浅谈煤层冲击地压的成因与防治

曾祥利　李国伟　程传超

摘 要：通过生产实践，对冲击地压发生的原因和基本条件形成初步认识，对冲击地压的预测、预报和防治进行初步，分析冲地压的成因和防治，以避免和减轻冲地压给安全生产造成的威胁

关键词：冲击地压；成因；防治

煤矿经过多年的开采，生产作业进入矿井深部后，随着采深的增加，冲击地压问题会越来越显突出，给安全生产带来巨大威胁。因此，了解冲击地压的成因，在生产中深入了解和掌握冲击地压的活动规律，做好预测预报和防治措施工作，应是煤矿今后安全管理的重点。

1 冲击地压发生的成因

1.1 煤层本身具有强烈的冲击倾向性

与煤层的爆炸性、自燃倾向性一样，发生冲击地压的煤层具有冲击倾向。煤层本身弹性高，含水率低，在高应力压缩下，积存了较多的弹性能，顶板为中等以上硬度，具有冲击倾向性，因此具备了产生冲击地压的客观因素。

1.2 开采深度

随着开采深度的增加，煤层承受上部岩层的压力越来越大，煤层本身的应力越来越高，冲击地压的发生频率也会随之升高。与发生各种灾害的条件均有一定的临界值一样，个发生冲击地压的矿井都存在着始发临界深度的问题，不同地质与开采条件的冲击地压其临界深度不同。

1.3 围岩条件

特别是煤层的顶底板的岩性和厚度与冲击地压的发生有着密切的关系，冲击煤层的顶板大多都是厚层的砂岩、灰岩、砾岩等，其完整性强，在大面积悬顶下，不仅本身能积蓄弹性能而且使煤体承受强大的压力，易发生冲击地压。

1.4 地质构造及煤层赋存条件

冲击地压的发生与地质构造及煤层赋存条件有关。在褶曲轴部断裂带附近，煤层形态结构不稳定，产状发生突变处，易形成构造应力集中。形成能量聚积带，是发生冲击地压的危险区。

1.5 孤岛采煤

因开采布局、推进方向、开采程序等不合理造成的应力集中区。当采掘工作面因施工破坏原始应力平衡时，应力要重新分布，当载体的强度小于重新分到的应力时，就会造成大量能量的瞬间释放，发生冲击地压；煤柱留设不合理，也会造成冲击地压显现的密集带。就是由于一、三段先采完形成采空区，二段开采时四周为采空区，属孤岛采煤，压力高度集中集中，在外因力（地震）诱发下而形成。

2 冲击地压预测预报

我国对煤层冲击地压预测预报的方法和手段有很多种：①钻屑法：是通过在煤体中钻小直径钻孔，根据钻孔不同的深度排出的煤粉量，观测其动力现象，探测应力集中情况。②微震法：记录冲击矿压的发生及卸压爆破时诱发的震动，分析震动发生的趋势及震动能量变化趋势，以每日正常接收的信号为依据，根据震动信号的多少和震动能量的大小来对冲击矿压的危险程度提出预测预报。③电磁辐射法：回采初期将电磁辐射测点在上下两巷每15M设点均匀布设，随工作面推进逐步调整。当工作面上出口与煤柱间距不足100M时，包括整个煤柱范围内逐步补充测点，确保监测范围覆盖全部存在冲击危險的区域，对该区域测点每天派人监测，对电磁辐射数据每班进行处理分析，确定是否有沖击倾向。④常规矿压观测法：工作面上、中、下部布置测线，每班对支柱的初撑力和工作阻力进行观测，每天对监测数据进行处理分析，掌握顶板动态。记录回采过程中顶板变化和压力移动情况，绘成顶板压力移动图，做为预测、预报的依据。

3 冲击地压的防治

3.1 改进巷道支护形式

现有的棚式支护很难满足实际生产需要，由于巷道支护强度低，变形量大，带来一系列的安全隐患。大力推广锚杆支护、锚网支护、锚杆配合锚锁支护，减少或杜绝木棚、混凝土、金属支架等刚性支护，是避免发生冲击地压事故的基本途径。棚式等刚性支护为被动支护，不能对巷道施加主动的支撑力。受采煤工作面压力前移的影响，巷帮顶板被破坏，棚子的损坏，断面缩小，巷帮顶板移动，巷道基本报废。锚杆、锚网、锚锁是组合支护，效果优于棚式支护，巷道维护量小，能够在回采过程中满足生产需要。对回采工作面两巷，通风、行人及安全有一定保证。

3.2 合理布置工作面、优化开采顺序

为减少冲击地压的危害，开拓巷道和永久硐室不得布置在严重冲击地压的煤层中；严重冲击地压厚煤层中所有巷道应布置在应力集中圈外；双巷掘进时，2条平行巷道之间的煤住不得小于8米，联络巷道应与2条平行巷道垂直。

回采工作面开采期间，一般距工作面100—150米巷道开始变形，支架损坏。随着工作面移近，顶板压力逐渐加大，巷道顶板岩层加速下沉。因此按照现有条件对布置工作面要合理论证，使采煤工作面布置做到简化、合理。

3.3 煤层注水

在煤层内注水，可以改变煤层的物理性质，减少储存能量的能力，减少冲击地压发生的几率和强度。

3.4 加大巷道断面

加大巷道断面，可减少冲击地压发生时造成的损失。峻德煤矿9.22冲击地压事故，造成死亡8人的严重后果，是由于事故时，巷道断面小；而富力矿自1998年多次发生冲击地压没有造成死亡事故，巷道断面大是一个主要原因。

4 结论

冲击地压是一种自然灾害，是一个复杂的技术问题，因此必须采取针对性的措施，根据煤质层理，地质构造情况对煤体进行注水、钻孔、卸压、进行无煤柱开采。建立建全预测预报系统，编制专项措施，掌握煤层的结构特性，地质变化条件。可根据具体实际情况、设施、人员、技术、设备采取适当手段，做好煤层冲击地压预测预报工作，是减少矿压灾害，杜绝顶板事故和冲击地压事故的有效手段。