冲击地压的形成及预防技术

　　【摘 要】通过对千秋煤矿煤层的合理开采顺序和矿井生产规模，安排好正常的采煤工作面接替和相应的巷道掘进工程，才能保持合理的礦井采掘顺序。文章介绍了该矿冲击地压形成的原因及防治技术。改进和优化了煤层高压注水。
　　【关键词】冲击地压；开采顺序；改进和优化
　　冲击地压是煤矿开采过程中，在高应力状态下积聚有大量弹性能的煤岩体突然发生破坏、冒落或抛出，使能量突然释放，并伴随有响声、震动和冲击波的矿山压力动力现象，也被称作煤爆或冲击矿压。随着向深部发展，矿井逐渐出现矿压显现强烈，冲击地压和瓦斯突出危险增大，瓦斯突出量增加，地温升高，通风、提升和勘探困难，开采条件恶化，生产技术效果和经济效益下降等问题，给生产和经营带来的困难不断增加，并需要采取一系列响应的技术措施，由此提出和形成深矿井开采技术，既是当前一些矿区和矿镜面临的问题，也是我国煤炭工业在长远发展中需要十分重视和研究的问题。
　　一、地质概况
　　千秋煤矿现进入二水平开采，属于高瓦斯矿井，矿井瓦斯绝对涌出量19.68m3 /min，相对涌出量6.7 m3/min。二一区瓦斯绝对涌出量10.97 m3/min，相对涌出量3.43 m3/min。目前矿井主要在二一区生产，该采区开采2#煤为主，采区下部二1，二3煤分开。采区内煤层变化为东部薄、西部厚、上部薄、下部厚，纯煤层平均厚度为13.81m，该煤层具有爆炸危险，煤层自燃等级为以自然，发火期为1M，最短为7D。煤层开采深度为670—900m，地层基本构型为简单的单斜构造，产状平缓，走向东西倾西南，地层倾角15°左右，煤层直接顶板为泥岩，厚度为20m左右，老顶为砾岩、细砂岩、泥岩互层为主，具有透水性，厚度为40—80m左右，该岩层强度高易聚弹性能，易发生冲击地压。（特厚煤层掘进与防冲击地压的应用，《煤炭技术》出版社。）
　　二、影响冲击地压发生的因素
　　煤层本身的力学性质，包括煤的弹性，脆性和含水率对冲击地压影响较大。凡发生冲击地压的煤层都很高的弹性，在其破坏前的变形中，弹性变形占总变形的60%以上。
　　a、开采深度大：发生冲击地压的地点开采深度都达到800m—1000m以上，过高的原岩应力和支撑压力，使回采工作空间的顶底板积聚较大的变型能，当应力达到煤岩体的极限强度时，就容易发生冲击地压。
　　b、自然地质条件：除褐煤以外的各中煤种都有发生冲击地压的记录，开采深度从200m—1056m，地质构造从简单到复杂，煤层从薄到厚，倾角从水平到急斜，顶板包括砾岩、石灰岩、甚至油母页岩，都发生过冲击地压。
　　c、采煤方法不合适：二一区多采用倾斜走向长壁后退采煤法，由于矿井应力方向基本与煤体倾斜方向相同，这样易于发生冲击地压事故。
　　d、开采和掘进的顺序不合理：深矿井中新采区和新区段的投产要保证合理的开采顺序，避免形成多侧采空。深井采煤工作面的回风平巷应力求完全空巷掘进。首采煤层或上部煤层应尽量多采，不留或少留煤柱。
　　e、采用的卸压和支护方法还跟不上现在的实际情况：先用的卸压方法主要有，深孔卸压爆破、注水软化媒体和卸压钻孔、液压抬棚和36u可伸缩支架支护，锚杆锚网支护，瓦斯抽放等技术。（跃进矿冲击地压的形成及防治技术，《煤炭技术》出版社。）
　　三、冲击地压预防新方法
　　由于冲击地压具有突发性，不易预测，我平时在学习和工作中，总结出这种方法，用来提前预防压力，其采区一翼布置图如图1：
　　采用这种方法的优点是：
　　a、在采区一翼可以按顺序开采，从而避免了跳动开采，可实现循环生产。
　　b、沿上山方向，下部的几条卸压巷道可以把这一翼的应力大部分传递到这几条卸压巷道中，作为压力释放的场所，以避免人员的伤亡。
　　c、卸压巷道的特点：第一次掘进时断面可较大，只需进行全部的50%—80%，待以后掘进工作面时再进行扩修。
　　d、卸压巷道掘井时间充足，进入人员可较少，使用物料较少，这样就减小了危险系数。
　　e、可以在卸压巷道内提前进行瓦斯抽放和煤层注水。
　　四、工作面注水新方法
　　对煤层注水可以增加煤体含水率、软化煤体，含水率高的煤体，孔隙多，裂隙发育好，经水湿润后使煤层内部颗粒间粘结力减弱，导致塑性增加，弹性降低，积存弹性能的性能减弱。
　　现有的注水方式为：掘进正头注水和巷道中部钻场注水。这样注水的空间就是有限的，不能够充分的湿润煤层，减小煤体软化的效果，我们想到的这种方法是在煤体内部掘进巷道实行煤体内部意图如下：
　　这种注水软化的特点：
　　a、可以在瓦斯抽放后，接着掘进注水巷道，这样就可以深入煤层内部，在上下巷道同时注水，并在上、左、右的空间立体方向进行注水，使煤体的到充分软化，进而可以消除一部分内应力，达到防治冲击地压的目标。
　　b、注水巷道内的物料可以不用进行回收，用锚杆（木材）的一般长度固定就行，用普通的金属网支护就可以，进而降低成本，掘进好安装注水管后可以不用再进入工作人员，这样就可以保证人员的安全。
　　c、巷道长度为工作面沿采煤机方向长度1/4---1/3， 巷道断面为2.5m2---3.5m2。巷道间隔为沿平巷方向200m---300m进一条。并且在回踩过程中注水小巷道内的物品不用回收，这样就可以保证人员的安全。
　　五、结语
　　随着煤矿发展的日益迅速，开采深度的不断增加，逐渐出现矿压强烈，冲击地压和瓦斯突出危险加大，涌出量增加。开采深度对巷道影响的本质是应力对巷道围岩的影响，原岩应力随开采深度增加而增加，在长壁工作面跨落开采过程中，在煤壁前方形成前支撑压力，工作面停产后，在平行和垂直工作面推进方向上的煤体内形成侧向支撑压力，前支撑压力对巷道围岩的影响是短暂和一次性的，侧支撑压力对巷道围岩和煤层底板的影响是长时和持久的。（《采矿学》，中国矿业大学出版社。）在工作中要认真总结，在支护材料，支护方法，卸压方法上进行改进，使工作人员有一个相对安全的作业空间。
　　【参考文献】
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