摘要:煤礦生產是我國重要資源,在煤礦采挖的過程中,經常會發(fā)生一些安全事故,煤礦安全生產是當前社會共同關注的話題,沖擊地壓災害是煤礦生產中比較常見的一種災害,而且近年來,此災害發(fā)生的頻率處于一個不斷上升的趨勢。本文通過對突出煤層掘進巷道沖擊地壓發(fā)生機理的分析,探討沖擊地壓的防治技術。
文獻標識碼:A
文章編號:1671-864X(2015)08-0090-01
沖擊地壓的發(fā)生一般是沒有預兆的,在煤礦采挖的過程中,沖擊地壓是發(fā)生在煤礦巷道中,發(fā)生的時間也非常短,一旦發(fā)生沖擊地壓,將導致巷道坍塌、巖石破裂等,會直接威脅到巷道內工作人員的生命安全,所以科學合理的探究突出煤層掘進巷道沖擊地壓防治技術,在當前煤礦生產中是非常重要的。
一、掘進巷道沖擊地壓發(fā)生機理分析
煤礦開采是在礦井下進行的,在煤礦挖掘的過程中,隨著采挖行動的進行,煤礦巷道的深度會越來越大,礦井下的空洞部分也越來越大,巷道周圍必須要承受非常大的承載力,因為隨著巷道的加深,煤巖要承受的載荷也越大,當巷道周圍的煤層不能承受這個壓力,煤層就會因為壓力過大而發(fā)生反彈,煤層中的能量會在一瞬間釋放出來,形成沖擊地壓。這個壓力可以稱為沖擊地壓發(fā)生的臨界壓力,而此時煤礦所采挖的深度就是沖擊地壓的臨界深度。對不同的煤礦,沖擊地壓的臨界深度也是不一樣的,因為臨界深度的影響因素有很多,此外,煤礦周圍的地質條件的突變也可能會造成沖擊地壓的發(fā)生。
煤礦巷道沖擊地壓發(fā)生與煤礦的結構有很大的關系,煤層頂板的穩(wěn)定性對沖擊地壓的影響極大,一般情況下,煤層頂板穩(wěn)定性好的煤礦,發(fā)生沖擊地壓的機率會低一些,但這也只是與煤層頂板穩(wěn)定性差的煤礦比。此外,結合突出煤層來分析,在煤層突出的地方,瓦斯的含量非常高,突出煤層出現沖擊地壓,除了會讓煤礦坍塌外,還會釋放出大量的瓦斯,不管是對工作人員,還是煤礦周圍的人的生命,都會造成非常大的危害,也會加劇環(huán)境污染。
二、沖擊地壓的影響因素
沖擊地壓的發(fā)生有很多影響因素,在進行沖擊地壓防治技術分析的過程中,應該要結合這些因素進行具體分析。
第一,開采深度煤礦。沖擊地壓一定程度上與煤礦巷道周圍壓力是成正比的,煤層受到的壓力越大,發(fā)生沖擊地壓的可能性也越大,而壓力與煤礦開采的深度同樣是成正比關系的,礦井挖掘得越深,巷道周圍需要承受的壓力就越大,煤層周圍的巖石受到巨大的壓力容易產生變形,并且會蓄積大量的彈性勢能,導致發(fā)生嚴重的沖擊地壓。雖然在開采前,經過科學合理的計算,可以計算出礦井中發(fā)生沖擊地壓的臨界深度,但是這個深度也只是大致的,而且計算的結果會隨著礦井周圍的條件而改變,為沖擊地壓的發(fā)生埋下安全隱患。第二,地質構造。因為沖擊地壓發(fā)生的部位一般是巷道煤層,煤層的厚度對沖擊地壓的發(fā)生也有一定的影響,煤層較薄的地方越容易發(fā)生沖擊地壓,所以煤礦地質構造也是影響沖擊地壓發(fā)生的因素之一。第三,煤層與頂板的穩(wěn)定性。沖擊地壓發(fā)生的時候,煤巖是處于一個爆發(fā)的狀態(tài),煤巖爆發(fā)有一個向外的力,這個力會沖擊煤層與頂板,如果煤層與頂板的穩(wěn)定性夠好,沖擊力不夠將煤層與頂板沖開,那么沖擊地壓就不會發(fā)生,所以一般情況下,煤層與頂板穩(wěn)定性弱的煤礦,發(fā)生沖擊地壓的機率會更高。第四,開采方法及開采順序。煤礦開采雖然是體力活,但是在開采過程中也有很多學問,開采方法的選擇,開采順序的確定,這些都與沖擊地壓的發(fā)生息息相關。
三、沖擊地壓防治技術
對突出煤層掘進巷道沖擊地壓防止技術進行分析,需要結合煤礦開采過程中,沖擊地壓發(fā)生的影響因素,結合煤礦的實際情況,制定一個科學合理的開采方案,要引進先進的采挖技術,在保證安全生產的提前下,提高煤礦的生產效率,在生產過程中,要確定安全生產體系,杜絕生產過程中的不安全行為。
第一,要合理的選擇開采方式與開采順序。對突出煤層來說,一旦發(fā)生沖擊地壓,突出煤層中的瓦斯等有害物質就會對人體與環(huán)境產生危害,所以要合理的選擇開采方式與開采順序。開采方式的選擇應該結合煤礦的地質與周圍的環(huán)境,在開采之前應該對煤礦的地質進行勘測,了解礦井內的環(huán)境,在勘測到危險煤層或者容易發(fā)生沖擊地壓的地段進行標記,確定好開采的順序,在采挖的過程中也要時刻注意巷道內地質的變化,讓遇到煤層薄弱的地段時,要改變挖掘方向,還要注意要盡量讓巷道內的壓力平均化,避免巷道內局部壓力過大。第二,開采保護層。對沖擊地壓的防治,保護層是非常關鍵的,保護層可以有效的保護巷道周圍的煤層,在一定范圍內的壓力下,巷道可以因為保護層而不受到損害,在開采的過程中,臨近巷道煤層采挖時,要根據礦井的實際情況,選擇無沖擊性或者沖擊性比較弱的煤層作為巷道的保護層,開采的過程中還應該保證時間與空間的同步,防止某個地段出現過度開采的現象,破壞保護層。第三,煤層預注水。在礦井開采的過程中,要適當的在煤層巷道內注水,煤層的承載力過低,是其物理性質造成的,所以要利用科學來改變煤層巷道的物理性質,以提高煤層的強度,巷道發(fā)生沖擊地壓的機率就會減小,對煤層注水就是一個非常好的措施,煤層內含水量增加,就可以增加煤層的重力勢能,其彈性勢能就會降低,沖擊地壓發(fā)生時就沒有足夠的勢能釋放出來。第四,對煤層進行卸壓。既然煤層巷道沖擊地壓現象的產生與其受到的壓力有關,就可以通過對煤層卸壓的措施來降低煤層的壓力,將煤層內蓄積的能量釋放出來,目前采用的方法有兩種,一種是卸壓爆破,就是在感覺巷道內達到了臨界沖擊地壓深度時,對此區(qū)域進行卸壓爆破,在有計劃的情況下進行爆破,可以解決這段區(qū)域內的沖擊地壓,并且不對人們產生生命上的威脅。第二就是鉆孔卸壓,這種就是在煤層周圍進行鉆孔,將其中蓄積的能力通過鉆孔釋放出來,煤層達不到這個能量,就不會產生沖擊地壓。
四、結語
沖擊地壓對煤礦生產有很大的危害,在煤礦生產中,一定要積極采取科學合理的技術,做好煤層掘進巷道沖擊地壓的防治。