系的力学特性是由它的夹持特性决定的。当煤矿和围岩体系的交界处处于系统平衡中时，煤岩便会不稳定，然后将发生岩爆。强度方面的理论原理从另一个角度诠释了矿压形成的原因。强度方面的原因，是我们在防治安全事故时，参考数据的一个重要角度。

3、能量理论：某知名学者经过对岩爆的防治措施多年研究以后得出的结论是，当煤岩系统中的能量消耗小于力学平衡状态遭破坏所释产生的能量时就会发生冲击地压。这之后又有人对于冲击矿压的结构进行了详细分析，给出了能量平衡方程。能量平衡的方程，在数据参考方面，给了我们一个明显的对比方式。这样的理论，有助于我们利用比较科学的方式，对煤矿矿井的安全系数的提高，进行系统性的升级。

冲击倾向性理论：根据不同煤层，岩爆烈度发生变化这一特点，提出了冲击倾向煤岩体的理论。冲击矿压的发生不仅仅与煤岩层的冲击特点和煤岩层的组合形式有关而且与煤矿压的冲击倾向性有密切联系。

影响冲击矿压发生的开采技术，开拓布置的因素有：采煤方法、煤柱大小、采掘程序、放炮等。

为了有效地控制爆破，第一步是挖掘煤矿时对可能发生的冲击矿压压力进行风险评估，以确定冲击矿压危险性类别以及系数，做好预防工作。目前，中国对冲击矿压危险性分析方法主要有：根据数值模拟分析，综合指数法，煤炭和岩屑法和冲击倾向性法。实现准确预测岩爆可能发生的目的地和位置，通过使用上述冲击矿压的危险评估和预测方法，能够更准确地确定岩石破裂产生释放能量的大小。

我们可以从两个方面来思考一些合理科学的方式，来应对冲击矿压带来的危害。根据岩爆发生的范围大小，位置和原因，我们应该做一个对抗的良方，采取合理的措施来减轻或防止岩爆。一般来说，采取不同的防治措施所带来的效果是不尽相同的，只要掌握了冲击矿压的作用机理以及各种防治措施，因地制宜的将它们运用到实际中即可。防治冲击矿压方法的选取原则有如下三条：改变煤岩物理学性质、减少采掘空间围岩内的应力集中、加强矿压观测。

具体的防治措施包括以下几点：

二、合理的开采工艺，合理的开拓布置

其中，煤层注水是我国最早采用的防治措施之一，此外还采用了钻孔卸压和卸压爆破等措施。但是多数的矿井都是结合本矿的开采技术，开采工艺来综合的运用各种防治方式。这些措施的实质就是人为的改变煤岩体的物理力学性质和应力状态从而达到防治冲击发生或者减少发生的次数及强度的目的。

由于冲击矿压具有突发性和随意性，因此我們必须采取早期预报与及时预报相结合的方式，使用不同的方式来进行综合的预测；尽管人们对于冲击矿压的原理以及防治措施的研究工作已经进行了很多年了。但是这些原理知识只能从某一角度来解释冲击矿压发生的原因，因此我们对于矿压形成的机理模型的建立必须要与实际联系，使其不断完善和发展，要想从根本上解决矿压给生产带来的问题，除了对于冲击矿压的产生机理做深刻的研究之外还应当继续加强对煤原岩体的应力和冲击矿压矿区地的应力场的测量与数值方法的计算研究，采取必要的防治措施，以达到安全生产的目的。

结束语

基于目前我国的发展水平，还有技术等方面的欠缺，我们在煤矿这方面的努力，还需要付出的更多。只有在技术和知识方面达到一定的水平，我们才能够在防治措施上得到更多的进步。

参考文献

[1].李旭东，矿井避难硐室研究与设计 [J]，中国安全生产科学技术2010年