礦井基建時期沖擊地壓的防治分析

袁勛

摘要：沖擊地壓是一種極具破壞性的礦山活動，是對礦井生產(chǎn)安全威脅最嚴重的自然災(zāi)害之一，我國目前很多礦山的巖層都潛存著沖擊地壓現(xiàn)象，尤其是當煤礦開采的深度增加時，更容易發(fā)生災(zāi)害事故。礦井基建時期是礦井的基礎(chǔ)建設(shè)階段，并沒有正式投入產(chǎn)礦，這個時期的防治沖擊地壓災(zāi)害尤為重要，為后面的礦產(chǎn)開采工作排除災(zāi)害風險。本文主要分析礦井基建時期如何做好沖擊地壓的防治工作。

關(guān)鍵詞：礦井基建;沖擊地壓;防治措施

沖擊地壓指的是煤礦井巷周圍的巖體發(fā)生彈性形變，不再處于受力平衡狀態(tài)，彈性變形能突然向礦井內(nèi)部急劇釋放，損壞作業(yè)區(qū)域和礦道，是一種具有猛烈的破壞性特征的礦山動力現(xiàn)象，這種現(xiàn)象嚴重威脅著煤礦工人的生命財產(chǎn)安全，是破壞礦井作業(yè)重大災(zāi)害之一，有關(guān)部門必須要加以重視并及時防范。礦井基建時期是煤礦的基礎(chǔ)建設(shè)階段，更要重視沖擊地壓的防治。

一、沖擊地壓產(chǎn)生的原因分析

（一）礦山周圍煤巖體的結(jié)構(gòu)特征

煤巖體的結(jié)構(gòu)特征特別是頂板巖層結(jié)構(gòu)，也影響著沖擊地壓的產(chǎn)生，尤其是礦山巖層中堅硬的砂巖頂板，這是由于頂板中容易累積較多的變形能，如果頂板發(fā)生位移或者破損，大量的變形能沒有了阻礙，就會突然之間全部釋放出來，產(chǎn)生劇烈的振動，巖石瞬間飛出并伴有大量的氣浪，產(chǎn)生沖擊地壓，造成礦井人員傷亡，破壞礦道作業(yè)區(qū)域。

（二）煤礦的開采深度和開采技術(shù)

煤礦開采的深度越深，礦道周圍的煤層受重力作用的影響，將承受更大的應(yīng)力，巖層中積聚的變形能逐漸增多，更加容易產(chǎn)生沖擊地壓，發(fā)生巖爆和沖擊。研究表明，當煤礦的開采深度小于350米時，發(fā)生沖擊地壓的可能性并不大;當開采深度在350米到500米之間時，發(fā)生沖擊地壓的可能性開始慢慢增加;當開采深度達到500以上時，煤巖層承受的應(yīng)力急劇增大，這個時候極易產(chǎn)生沖擊礦壓。煤礦的開采技術(shù)也會影響到?jīng)_擊地壓的產(chǎn)生，如壁式的開采方式就比柱式的開采方式更容易減少沖擊地壓的產(chǎn)生[1]。

（三）礦山周圍煤巖體的物理學特性

開采礦山周圍的煤巖體自身所具有的物理學特性，也會引起沖擊地壓現(xiàn)象的發(fā)生。在常年的煤礦開采過程中可以發(fā)現(xiàn)，如果巖體自身的強度較高，作用在巖體上的引發(fā)沖擊地壓的應(yīng)力卻比較小，相反，如果巖體自身的強度較小，作用在巖體上的引發(fā)沖擊地壓的應(yīng)力反而較大。也就是說，如果煤巖體較硬，即便是受到很小的應(yīng)力，也容易頻繁產(chǎn)生沖擊地壓，破壞作業(yè)空間。

二、礦井基建時期防治沖擊地壓的措施

我國目前剛剛通過審批的礦井，在進行采礦設(shè)計時，基本上沒有涉及到?jīng)_擊地壓的防治工作，在開采過程中發(fā)生了沖擊地壓災(zāi)害時，治理起來較為困難，出現(xiàn)的問題難以得到有效解決。因此，礦井基建時期必須要重視防治沖擊地壓，下面談?wù)劮乐螞_擊地壓的措施。

