煤礦采掘沖擊地壓防治技術(shù)研究

翁德剛

(沈陽焦煤有限責任公司紅陽三礦,遼寧沈陽 111307)

煤礦采掘沖擊地壓防治技術(shù)研究

翁德剛

(沈陽焦煤有限責任公司紅陽三礦,遼寧沈陽 111307)

隨著當前我國煤礦開采深度的不斷增加,煤礦受到的沖擊地壓影響越來越突出,煤礦沖擊地壓現(xiàn)象的發(fā)生原因十分復雜,主要受到地質(zhì)情況及技術(shù)因素的影響,因此煤礦采掘沖擊地壓防治技術(shù)成為了重點研究的對象,針對當前我國煤礦采掘中存在的問題進行分析研究,并提出有針對性的可行性防治技術(shù)措施,避免在煤礦采掘過程中因為沖擊地壓引發(fā)安全事故,更好促進煤礦采掘工作的順利進行。

煤礦采掘 沖擊地壓 防治技術(shù)

1 前言

隨著我國經(jīng)濟水平的不斷提高，社會的快速發(fā)展，在煤炭開采過程中對于煤炭能源的需求量越來越大，主要是采用沖擊地壓技術(shù)使得大量的煤炭巖石聚集，進而釋放能量。但隨著近年來我國煤炭開采過程中安全事故的頻繁發(fā)生，給社會的發(fā)展及人民安全帶來了嚴重的威脅，成為了社會熱點關(guān)注的問題，在面臨煤礦采掘過程中存在的沖擊地壓防治技術(shù)問題，不斷的革新防治技術(shù)和提高防治水平成為了當前煤炭行業(yè)中重要研究對象，有著非常重要的現(xiàn)實意義。

2 煤礦沖擊打壓產(chǎn)生的原因

2.1 煤礦地質(zhì)因素

(1)煤巖層結(jié)構(gòu)，在煤礦采掘過程中容易出現(xiàn)沖擊地壓安全事故主要是因為受到地質(zhì)因素的影響，主要是受到堅硬厚層頂板、上覆巨厚巖層、堅硬頂?shù)装濉⒚汉褡兓疤烊坏刭|(zhì)災害等潛在因素的干擾，造成沖擊地壓安全事故發(fā)生可能性的提高，使得煤礦采掘工作存在較大的危險沖擊。(2)開采深度，在煤炭采掘過程中隨著開采深度的不斷擴大，煤炭受到的應力影響就越高，在采掘過程中發(fā)現(xiàn)沖擊地壓的情況機率越大。(3)地質(zhì)構(gòu)造，煤礦的開采處理受到煤巖層結(jié)構(gòu)的影響外，還受到地質(zhì)構(gòu)造的影響，而斷層、褶曲及煤層傾角等地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域是沖擊地壓的多發(fā)區(qū)域，并且在應力的作用下，發(fā)生沖擊地壓安全事故的機率大大提高[1]。

2.2 開采技術(shù)因素

在沖擊地壓事故發(fā)生中，開采技術(shù)主要是：(1)通過在開采過程中對煤巖層應力的增加，在規(guī)定區(qū)域形成高應力的集中，這種開采技術(shù)很容易導致沖擊地壓事故發(fā)生;(2)在原有高應力的基礎(chǔ)上，進行開采工作時易誘發(fā)沖擊地壓。如果在開采過程中出現(xiàn)不科學的操作，則會導致煤巖層礦山壓力分布發(fā)生變化，最終引起沖擊地壓現(xiàn)象的發(fā)生。

2.3 支承壓力

在煤巖層的采掘過程中，圍巖中會產(chǎn)生集中的應力，形成一種支承應力。在鄰近的煤體采空區(qū)，同時還受到了側(cè)向固定支承壓力等的多種壓力的影響，使得媒體內(nèi)的應力高度集中，極其容易發(fā)生沖擊地壓。

