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[摘 要]我国对冲击地压进行了长时间较深入的研究，使得这类灾害得到了初步控制。但是，近年来随着矿井开采深度的增加，冲击地压的发生又呈上升趋势，且日益严重。本文主要分析煤矿构造型冲击矿压的特点及治理措施进行研究，从而为煤矿开采提供一定的参考价值。
[关键词]煤矿；构造型；冲击矿压；治理措施
中图分类号：O347.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）36-0061-01
冲击矿压（岩爆）是矿山坑道（井巷或采场）周围岩体（矿体和围岩）在其力学平衡状态破坏时，由于变形能的突然释放而产生的一种以急剧、猛烈的破坏为特征的动力现象，又称之为冲击地压。采用不同的采煤方法，所产生的矿山压力及其分布规律也不同。一般来说，短壁体系采煤方法由于巷道交岔点多，遗留煤柱也多，容易形成多处支承压力叠加而引发冲击矿压。因此，对具有冲击矿压危险的煤层最好采用长壁式采煤法[1]。
1 冲击矿压的现象
随着我国煤矿开采深度的增加，开采条件越来越复杂，冲击矿压现象越来越多，危害也越来越大，必须引起重视。冲击矿压：在煤矿开采过程中，煤体所承受的压力超过其强度极限，聚积在巷道周围煤岩体中的能量突然释放，动力将煤岩抛向巷道，同时发出强烈的声响，对周围采场、巷道、通风设施及人员造成巨大破坏和伤害。冲击矿压是聚积在矿井巷道和采场周围煤岩体中的能量突然释放，它还会引发其他矿井灾害，如瓦斯、煤尘爆炸、火灾、水灾、干扰通风系统等严重时。还可能造成地面震动和建筑物破坏等，因此，冲击矿压是煤矿重要灾害之一。
2 煤矿构造型冲击矿压的特点
通常情况下，冲击矿压将直接产生动力将煤、岩抛向巷道，引起岩体的强烈震动，产生强烈声响，造成岩块的破断和裂缝扩展。因此，冲击矿压具按如下明显的特征：
2.1 突发性
冲击矿压一般没有明显的宏观前兆而是突然发生的，冲击过程短暂，持续时间为几秒到几十秒，难于事先准确确定发生的时间、地点及强度等。
2.2 瞬时震动性
冲击矿压发生过程急剧而短暂，像爆炸那样伴有巨大的声响与强烈的震动，震动波及范围可达几千米甚至几十千米，地面有地震感觉[2]。
2.3 巨大破坏性
冲击矿压发生时，顶板可能瞬问明显下沉，但一般并不冒落。有时底板突然开裂鼓起甚至接顶。常常有大量煤块甚至上百立方米的煤体突然破碎并从煤壁涌出，堵塞巷道，破坏支架；从后果来看，冲击矿压常常造成惨重的人员伤亡和巨大的经济损失。
2.4 复杂性
在自然地质条件下，除褐煤以外的各种煤种都记录到冲击现象。地质构造从简单到复杂，煤层从薄层到特厚层，倾角从水平到急斜，顶板包括砂岩、灰岩等都发生过冲击矿压。在生产技术条件上，不论水采、炮采、机采或是综采，也无论全部垮落法或水力充填法等各种采煤工艺，都出现过冲击矿压。
3 煤矿构造型冲击矿压的治理措施
①开采煤层群时，开拓布置应有利于解放层开采。将开采无冲击危险或冲击俗险小的煤层作为解放层且优先开采上解放层，作为解放层的第一分层开采要尽量布置在冲击危险性小的煤层中进行。
②划分采区时，应保证合理的开采顺序，最大限度地避免形成煤柱等应力集中区。这是由于煤柱承受的压力很高，特别是岛形或半岛形煤柱要承受几个方面的叠加应力，最易产生冲击矿压。此外，上层遗留的煤柱还会向下传递集中压力，导致下部煤层开采时也易发生冲击矿压。
③采区或盘区的采面应朝一个方向推进，避免相向开采，以免应力叠加。因为相向采煤时上山煤柱逐渐减小，支承压力逐渐增大，很容易引起冲击矿压。且相向采煤又要被迫在高压力区中掘进枪眼，造成冲击矿压频繁发生（占总次数的60%）。为了改变这种状况，提出实行单翼采区跨少山采煤的办法，把单区段独立回采的开采程序改为多区段联合开采程序，使采掘工作在不同区段中交替进行，能实现沿采空区掘进，避免在高应力区掘进和维护的弊端。
④在地质构造等特殊部位，应采取能避免或减缓应力集中和叠加的开采程序。在向斜和背斜构造区，应从轴部开始回采；在构造盆地应从盆底开始回采；在有断层和采空区的条件下，应采用从断层或采空区开始回采的开采程序[3]。
