关于煤矿冲击地压发生机理与防治技术的探究

发表时间:2021/6/28   来源:《基层建设》2021年第9期   作者:祁小旺
[导读] 摘要:煤矿产业作为我国的重要经济支柱,对过经济发展具有重要的推动作用。
        华亭煤业集团有限公司  华亭市  744100
        摘要:煤矿产业作为我国的重要经济支柱,对过经济发展具有重要的推动作用。煤矿作为自然资源,煤矿长期开采导致出现冲击地压现象,冲击地压是特殊的地压显现方式,其带来的后果类似于自然灾害造成的影响。煤矿冲击地压会直接影响到矿井的生产安全。本文基于煤矿冲击地压的背景下,深入分析其产生原因,从而制定针对性应对措施,有效提高煤矿生产安全性。
        关键词:煤矿冲击地压;发生机理与防治技术
        前言:
        煤矿作为高危行业,煤矿冲击地压是煤矿生产经营中常见的问题,冲击地压较为复杂且难以预测,影响因素较多,其发生时会造成矿井瓦斯爆炸和煤层自燃等情况,严重阻碍煤矿生产进度和生产质量,甚至威胁作业人员的生命安全。因此,煤矿开采过程中,要确保各项工作能够科学、合理、规范开展,优化生产结构,有效防治煤矿冲击地压。确保煤矿开采安全,保证其各项工作顺利进行[1]。
        一、煤矿冲击地压的相关概述
        冲击地压具体是指煤矿开采附近存在的煤岩体,若其力学平衡失调时,会释放出弹性变性能,产生一种明显的动力现象,具体表现为突变、急剧、猛烈破坏。很大程度上能够对煤矿生产安全造成严重影响。冲击地压其本身具有暴力性、突发性、破坏性、震动性等特点。冲击电压常见的有三种类型,第一,压力型。一般是煤柱导致,煤柱受高压影响,煤矿开采地域附近煤岩体压力超出其最大受压范围,其所蕴含的能量瞬间全部爆发,使得煤岩体产生很大程度的冲击破坏。第二,冲击型。是煤层顶、底板岩较为坚固,且其具有一定的厚度,当岩层突然出现断裂或滑移时,会导致煤矿开采区域的煤岩体产生较大的冲击破坏。第三,复合型,是压力型与冲击型的组合。
        二、煤矿冲击地压发生机理
        煤矿冲击地压发生时,一般没有任何前兆,且其发生时间较短,会引起强烈震动,使得煤岩体断裂,煤岩体堵塞巷道,对支架形成很大破坏,会造成严重的人员伤亡和财产损失。煤矿冲击地压发生过程实际上是煤层由流变到突变的过程,其最终结果是由于承载荷重出现跳跃,应力集中时煤层能量超过其最大限度,从而爆发,是一种立即破坏的表现。煤层从流变到突变是延时破坏具体表现[2]。冲击地压发生机理是导致冲击地压产生的内在规律,不是由于外部因素或发生条件造成,其诱导因素主要是煤岩体的突然破坏。当满足强度准则、能量准则、冲击倾向准则时冲击地压就会形成。持此之外,冲击地压的发生离不开日常煤矿开采工序影响,比如爆破、冒顶等操作时也极易造成冲击地压。
        三、煤矿冲压地压防治技术的应用
        煤矿冲击地压的防治技术主要从两方面入手,一方面,通过降低应力作用,使其呈现分散状态。与此同时,第一时间将高峰应力区力量向其他区域转移。另一方面,通过充分利用发挥改善后岩石的性能特点,有效避免煤矿冲击地压导致的能量外泄严重情况发生,进一步减少煤矿冲击地压造成的影响。随着社会发展,科学技术不断进步,煤矿冲击地压防治技术主要表现在四个方面[3]。
        3.1保证煤层中水分充足
        针对煤矿开采过程中,煤层硬度较强,塑性低,收缩性差的煤层,若外界压力超过其规定,就会导致岩层出现崩塌现象。在此情况下,实际煤矿生产中应对其注入适量的水,确保煤层岩层的水分充足。从而使煤层内部结构得到优化,同时可有效提高煤层塑性。使煤层均能够保持一定强度,最大程度降低煤矿冲击地压对其自身造成的影响,有效规避安全事故的发生。同时,通过在煤层中注入一定量的水,能够有效缓解其冲击力度,降低其应力高峰区域数值,除此之外,还可将集中的应力向四周转移,使其均匀分散,实现煤矿开采的风险控制。


        3.2有效加强矿井巷道支护
