煤矿冲击地压地质灾害防治技术研究

张洪玉

摘要：由于冲击地压是非常复杂的，很难用单一的方法对冲击地区进行非常准确的防治，应该用多种方法进行考虑，地质灾害防治参考多综合因素，对现场的监控防治方法进行选择时，应根据动静载叠加诱冲原理，再选择合理的防治方法。

关键词：煤矿；冲击地压；灾害防治技术

引言

地球自形成以来，一直处于不断运动和变化之中。有些地质作用进行的非常迅速，在短时间内就可以发生急剧变化，如地震和火山爆发；有些地质作用却进行的非常缓慢，往往不易被察觉，如华北大平原根据钻探资料证实从第四纪以来，已下沉达1000多米。

1工程概况

防治工作面位于七一采区西翼皮带上山右侧，靠近F7－14断层（H=55m∠75°），工作面内遇F7－13、F7－11断层（H=8m∠70°），切眼靠近F7－10断层（H=10m∠45°）与2号煤矿毗邻，东邻3下7110采空区，采用走向长壁后退式综合机械化放顶煤采煤法。工作面地面投影为A镇西约800m，北风井西北约1500m。地面标高为+51.5m，工作面标高为－560～－672m。7112工作面地质构造相对简单，整体呈一单斜构造，轨道巷靠近F7－14断层（H=55m，∠75°），切眼靠近F7－10断层（H=10m，∠45°），次生裂隙发育；根据物探资料显示，工作面内有F7－11断层及F7－13断层，对工作面回采影响较大。7112工作面处于F7－14断层西侧的一个水文单元内。根据各含水层的赋存特征，影响工作面回采安全的含水层有3煤顶板砂岩含水层和侏罗系砂砾岩含水层。3下煤上距侏罗系20～150m，3煤顶板砂岩含水层及侏罗系砂砾岩含水层为煤层的直接充水含水层。井下位于七一西翼皮带上山右侧，靠近F7－14断层，工作面内遇F7－13、F7－11断层，切眼靠近F7－10断层与金庄煤矿毗邻，东邻3下7110采空区。煤层厚度变化大，厚度5.0～8.6m，平均6.5m，煤层局部含一层厚约0.3m的炭质泥岩夹矸。运输巷中部煤层较厚，厚约8.6m。基本顶：中砂岩，厚度13.0～60.0/50，灰白色、钙质胶结、具斜层理、长石、石英为主，局部夹砂质泥岩，f=8－10；直接顶，粉砂质泥岩，厚度0～4.0/2.0，浅灰色、粉砂泥质结构、水平层理、松软、风化、易冒落，f=3－4；直接底，粉砂质泥岩，厚度2.5～3.8/3.0，灰黑色、粉砂质，中硬，易破碎，泥质胶结，硬度系数f=3－5；基本底，细砂岩，厚度20～35/25，浅灰色、致密、具水平层理；硬度系数f=6－8。

2监测预警技术与方法

2.1多参量监测预警技术

对“震动场－应力场”进行多参数归一化的监测预警，在不同的发展阶段，与煤岩微地震裂缝应建立、声、电等参数监测、预测进行的，分析预警方法响应的预警方式是基于震动波CT、弹性波、冲击波、钻屑等综合参数实时监测预警和应力指标；声音，微震、电磁辐射和地音应力波的监测与预警。风险的影响程度分为无冲击危险，弱冲击危险，中等冲击危险，强冲击危险四级，四级是统一通过风险准则的影响进行划分，将根据风险程度的不同，采取相应的对策。

2.2应力监测技术

以“多因素耦合”和“当量钻屑量原理”的冲击地压危险性为基础的确定方法，其基本原理是支撑压力、钻头、钻岩层运动和应力之间的关系，通过实时在线监测，采集动态应力场的变化规律，然后发现欧洲高应力区及其变化趋势，从而实现实时监测和预报、岩破裂的危险区域的程度的危险预警。

2.3电磁辐射监测技术

煤在荷载作用下，岩石会变形破坏，并且生成电磁辐射，这一现象引发于应力，由于应力作用，对非均质性煤岩体产生非均匀变速形变，从而导致这种情况，电磁辐射强度和脉冲与载荷和变形速度有关，载荷和变形的电磁波辐射强度和脉冲上升率将增加，煤岩试样在冲击破坏前，电磁辐射的强度一般会保持在一定的值，但是在冲击破坏时，电磁辐射的强度会突然增加。煤的变形和破坏的电磁辐射和煤体的应力状态是耦合关系。为此，建立了电磁辐射的分类预报技术和监测风险的监测技术。

3冲击地压防护措施

（1）工作面需要使得超前支护和端头支护具有一定的加强强度，来增强切顶线与上下端头的支护强度，增大两巷之间超前支护的范围。（2）有冲击地压危险的采煤工作面向外150m继续随着不完全顺槽的煤壁，不允许防止钢性设备和材料，已经在进行使用的设备需牢固连接，顶网需要和支柱连接成为一体从而防止倾倒。（3）当爆破作业产生在冲击地压危害非常大的区域时，应当先使躲炮时间与躲炮距离相匹配，躲炮时间大于等于30min，躲炮半径大于等于150m。（4）工作面如果存在于冲击区域停产三天以上时间，在前一班要恢复生产状况时，必须操作冲击地压危险监测（其中包含电磁辐射的监测），当监测的结果出来没有危险时，才能生产照常，如若不然，需要采取补救解决危机的措施。（5）在煤层冲击地压的高危工作区域，必须悬挂冲击危险警示牌，为了使危险内部行走的工作人员注意到危险，应当挂设防止冲击地压危险的警告牌，尽可能地缩短工作人员在危险区内的走动和停留的时间，以免发生危险事故。（6）当割煤、放煤、移架在距离范围内（其范围指含冲击地压危险内顺槽端头工作作业），应当及时挂设警告标示，不允许其他工作人员在其内部进行活动和停留。（7）冲击地压的治理施工必须制定并执行专项措施。

结语

工作面地质条件较为复杂，结合冲击危险综合指数法评价，冲击地压发生可能性指数诊断评价，煤岩结构与动力灾害关系评价等评价方法可以对工作面进行危险区域划分。在此基础上，提出了局部危险区采用煤层大直径钻孔卸压技术措施，为本煤矿采区冲击地压防治提供了治理方法与理念，保证了煤矿工作面的安全开采。

参考文献

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