⑤有冲击危险的煤层的开拓或采准巷道、永久硐室、主要上（下）山、主要溜煤巷和同风巷应布置在底板岩层或无冲击危险煤层中，以利于维护和减小冲击危险。回采巷道应尽可能避开支承压力峰值范围，采用宽巷掘进，少用或不用双巷或多巷同时平行掘进。对于水采区的回采枪眼应躲开高应力集中区，选在采空区附近的压力降低区为好。
⑥开采有冲击危险的煤层时，应采用不留煤柱垮落法管理顶板的长壁开采法。不同的采煤方法，矿山压力的大小及分布也不同。房柱式等柱式采煤法由于掘进的巷道多和在采空区遗留的煤柱多，顶板不能及时充分地垮落，造成支承压力较高，在工作面前方掘进巷道势必受到叠加压力的影响，增加了危险性。水力采煤法虽然系统简单、高效，但遗留的煤垛在采空区形成支撑，使顶板不能及时、规则地垮落。此外，还要经常在支承压力带开掘水道和切眼，加之推进速度高、开采强度大，易造成大面积悬顶，导致发生冲击矿压。采用长壁式开采方法，则有利于减缓冲击矿压的危害。
⑦顶板管理采用全部垮落法，工作面支架采用具有整体性和防护能力的可缩性支架。统计表明，采用非正规采煤法的采区冲击矿压次数多、强度大，水力充填次之，而采用全部垮落法则次数更少且强度弱。我国发生冲击矿压的煤层其顶板大多又厚又硬，不易垮落。采用注水、爆破等方法，使顶板弱化或垮落，能减缓冲击矿压。根据抚顺、阜新等煤矿冲击矿压危害情况看，主要是由于冲击震动，推倒或折断支架，造成片帮和冒顶伤人。所以冲击危险工作面必须采取特殊的支护形式，加强支护强度，提高支架的整体性和稳定性[4]。
结论
实践表明，合理的开拓布置和开采方式对于避免应力集中和叠加、防止冲击矿压关系极大。大量实例证明，多数冲击矿压是由于开采技术不合理而造成的二不正确的开拓开采方式一经形成就难于改变，临到煤层开采时，只能采取局部措施，而且耗费很大，效果有限。故合理的开拓布置和开采方式是防治冲击矿压的根本性措施。
参考文献
[1] 姜耀东，潘一山，姜福兴，等.我国煤炭开采中的冲击地压机理和防治[J].煤炭学报，2014，02：205-213.
[2] 祁海澤.基于层次分析法的冲击矿压防治方案的研究[J].山西焦煤科技，2013，11：4-6+14.
[3] 毛德兵，陈法兵.采动影响下断层活化规律及其诱发冲击地压的防治[J].煤矿开采，2013，01：73-76+65.
[4] 谢龙，窦林名，吕长国，等.不同侧压系数对动载诱发巷道底板冲击的影响[J].采矿与安全工程学报，2013，02：251-255.
[关键词]煤矿；构造型；冲击矿压；治理措施
中图分类号：O347.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）36-0061-01
冲击矿压（岩爆）是矿山坑道（井巷或采场）周围岩体（矿体和围岩）在其力学平衡状态破坏时，由于变形能的突然释放而产生的一种以急剧、猛烈的破坏为特征的动力现象，又称之为冲击地压。采用不同的采煤方法，所产生的矿山压力及其分布规律也不同。一般来说，短壁体系采煤方法由于巷道交岔点多，遗留煤柱也多，容易形成多处支承压力叠加而引发冲击矿压。因此，对具有冲击矿压危险的煤层最好采用长壁式采煤法[1]。
1 冲击矿压的现象
随着我国煤矿开采深度的增加，开采条件越来越复杂，冲击矿压现象越来越多，危害也越来越大，必须引起重视。冲击矿压：在煤矿开采过程中，煤体所承受的压力超过其强度极限，聚积在巷道周围煤岩体中的能量突然释放，动力将煤岩抛向巷道，同时发出强烈的声响，对周围采场、巷道、通风设施及人员造成巨大破坏和伤害。冲击矿压是聚积在矿井巷道和采场周围煤岩体中的能量突然释放，它还会引发其他矿井灾害，如瓦斯、煤尘爆炸、火灾、水灾、干扰通风系统等严重时。还可能造成地面震动和建筑物破坏等，因此，冲击矿压是煤矿重要灾害之一。
2 煤矿构造型冲击矿压的特点
通常情况下，冲击矿压将直接产生动力将煤、岩抛向巷道，引起岩体的强烈震动，产生强烈声响，造成岩块的破断和裂缝扩展。因此，冲击矿压具按如下明显的特征：
2.1 突发性
冲击矿压一般没有明显的宏观前兆而是突然发生的，冲击过程短暂，持续时间为几秒到几十秒，难于事先准确确定发生的时间、地点及强度等。
2.2 瞬时震动性
冲击矿压发生过程急剧而短暂，像爆炸那样伴有巨大的声响与强烈的震动，震动波及范围可达几千米甚至几十千米，地面有地震感觉[2]。
2.3 巨大破坏性