（一）仔細識別易發(fā)生沖擊地壓的礦井

并不是所有的煤礦開采都會產(chǎn)生沖擊地壓災(zāi)害，需要在設(shè)計時仔細識別礦井周圍的煤巖層，如果在勘探過程中發(fā)現(xiàn)礦井的頂板巖層結(jié)構(gòu)具有沖擊傾向性，這樣的煤層就是有可能發(fā)生危險的沖擊地壓煤層，有這樣煤層的礦井，我們稱之為沖擊地壓礦井。所以，在礦井的基建過程中，首先要對新建礦井的地質(zhì)進行仔細勘探，根據(jù)相關(guān)部門給出的勘測報告，對礦井做出沖擊危險性評估，如果識別出是沖擊地壓礦井，就必須要做好相應(yīng)的防治管理措施，比如在礦道開拓設(shè)計、礦山開采方法設(shè)計等方面疏導(dǎo)載荷應(yīng)力，爭取最大范圍疏導(dǎo)載荷應(yīng)力，減少應(yīng)力集中的部位，降低沖擊地壓發(fā)生的可能性。

（二）選擇科學合理的采煤方法

對具有沖擊傾向性的沖擊地壓煤層進行采煤方法的選取，首先要布置好開拓巷道，勘測開采礦山的地應(yīng)力分布方向，由此開拓巷道，以免應(yīng)力集中在某一區(qū)域。在此基礎(chǔ)上選擇科學合理的采煤方法。實際上，無論是哪一種開采礦山的方法，都不能徹底解巷道中存在的沖擊地壓問題。多年的煤礦開采實踐經(jīng)驗表明，在開采較厚的煤層時，采用分層開采不但使得兩邊巷道存在沖擊傾向性，還令工作面也潛存著安全隱患，如果采用綜放開采，則將頂煤變成了緩沖層，促使著應(yīng)力向別處轉(zhuǎn)移，分散了應(yīng)力，有利于減少礦井工作面遭受沖擊地壓的損害[2]。

（三）礦井基建設(shè)計

第一，在礦道頂層設(shè)計開采緩沖層，緩解頂板承受的壓力，減少頂板內(nèi)變形能的積聚。第二，開拓巷道在設(shè)計時要沿著煤巖層布置，有效減少沖擊地壓災(zāi)害對巷道造成巨大的破壞。第三，在開采的過程中，各個區(qū)域必須嚴格按照前進式的順序開采礦山，降低孤島煤柱形成的可能性，絕對不能出現(xiàn)反程序開采，同時也要避免相向開采、孤島開采。如果礦井中的煤層都具有沖擊傾向性，在設(shè)計時要選擇沖擊傾向性比較弱的煤層作為巷道的保護層。

（四）基建過程中的預(yù)防措施

1.回采巷道施工

第一，在施工過程中，如果發(fā)現(xiàn)礦道內(nèi)的礦壓較高，需要及時檢測是否存在沖擊地壓，做到及時發(fā)現(xiàn)，及時采取防范措施，及時解決礦道內(nèi)潛在的安全隱患，保證煤礦工人的生命安全。第二，在巷道內(nèi)布置巷道礦壓監(jiān)測裝置，時刻監(jiān)測巷道周圍巖體的變形情況。同時，要深刻掌握巷道內(nèi)的巖層的支護方式。第三，回采時要注意不要使用金屬剛性支架，應(yīng)當采用錨桿支護，其自身的特性有助于保證巷道的穩(wěn)定性[3]。

2.工作面沖擊地壓的預(yù)防措施

第一，在開采之前可以選取某一區(qū)域進行試采，通過檢測頂板的變形情況，及時檢測工作面潛在的沖擊地壓災(zāi)害，采用松動爆破等方式將工作面內(nèi)積聚的能量釋放出來，消除工作面的沖擊地壓危險。第二，選擇抗沖擊性較好的材料支護工作面，并將支柱用柔性較好的材料綁好，防止發(fā)生沖擊地壓時，支柱突然飛出造成人員傷亡。

結(jié)束語

沖擊地壓是煤礦開采過程中最為嚴重的災(zāi)害之一，很容易造成大量的人員傷亡，因此，沖擊地壓的防治工作必須引起重視。礦井基建時期是整個煤礦開采的基礎(chǔ)建設(shè)時期，更加要做好沖擊地壓的防治工作，有利于減少以后開采中的安全隱患，保證礦井的安全。

參考文獻：

[1]張振濤， 王光民. 礦井沖擊地壓防治探究[J]. 山東工業(yè)技術(shù)， 2017（10）：110-110.

[2]竇鵬晟. 礦井沖擊地壓防治技術(shù)研究[J]. 煤礦現(xiàn)代化， 2017（5）：81-83.

[3]叢新宇. 深部礦井沖擊地壓災(zāi)害防治[J]. 科學技術(shù)創(chuàng)新， 2018（14）：48-49.