摘要：我国对煤矿冲击地压的危险防治起步晚，不够完善，整体防治技术处于较为被动、间断、局部和单一状况, 缺乏完整、全面的煤矿冲击地压防治管理制度和成熟先进的技术。同时, 由于煤矿冲击地压特点与成因各有不同, 并且相同矿井还会因开采方法、开采条件与地质构造的不同，具有不同煤矿冲击地压危险性。因此, 研究煤矿冲击地压基本特点及防治技术具有一定的现实意义。本文从国内煤矿冲击地压基本特点出发, 对国内煤矿冲击地压防治技术进行分析与探究, 希望为相关人员提供一些帮助和建议, 更好地防治煤矿的冲击地压。
关键词： 防治方法 冲击地压 工作原理
当前国内对煤矿冲击地压的危险防治较为被动、间断、局部和单一, 缺乏完整、全面的煤矿冲击地压防治制度。同时, 由于煤矿冲击地压特点与成因各有不同, 并且相同矿井还会因开采方法、开采条件与地质构造的不同具有不同煤矿冲击地压危险性。因此, 研究煤矿冲击地压基本特点及防治技术具有一定的现实意义。
1 国内煤矿冲击地压基本特点
在我国, 煤矿冲击地压出现于回采工作面的情况较少, 出现于回采巷道、掘进巷道的情况较多, 其原因是综放开采法推广和应用以后, 综采的支架可以对冲击低压产生的动载进行抵抗, 岩巷的煤矿冲击地压一般表现出岩爆的形式, 比如徐州庞庄煤矿。近些年, 含瓦斯煤层也频繁出现煤矿冲击地压, 例如, 我国有多个矿井由于异常的瓦斯涌出而产生煤矿冲击地压, 这些矿井包括阜新孙家湾、兖州北宿等, 同时, 我国鹤岗南山、平顶山十矿等矿井出现煤矿冲击地压后诱发出大量的瓦斯和煤, 这些都是我国冲击地压的特征。
2 国内煤矿冲击地压防治技术
国内煤矿冲击地压防治技术分为预防技术与治理技术两方面, 预防技术与治理的技术如下。
2.1 预防煤矿冲击地压的技术一是钻孔煤粉法。钻孔煤粉法主要是对煤层钻一个40毫米左右的孔, 打钻过程中会排出煤粉, 工作人员参考这些钻屑量, 结合煤矿各种动力现象, 对是否存在煤矿冲击地压风险进行预测。该方法的工作原理是借助钻屑多少确定媒体的应力。
二是微震预测法。运用微震法的过程中, 应将矿山出现的震动情况记录下来, 有目的、针对性地加以解释, 对所记录的信息充分利用与分析, 从而预报、预测煤矿冲击地压。
三是动态顶板法。该方法为矿压常见的观测方法, 可将动态顶板仪、钢卷尺、测力计、液压枕当作观测的工具, 对煤矿监测区的采空区悬顶、板炮、顶板下沉量、顶板压力进行记录与观测, 通过记录来分析、处理、判断该监测地区煤矿冲击地压出现的可能性 。
四是直观判断法。
使用直观判断法时, 应按照某个矿与邻矿、某个煤层与相邻煤层出现的冲击地压状况, 结合地质构造与开采条件等多个方面, 对当前地区冲击地压出现与发展的趋势进行推测、判断。
五是电磁监测法。通常来讲, 煤矿冲击地压产生前, 其电磁辐射通常保持在特定强度范围, 当煤矿冲击地压即将产生时, 其电磁辐射将会改变强度值。大量研究显示, 煤岩变形、冲击释放出的能量值和电磁辐射脉冲、幅值存在正比例关系, 工作人员可按照电磁辐射强弱情况预测煤矿冲击地压。
六是地音预测法。该方法将地音探头设置在煤矿的监测区中, 使用监测装置对地音信号进行自动、连续的收集, 通过一系列加工和处理, 使地音信号成为图表或报告的形式。相关工作人员需要全面分析与整理这些数据, 从而预测该监测地区是否具有煤矿冲击地压危险性。
2.2 治理煤矿冲击地压的技术
一是保护层的开采。开展多煤层开采的工作时, 应将保护层作为优先开采对象, 这是因为该层不具备冲击风险, 而且能将存在冲击地压危险性的煤层解放, 使潜在的煤矿冲击地压危险降低。
二是煤矿卸压爆破。煤矿卸压爆破是一种有效的冲击地压预防技术, 通过爆破的方式, 让存在煤矿冲击地压的部分危险地区改变应力集中现状, 使该地区煤层应力减少, 起到解危、降危的作用 [2] 。
三是煤矿爆破诱发。当工作人员宏观、直接判断和监测出煤矿冲击地压存在危险时, 可以对煤层进行爆破工作, 从人为角度主动将煤矿冲击地压诱发出来, 并出现在工作人员设计好的地点与时间, 防止开采过程中被动遭受煤矿冲击地压带来的巨大损失, 因此, 该方法是一种有效的解危与防治举措。
四是科学开采和布置。一般来说, 将煤矿冲击地压应力控制在一定范围内是防止煤矿冲击地压产生的重要环节。科学选取开采煤矿的方法并进行合理的布置, 能够避免出现能量积聚、应力集中等情况, 从而实现预防煤矿冲击地压的目的。
五是煤层的预注水。对煤层进行预注水, 能借助水具备的化学作用和物理作用使煤层自身力学性质、物理性质产生一定改变, 并减小其冲击倾向、降低其应力状态。
六是煤矿钻孔卸压。该方法主要是以钻孔的形式将煤矿冲击地压风险减轻或是消除, 从本质上讲, 煤层在高应力的状况下会聚积大量弹性, 钻孔卸压正是利用这种破坏, 让煤层释放出能量并卸压, 从而将煤矿冲击地压风险有效消除。
3 结语
研究煤矿冲击地压基本特点及防治技术具有重要的意义。相关人员应对国内煤矿冲击地压基本特点有一个全面了解, 能够通过钻孔煤粉法、微震预测法、动态顶板法、直观判断法、电磁监测法、地音预测法进行煤矿冲击地压的预测, 并积极采取相应治理方法, 从而有效降低煤矿冲击地压危险性。