煤矿冲击地压产生机理及防治措施探讨李华山摘要：长期以来，煤矿冲击地压一直是煤矿开采主要灾害之一。随着我国煤矿产业的不断发展与能源需求的不断加大，煤矿井下开采超千米的矿井逐步增加，在保障能源使用的同时，也增加了冲击地压形成的机率。基于此，本文对煤矿冲击地压的产生机理进行阐述，并对防治措施进行深入的探讨，以增加对冲击地压的预防与处置能力，为煤矿产业的安全生产提供保证。关键词：煤矿冲击地压；机理；防治DOI：10.16640/jki.37-1222/t.2019.13.083冲击地压是煤矿开采行业面临的主要威胁之一，它是一种矿山的动力现象，会导致煤矿巷道发生变形和矿井支架损坏，甚至导致矿井的损毁和人员的伤亡[1]。因此，对于煤矿开采过程中冲击地压的形成机理研究，以及对其防治措施的探讨尤为必要，也是煤矿行业在未来发展中最重要的安全举措。1煤矿冲击地压的形成机理1.1强度理论强度理论中认为，煤矿矿山在未进行开采之前，煤层处于坚硬的岩层夹持之下，这种夹持力会在煤层中产生高压及高弹性，使能量大量集中于煤层壁区域，并保持相对力的平衡。而随着煤矿开采深度的增加，煤层所受的夹持力也不断发生变化，其应力也随之加大，伴随煤矿开采作业的持续推进，逐步打破了其所承受力量的平衡，使煤岩向采空区域变形与挤压，从而形成冲击地压。1.2能量理论煤矿矿山中由于受引力、重力等因素的影响，其内部存在着复杂且巨大的能量。当煤矿开采作业进行到一定的程度时，会打破煤矿地质中的能量平衡，使煤层释放出大量的能量，并呈现于矿井采空区域，从而引发冲击地压。能量理论将煤矿冲击地压与能量进行联系，并在两者间建立起相对平衡关系。1.3冲击倾向理论冲击地压形成的前提是具有冲击倾向性的煤体，煤体应变所释放的空间成为了冲压地压发生的必要条件。有研究表明，煤体冲击倾向判断指标包括冲击能量指数、弹性能指数、煤样产生动态破坏的时间等，并根据不同的类型进行分类，当实际冲击倾向大于其极限值时，煤体产生冲击地压的风险将会不断增加。2煤矿冲击地压的监测技术2.1围岩变形监测技术由于煤矿开采的纵深推进，会逐步导致其巷道产生大量移动和变形，最突出的表现是煤层顶板出现下移，致使矿井内通风、运输及行人造成显著的影响。通过实践表明，当矿井巷道形变增加大，说明煤层岩质较为松软，煤体的刚度也相对较小，此情况下不易发生冲击地压灾害。而当巷道形变量变小时，则表明煤体刚性强，发生脆性破坏的概率也随之增加。此时的煤层内部所蕴含的能量相对比前者更为巨大，由此可判断其发生岩爆的可能性大大增加，因此矿井巷道形变量是有效预测冲击地压的重要方法。2.2钻屑技术钻屑技术是在预测煤矿冲击地压形成的有效方法，它主要是通过在煤体中进行钻孔，在不同的位置提取煤粉量，以掌握煤体的变化规律并进行监测。一般情况下，当不同深度的煤粉量超过其极限值时，将极可以发生冲击地压，而如果钻孔深度是煤层开采深度的倍时，则发生冲击地压的可以性大大减小。钻屑法由于受到很多限制，且对于操作技术要求较高，其实施相对困难，但不失为一种有效的冲压地压监测方式。2.3电磁辐射探测技术电磁辐射探测是基于现代科技的一种监测方法，它依赖于对煤岩体特变化所产生的辐射特征进行判断，进而对瓦斯风险、冲击地压等矿井灾害进行监测[2]。电磁辐射探测技术会在煤矿的开采中对煤体的变化进行密切的监视，对煤体及瓦斯的电磁信号进行充分的分析，当电磁信号变强时，将增加发生岩爆及冲击地压的可能性。3煤矿冲击地压防治技术措施探索3.1开采解放层依据煤层的分析及贮存特点，煤群之间会存在相对联系性，当一个煤层开采完毕后，能够使相邻煤层获得一定时间段的卸载，也就是弹性能量的释放，也被煤矿开采行业称为开采解放层。对于解放层的开采应当选择无冲击倾向，或者冲击地压倾向较弱的煤层进行，并在开采的过程中加强对开采时间及空间的把握，避免在开采的过程中留设煤柱，在开采解放层的过程中既可上行开采也可以下行开采。实施开采解放层后，被解放煤层的开采时间一般为2年。同时，对解放层的开采需要进行大量的验证，在条件允许和必要时进行三维模拟，以确保开采的可...