临沂矿业集团有限责任公司
摘要:我国经济建设的快速发展加速我国各行业的发展速度,为我国整体经济建设的不断完善贡献力量。近年来,随着我国煤矿开采深度和开采强度的增加,冲击地压灾害的发生也日趋频繁,由于冲击地压的复杂性和破坏性,当前已成为严重威胁煤矿安全生产的典型动力灾害之一。
关键词:煤矿冲击地压;预测防治技术
引言
经济建设的快速发展,人们生活水平的提高,各行业的不断进步,使得我国对于能源的需求与日俱增。由于在煤矿开采过程中受冲击地压的影响,造成工作面围岩或煤体发生突然破坏,引起剧烈振动并伴有大量煤岩块抛出,严重威胁着煤矿的安全生产。采用综合指数法、微震法和矿压分析法等多种方式对冲击地压进行预测,并通过多种预测方法的结合,形成一套有效的逐级预报和防治技术,防治冲击地压效果显著。
1煤矿冲击地压显现特征
如今,全球均对矿井开采期间出现的冲击地压进行了系统的研究,尤其是冲击地压出现的条件与预防措施,并且已经取得了显著的成绩,不过针对冲击地压出现概率的预估工作仍旧存在众多不足,此项工作十分繁琐。就如今掌握的科学技术,无法良好的针对冲击地压出现的整体情况展开精准的掌握,并且不能很好的探测与研究冲击地压的特点。此外,各个煤矿的地质特点各不相同,其警示方法也存在差异。依据各种地质状况,必须应用具备差异化的警示模式,同时由于应用的警示模式存在差异造成勘测的信息也不尽相同,此种情况造成相关工作者在开展工作期间出现了众多问题,工作难度系数较高。为此,首要工作是针对矿井冲击地压展开空间研究,可见大多数冲击地压均会发生在矿井巷道内部,尤其是个别冲击地压会再次出现问题,均发生在矿井掘进过程中,特别是在超前巷道与沿空侧巷道位置。冲击地压出现的位置,通常情况下均会一起出现比较严重的矿震,并且矿震的震源与冲击位置可能出现在不同的位置,依据横轴方向展开探测,探测结果显示此类位置的距离大约为150m。冲击矿压在出现期间,可能在矿井工作面一至四角的采空区位置发生岩爆问题,同时由于各种冲击问题,造成地震应力波,因此在工作面发生范围较大的破碎硬顶期间,可能产生岩爆问题,若是冲击发生在采矿造成的高应力集中区位置,则抵抗矿震与形成的能量通常条件下可能会造成冲击的出现。
2煤矿冲击地压预测防治技术
2.1防治方法“卸”
“卸”就是通过施工卸压孔、开卸压槽、卸压爆破和煤层注水,释放围岩压力。目前,关于冲击地压的理论有能量理论、强度理论、失稳理论和三准则理论。针对冲击地压的特征和规律,可以认为冲击地压的孕育和发生过程是弹性能量的积聚和突然释放过程,这种能量的释放形式决定了是否发生冲击地压,即无论煤岩体内积聚了多少能量,如果释放速度足够缓慢,则不会发生冲地压。因此,冲击地压问题是能量积聚和释放的形式问题。
2.2冲击地压防控设备智能联动系统
针对前述预警系统发出预警后,该子系统将与现场卸压装备进行联动,针对冲击危险区域,及时开展卸压解危工作。由于需要在危险区域作业,因此应当以自动化、智能化的远程卸压为主。
卸压方式为采用智能钻机,具备自主施工、自动安装拆卸压钻杆和自主移动等功能,并具有设备定位系统。该系统运行过程如下:根据预警模块传递的预警信息和专家系统确定的解危方案,智能钻机接收指令后,自行移动至待解危区域,按照方案中设定的钻孔深度和间距,进行自动卸压。卸压同时,对钻进过程监测到的压力数据进行智能分析,并对卸压参数进行优化。该系统除了与智能钻机进行联动外,还将与生产系统中的采煤机、掘进机等智能化采掘设备进行联动,预警信息发出后,危险区域内的采掘设备立即作出响应,通过降低速度或停止作业的方式,减少采掘扰动,降低冲击危险。
2.3在矿井设计阶段强化防冲设计
1.科学的规划采区、水平以及工作面的衔接次序。在多矿层施工期间,首要工作是针对上方矿层进行施工,进而生成保护层,并且需要关注下方矿层停采线的布设,降低上方采空位置造成的煤柱干扰,在同一矿层进行施工期间,需要关注工作面的衔接次序,防止孤岛工作面或者异形工作面的出现。2.吸能支护规划。冲击地压因为施工位置各种条件一起进行干扰,想要不出现冲击地压现象基本上不可能,因此需要在支护规划工作中加强支护系统针对弹性能的间吸收以及抵御水平,建立良好的防御。
2.4防治方法“护”
“护”就是护帮、护顶、护人员,这是防治冲击地压的常规举施。失稳理论认为,冲击地压的发生是由于煤岩结构体失去稳定性造成的。采用锚索、网带联合支护,能够改变煤岩结构体受力状态和增加其稳定性,从而达到防冲的目的。
2.5采取适宜的防治措施
推广使用顶板预卸压技术和大直径钻孔卸压技术等,实现对安全的有效把控。除采取技术手段外,还需要加强管理控制措施。在实践中结合当前冲击地压防治工作面临的技术挑战和困难,围绕整个管理工作进行优化。加大对技术研究和管理优化的投入力度,全面推进各项建设工作,切实保障冲击地压防治的效果与效益。积极推广运用各类技术手段,综合发挥技术的优势,促使冲击地压监测与防治工作的效率水平得到提高。日常管理工作中,必须要严格贯彻落实冲击地压防治工作的标准与规范,做好全面严格的把控,形成强大的安全管理力量。围绕生产全过程做好严格的把控,最大程度上防范冲击地压危险的发生。当出现冲击地压危险时,要立即响应安全预案,做好全面的处理,避免出现大型事故。配套完善的医疗救援设施,促使整个救援工作能够得到有序的开展,减少安全事故造成的损失。
结语
针对煤炭开采容易发生冲击地压现象,采用多种预报预测技术相结合的方法,能够有效地判断冲击地压的发生。并且能够根据冲击地压的危险程度,判断预报预测技术的适用性。通过比较治理冲击地压多种手段,采用断顶爆破卸压措施,并对实施卸压爆破的工作面巷道进行压力监测,效果良好。
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