冲击矿压发生时，顶板可能瞬问明显下沉，但一般并不冒落。有时底板突然开裂鼓起甚至接顶。常常有大量煤块甚至上百立方米的煤体突然破碎并从煤壁涌出，堵塞巷道，破坏支架；从后果来看，冲击矿压常常造成惨重的人员伤亡和巨大的经济损失。
2.4 复杂性
在自然地质条件下，除褐煤以外的各种煤种都记录到冲击现象。地质构造从简单到复杂，煤层从薄层到特厚层，倾角从水平到急斜，顶板包括砂岩、灰岩等都发生过冲击矿压。在生产技术条件上，不论水采、炮采、机采或是综采，也无论全部垮落法或水力充填法等各种采煤工艺，都出现过冲击矿压。
3 煤矿构造型冲击矿压的治理措施
①开采煤层群时，开拓布置应有利于解放层开采。将开采无冲击危险或冲击俗险小的煤层作为解放层且优先开采上解放层，作为解放层的第一分层开采要尽量布置在冲击危险性小的煤层中进行。
②划分采区时，应保证合理的开采顺序，最大限度地避免形成煤柱等应力集中区。这是由于煤柱承受的压力很高，特别是岛形或半岛形煤柱要承受几个方面的叠加应力，最易产生冲击矿压。此外，上层遗留的煤柱还会向下传递集中压力，导致下部煤层开采时也易发生冲击矿压。
③采区或盘区的采面应朝一个方向推进，避免相向开采，以免应力叠加。因为相向采煤时上山煤柱逐渐减小，支承压力逐渐增大，很容易引起冲击矿压。且相向采煤又要被迫在高压力区中掘进枪眼，造成冲击矿压频繁发生（占总次数的60%）。为了改变这种状况，提出实行单翼采区跨少山采煤的办法，把单区段独立回采的开采程序改为多区段联合开采程序，使采掘工作在不同区段中交替进行，能实现沿采空区掘进，避免在高应力区掘进和维护的弊端。
④在地质构造等特殊部位，应采取能避免或减缓应力集中和叠加的开采程序。在向斜和背斜构造区，应从轴部开始回采；在构造盆地应从盆底开始回采；在有断层和采空区的条件下，应采用从断层或采空区开始回采的开采程序[3]。
⑤有冲击危险的煤层的开拓或采准巷道、永久硐室、主要上（下）山、主要溜煤巷和同风巷应布置在底板岩层或无冲击危险煤层中，以利于维护和减小冲击危险。回采巷道应尽可能避开支承压力峰值范围，采用宽巷掘进，少用或不用双巷或多巷同时平行掘进。对于水采区的回采枪眼应躲开高应力集中区，选在采空区附近的压力降低区为好。
⑥开采有冲击危险的煤层时，应采用不留煤柱垮落法管理顶板的长壁开采法。不同的采煤方法，矿山压力的大小及分布也不同。房柱式等柱式采煤法由于掘进的巷道多和在采空区遗留的煤柱多，顶板不能及时充分地垮落，造成支承压力较高，在工作面前方掘进巷道势必受到叠加压力的影响，增加了危险性。水力采煤法虽然系统简单、高效，但遗留的煤垛在采空区形成支撑，使顶板不能及时、规则地垮落。此外，还要经常在支承压力带开掘水道和切眼，加之推进速度高、开采强度大，易造成大面积悬顶，导致发生冲击矿压。采用长壁式开采方法，则有利于减缓冲击矿压的危害。
⑦顶板管理采用全部垮落法，工作面支架采用具有整体性和防护能力的可缩性支架。统计表明，采用非正规采煤法的采区冲击矿压次数多、强度大，水力充填次之，而采用全部垮落法则次数更少且强度弱。我国发生冲击矿压的煤层其顶板大多又厚又硬，不易垮落。采用注水、爆破等方法，使顶板弱化或垮落，能减缓冲击矿压。根据抚顺、阜新等煤矿冲击矿压危害情况看，主要是由于冲击震动，推倒或折断支架，造成片帮和冒顶伤人。所以冲击危险工作面必须采取特殊的支护形式，加强支护强度，提高支架的整体性和稳定性[4]。
结论
实践表明，合理的开拓布置和开采方式对于避免应力集中和叠加、防止冲击矿压关系极大。大量实例证明，多数冲击矿压是由于开采技术不合理而造成的二不正确的开拓开采方式一经形成就难于改变，临到煤层开采时，只能采取局部措施，而且耗费很大，效果有限。故合理的开拓布置和开采方式是防治冲击矿压的根本性措施。
参考文献
[1] 姜耀东，潘一山，姜福兴，等.我国煤炭开采中的冲击地压机理和防治[J].煤炭学报，2014，02：205-213.
[2] 祁海澤.基于层次分析法的冲击矿压防治方案的研究[J].山西焦煤科技，2013，11：4-6+14.
[3] 毛德兵，陈法兵.采动影响下断层活化规律及其诱发冲击地压的防治[J].煤矿开采，2013，01：73-76+65.
[4] 谢龙，窦林名，吕长国，等.不同侧压系数对动载诱发巷道底板冲击的影响[J].采矿与安全工程学报，2013，02：251-255.