3 沖擊地壓監(jiān)測及防治手段分析

3.1 沖擊地壓監(jiān)測手段分析

在當前我國針對煤礦采掘過程中出現(xiàn)的沖擊地壓問題，監(jiān)測手段主要有鉆屑法、頂板動態(tài)儀法、鉆孔應力計法、電磁輻射法、地音及微震法等。

(1)在煤巖層破裂過程中會輻射電磁能量，針對煤巖層的這一特點，可采用電磁輻射法對煤巖層的能量進行檢測，判斷及確定煤巖層中破裂狀態(tài)及沖擊地壓的危險性，同時還可以通過電磁輻射的強度反映出煤巖層變形的程度及次數(shù)，為沖擊地壓巖防治提供重要的信息，對煤巖層的沖擊地壓的防治起到檢驗效果的作用。(2)通過鉆屑法可以有效的檢測沖擊地壓的情況，實現(xiàn)對煤巖層的沖擊傾向性和支承應力的檢驗，是當前煤礦采掘沖擊地壓防治中的一種有效的檢測方法[2]。(3)微震與地音法，通過微震可以對煤巖層體內(nèi)的微小震動進行檢測，并對出現(xiàn)的微震進行分析，當微震幅值超過一定的均值時，會極其容易出現(xiàn)沖擊地壓，通過這樣的監(jiān)測手段可以對沖擊地壓進行預測和防治。(4)地音法，主要是通過在煤巖層檢測的范圍內(nèi)安裝監(jiān)測裝置，對煤巖層的地音信號進行連續(xù)的采集，并且根據(jù)信號進行數(shù)據(jù)處理分析，判斷在監(jiān)測區(qū)域中沖擊地壓的危險程度。

3.2 沖擊地壓防治手段分析

(1)合理開拓布局，采用正確的開采技術(shù)，在對煤礦進行采集時要進行有計劃的合理開采，避免在開采過程中出現(xiàn)長臂采煤法及后退式開采方式，并且在開采過程中對頂板采用全部垮落法進行管理。在煤巖層開采過程中出現(xiàn)危險時應該對煤巖層進行及時的保護，合理安排煤層開采的步驟及程序，盡量減少沖擊地壓事故的發(fā)生。(2)鉆孔卸壓技術(shù)，鉆孔卸壓主要是通過高應力條件下煤巖層中聚集的彈性能來破壞鉆孔周圍的媒體，使得煤巖層中的能量得到釋放，消除沖擊地壓的危險。同時鉆孔卸壓技術(shù)還可以通過鉆孔使得原來在煤巖層周圍的高應力向卸壓區(qū)域以外的煤巖層進行強度及彈性能量的轉(zhuǎn)移。(3)煤層注水技術(shù)，由于煤巖層具有一定的間隙及親水性，通過對煤巖層進行注水，利用具有物理化學作用的煤巖層預注水技術(shù)改變沖擊煤層的物理力學性質(zhì)，在一定程度上可以改變煤巖層的結(jié)構(gòu)，降低煤巖層的的強度、彈性及粘結(jié)力等軟化組織，將部分的應力能量吸收，從而減低媒體積蓄彈性能力來降低沖擊地壓的危險程度。在注水技術(shù)中主要采用頂板注水及壓注化學溶液這兩種較為常見的注水方法，可以有效的防治和減弱沖擊地壓的危險性。(4)卸壓爆破技術(shù)，主要是對煤巖層實施鉆孔爆破，使煤巖層發(fā)生大量的裂隙，導致煤巖層中的力學性質(zhì)發(fā)生改變，降低煤巖層中的強度及彈性能量，局部的解除沖擊地壓的強度及彈性能量，減緩沖擊地壓的危險。在卸壓爆破技術(shù)實行的前提下，要對沖擊地壓的危險因素進行確認及檢測，確保實現(xiàn)卸壓爆破技術(shù)目的的實現(xiàn)[3]。(5)強制放頂，主要是通過爆破等手段強迫頂板垮落來降低頂板強度和煤巖層中的應力，減少煤巖層中的支承壓力分布范圍。

4 結(jié)語

隨著我國煤礦開采深度的不斷增加，煤礦沖擊地壓的危害日益突出，嚴重的危害了煤礦工作人員的生命安全，對煤礦的安全生產(chǎn)產(chǎn)生了嚴重的威脅，對社會的發(fā)展造成不利的影響，對社會的穩(wěn)定帶來了極大的阻礙。因此必須要對煤礦采掘的沖擊地壓給予高度的重視，不斷的革新沖擊地壓防治技術(shù)和提高防治水平，對煤礦采掘做到預測、監(jiān)測及沖擊地壓防治，有效的預防抑制沖擊地壓安全事故的發(fā)生，給煤礦工作人員創(chuàng)造一個安全、和諧的工作環(huán)境，促進賣礦采掘工作的順利進行，促進煤礦行業(yè)的發(fā)展，推動我國國民經(jīng)濟的發(fā)展。

[1]藍航,齊慶新,潘俊鋒,彭永偉.我國煤礦沖擊地壓特點及防治技術(shù)分析[J].煤炭科學技術(shù),2011(25).

[2]李靜.煤炭沖擊地壓防治技術(shù)研究與應用[J].煤炭技術(shù),2012(2)：69-71.

[3]王永利.淺談煤礦沖擊地壓防治技術(shù)應用[J].科技論壇,2013(6)：18-20.