        煤矿生产中,需在地下煤岩层中挖掘大量井巷,一般情况下,挖掘的井巷种类较多,根据巷道的空间位置及其形状,可将其分为三类,垂直巷道、水平巷道和倾斜巷道。结合其服务范围和用途,将其分为开拓巷道、准备巷道及回采巷道。巷道对于煤矿开采具有重要作用。顶板坚固是导致煤矿冲击地压的重要因素之一,由于其具有较大弹性能,使得顶板断裂时释放大量能量造成剧烈震动。通过有效增强顶底板,能够有效减轻震感。与此同时,顶底板加固形式具有多样性,主要有拱形支架支护、定帮网索支护等。这种支护能够有效提高支护强度,保证其达到相关标准要求,同时能够确保煤矿开采工作的顺利开展。巷道加固工作进行之前,相关工作人员需对煤矿具体地质条件和影响因素进行了解明确,加强对易受冲击区域的监测,特别是受煤矿冲击地压严重区域,需加强其强支护方式,有效避免矿井的各种巷道或巷道每个时间段受到冲击。从而更好地降低煤矿冲击地压的出现次数与强度。
        3.3科学合理规范开展煤矿开采工作
        随着科学技术的飞速发展,煤矿开采技术不断进步,在此背景下,需科学合理的制定采煤计划,尤其是针对新区域的煤矿开采,必须使用科学、规范、先进的开采技术,按照一定的开采工序开展相关工作,避免煤柱的应力聚集,确保开采工作顺利开展。煤矿开采规划中,深井中回风平巷挖掘水平直接影响煤矿内部,能够确保其内部的安全性和可靠性。通过科学合理的设计回风平巷,需在采空区域进行挖掘。为更好地满足开采作业需要,应选择最佳挖掘地点。一般情况下,回风平巷选在煤柱附近,可有效避免受其他方向支撑力影响导致煤柱承受自身以外压力。若采煤区域相对来说比较安全,可扩大其挖掘面积[4]。避免有剩余煤柱,同时。若煤柱没有清理干净,挖掘工作不能在应力集中区域。对于挖掘较深区域,应尽量确保两边同时开采,尽可能减轻对地下岩层的损坏。
        3.4提高煤矿开采人员安全意识和采煤技术
        煤矿开采工作中,必须加强作业人员的安全意识,提高煤矿开采技术。通过在第一时间对有可能出现的冲击地压的区域采取科学合理有效的措施,从而有效避免其带来的巨大破坏。煤矿冲击地压时发生的震动爆破最为严重,是由于应力集中区域受振动波影响,导致出现小型冲击地压,最终将煤岩体能量全部释放,造成严重的安全事故。通过建立高素质、技术性强的冲击地压防治队伍,确保煤矿开采工作科学、合理、规范开展。煤矿企业需引进先进技术,有效提高开采水平。增强煤矿开采工作人员安全生产意识和防范意识,培养专业的创新型人才。除此之外,需根据开采人员的实际情况,开展冲击地压有效防治培训,有效提升煤矿开采人员综合能力。煤矿企业要加大对冲击地压的研究力度,制定针对性措施。与此同时,要重视对煤矿开采现场的监督管理,加强作业人员的专业技能,通过提升其专业素养,降低冲击地压造成的破坏。
        结语:
        总而言之,对矿井安全生产造成影响的主要因素是冲击地压。然而因为冲击地压具有一定的不确定性以及突发性,使得冲击地压预防工作难度加大。因此,煤矿企业必须要针对冲击地压的发生制定有效的防护措施,只有这样才可以更好地保证矿井安全生产,从而促进煤矿企业的稳定有序发展[5]。
        参考文献:
        [1]姜桂森,陈松,张允源.煤矿冲击地压发生机理与防治技术的研究[J].信息周刊,2019,(019):1-1.
        [2]张晓雷.煤矿冲击地压发生机理及安全防治措施[J].建筑工程技术与设计,2018,(036):4058-4059.
        [3]齐庆新,李一哲,赵善坤,等.我国煤矿冲击地压发展70年:理论与技术体系的建立与思考[J].煤炭科学技术,2019,(09):6-45.
        [4]李宏艳,莫云龙,孙中学,等.煤矿冲击地压灾害防控技术研究现状及展望[J].煤炭科学技术,2019,(001):62-68.
        [5]齐庆新,李宏艳,邓志刚,等.我国冲击地压理论、技术与标准体系研究[J].煤矿开采,2017,(001):1-26.
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