权福国
山东济宁运河煤矿有限责任公司 山东省济宁市 272000
摘要：随着浅部煤炭资源的枯竭，煤矿的开采深度逐步加深，地压大，水温高，深部岩石岩性改变等特 点逐步突出显现，随之而来的各种动力灾害现象也显著增加。根据巷道及工作面冲击震动破坏的原因和机理，现对煤矿冲击地压发生的情况进行了统计并分析了其特点，提出了冲击地压防治的有效技术手段和监测预警系统。
关键词： 煤矿冲击地压；灾害；监测预警
引言：冲击地压又叫作岩爆，是指岩体中积聚的弹性变形势能 在一定的条件下猛烈地释放，导致岩石爆裂，并弹出碎片的现象，可以说岩爆是目前为止矿山安全事故多发的因素之一。 在发生岩爆的同时会产生剧烈的震动，不仅严重损坏井下巷 道及设备，而且还会使地面上的建筑遭到极大的破坏。该种灾害发生的时间可能是几天也可能是几个月，由于冲击地压 非常复杂，所以一般很难用单一的方法对其进行监测，因此各种监测预警技术应该综合考虑多种因素才能达到安全预警的效果。
正文：一、冲击地压现象概述
冲击地压是矿山井巷和采场周围煤岩体由于变形能释放而产生的以突然、急剧、猛烈的破坏为特征的动力现象。冲击地压与岩爆、矿震、煤与瓦斯突出同属于煤岩动力灾害，但是它又明显不同于岩爆、 矿震和煤与瓦斯突出。冲击地压与岩爆最显著的差异在于构成结构体的岩性明显不同，冲击地压发生在煤矿井巷，而岩爆多发生在含脆性 岩体的非煤矿山和井巷工程中，冲击地压的破坏程度、影响范围比岩爆要大的多。冲击地压和岩爆常会导致矿震的发生，而矿震则不一定会导致冲击地压或岩爆的发生。冲击地压与煤与瓦斯突出最大的不同 在于前者没有气体的参与。冲击地压的发生是有条件的，并非相同地质条件的矿井都会发生冲击地压，即使同一矿井，也不是所有的地区 都会发生冲击地压。冲击地压发生的条件，不同的学者有不同的认识，发生冲击地压必须具备 3个条件：①内在条件，即煤岩体具有冲击倾向 性；②应力条件，即有超过煤岩体破坏强度的应力作用其上；③结构条件，即具有弱面和容易引起突变滑动的层状介面。只有同时具备这 3个条件才会导致冲击地压的发生，否则不会发生冲击地压。因此，可以认为冲击地压实质是具有冲击倾向性的煤岩结构体在高应力（构造应力、自重应力）作用下发生变形，局部形成高应力集中并积聚能量， 在采动应力的扰动下，沿煤岩结构弱面或接触面发生黏滑并释放大量能量的动力现象。
二、 冲击地压主要监测预警技术
2.1 多参量监测预警技术
在岩爆时各种岩块夹层之间会产生缝隙，这些缝隙的产 生导致了各个参量的变化。多参量监测预警技术顾名思义就
是融合各个参量之间的关系，进行监测。在工人进行矿下作业时，发挥“多参量归一”的监测预警。可将危险的程度分为多个阶段，分别是无危险、有较小的危险、中危险和较强 的危险，可以根据不同的阶段而采取不同的措施。这是一种较为全面的监测技术，它在各个地区都得到了广泛的应用， 能够很好地保证矿内工作人员的生命安全。
2.2 应力监测技术
应力监测技术监测的是支撑的压力、钻头和钻岩层运动与应力之间的关系，这是一种动态采集的过程，在安装了该
系统之后，它就可以在工作时刻监测全面的各个要素与应力 之间的关系。在可能发生冲击地压灾害的地区做出预警，让 人们事先做好准备，从而及时防范和逃生。
2.3 电荷监测技术
冲击地压灾害发生的时间虽然极短，但是在此之前在岩石内会发生一些让人不可察觉的微小变化。其中一项就是岩
石发生细微的破裂后会导致其中的电荷分离。利用这一原理，人们发明了电荷监测技术。当这些岩石发出微小的信号时，
电荷的强度就会相应地随之改变。通过使用仪器来监测电荷感应信号的强度，强度越强，发生岩爆的概率就越大。
2.4 弹性波和震动波CT探测技术
弹性波和震动波CT探测技术主要探测的是地震波，其原理是用地震波的射线对工作面进行透视，来观察地震波具体
情况。一般情况下，如果地震波通过了工作时的煤岩面，岩 石就会受到较高的应力，此时应力越高，地震波传播的速度就越快。根据这一规律，专业人员就可以利用相应的仪器来 进行检测，并在机器上形成对应的图像。经过专业的分析可以划分出高冲击地压的危险区，帮助人们预先识别出高危险地段，以此来保证在矿内工作的人员的生命安全。
2.5 电磁辐射监测技术
随着科学技术的不断发展，人们逐渐发现岩层的变形破 坏后会产生电磁辐射，由此便产生了新的监测技术，也就是
电磁辐射监测技术。原理是电磁辐射强度和脉冲会随着加载和变形速率的增强而增强，所以人们通过监测电磁辐射来预
警。如果电磁辐射在工作的时候某一时刻突然间增加，就意 味着冲击性受到极大的破坏。如此便可以对危险情况事先做出评估。
三、深孔断顶破卸压防治冲击地压作用机制
造成冲击地压的主要原凶是由于顶板坚固难 冒，煤层也很坚硬，形成顶板一底板一煤体三者组 合的高刚度承载体系。具有聚集大量弹性能的条件， 一旦承载系统中岩体载荷超过其强度，就发生剧烈 破坏和冒落，瞬时释放出大量的弹性能，造成冲击、 震动和暴风。岩石越坚硬，刚度越大，塑性越小， 相对脆性就高，破坏时间短促，芨生冲击地压的危 险性就大。 针对这一现象，可以通过对顶板进行爆破，人 为地切断项板，进而促使采空区顶板冒落。削弱采 空区与待采区之间的项板连续性，减小顶板来压时 的强度和冲击性。此外，爆破可以改变顶板的力学 特性，释放顶板所集聚的能量，从而达到防治冲击 地压发生的耳的。
总结
总之， 冲击地压作为一种动力灾害， 一旦发生就会对 工作人员的生命安全构成严重威胁， 也会对仪器设备和各 种构筑物产生严重破坏， 从而造成巨大经济损失。因此， 煤 矿冲击地压灾害的监测预警技术十分重要， 相关工作人员 在进行监测和施工的过程中， 要做到密切监测， 严格防控，
及时预警， 通过不断完善监测预警措施， 有效提升煤矿开 采的安全性和有效性。
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