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摘要：冲击地压是煤矿开采过程中出现的严重动力灾害之一，也是煤矿开采技术上最棘手的问题难题之一，也是制约煤矿安全发展的重要因素。针对煤矿冲击地压显现日趋频繁的现状，本文就煤矿冲击地压的原因和防治浅谈了自己的看法。
关键词：煤矿 冲击 地压 原因 对策
2011年11月3日，义煤集团公司千秋煤矿发生一起冲击地压事故，造成10人死亡的惨痛事故。那么，什么是冲击地压？
冲击地压是采场周围煤岩体，在其力学平衡状态破坏时，由于弹性变形能的瞬间释放而产生一种以突然、急剧、猛烈破坏为特征的动力现象。冲击地压是一种特殊的矿山压力显现。其显现强度特征一般为弱冲击、强冲击、弹射、矿震、岩爆、煤炮、冲击波、弹性振动等，常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象；其发生突然剧烈，冲击波力量巨大，瞬间摧毁巷道、采煤工作面和设备，伤击人员。冲击地压防治是世界性难题之一，是煤矿开采技术上最棘手的问题，是制约煤矿安全发展的重要因素。
一、冲击地压发生的原因
近十年来，随着我国煤矿开采深度不断增加，开采强度不断加大，冲击地压矿井分布越来越广，多次发生冲击地压事故并导致人员伤亡。据不完全统计，国有矿井有冲击地压纪录的矿井有150多处，随着开采向深部转移，冲击地压问题将更加严重、更加突出、更为普遍。河南千秋煤矿“11.3”冲击地压事故再一次将人们的目光聚集到了煤矿事故上。由于冲击地压问题极为复杂，国内外目前尚未建立比较符合实际的冲击地压发生及破坏过程的理论，因而冲击地压的预测、预报及防治并不完备。据了解，千秋煤矿开采煤层具有强冲击倾向性，近年来一直采取综合防治措施进行治理。
（1）煤层具有冲击倾向性
冲击地压的发生与煤岩体物理力学性质有直接关系。据了解，冲击地压是煤矿开采过程中，井巷和采场周围煤、岩体在一定高应力条件下释放变形能，而产生的煤岩体突然破坏、垮落或抛出现象，并伴有巨大声响和岩体震动，经常造成支架折损、片帮冒顶、巷道堵塞、人员伤亡，对安全生产威胁巨大。比如义马集团千秋煤矿“11.3”冲击地压事故。
（2）砾岩活动是发生冲击地压的主要力源
一般煤层上方为几十米厚的砂岩层和几十米厚的红土层，随着工作面的推进，会发生周期性跨落；巨厚砾岩层形成板状悬空岩梁，砾岩层原来的应力状态发生改变，当板状砾岩层悬露面积达到一定程度后，开始缓慢下沉并周期性断裂跨落，砾岩层的断裂跨落对下部的煤岩体产生冲击载荷，从而加剧了工作面煤体的应力集中程度，工作面冲击危险增强，因此，巨厚砾岩层是发生冲击地压的主要力源。
（3）采深大应力高
煤矿开采过深过大，冲击压力也会高。一般发生在-500米水平，垂深为600米左右。开采大于该深度就有可能发生冲击地压。目前矿井最大开采深度为1230m，但有的已经远远超过这个限度。随着工作面采深的加大，自重应力已超过抗压强度，较高的原岩应力易使煤体产生应力集中而破坏。
（4）工作面推采速度的影响
回采工作面推采过大后，工作面煤体集中应力得不到及时释放，容易造成应力集中，因此工作面推采速度也是影响冲击地压发生的因素之一。
（5）放炮诱发
回采工作面放炮容易造成煤岩体能量释放，因此工作面放炮是诱发冲击地压的主要工序。
二、防治对策
针对煤矿冲击地压显现日趋频繁，我们要立足于最大程度地降低冲击地压危害，围绕超前预防，防患未然目标，不断完善机制，加大投入，实现重点危险区应力实时监测监控，并积极组织开展科技创新和课题攻关，研究探索出了一套实用、有效的冲击地压综合防治措施。
（1）优化生产布局，降低开采强度
优化煤矿开拓布局，是科学组织生产、优化劳动组织、提高劳动效率、实现煤矿安全生产、提高经济效益的一项重要基础工作，也是防止超强度、超能力、超定员生产的重要措施。针对煤矿冲击地压显现日趋频繁的现状，企业要高度重视，从合理调整生产布局，降低开采强度角度出发，减少应力集中缓解冲击地压对生产布置及开采程序进行调整，工作面采取“限速错时”生产，严格控制煤矿生产水平、采掘工作面个数，严格控制工作面推进度，降低动压影响。加强巷道支护强度，提高抗冲击能力。利用全断面防冲支架、液压抬棚、加强点柱进行加强支护，提高巷道的抗冲击能力。
（2）转变卸压方式，提高卸压质量
冲击地压是煤矿开采过程中出现的严重动力灾害之一，目前，应对煤矿中冲击地压实施的多为煤体卸压和顶板卸压等措施，这些措施对于缓解煤体冲击效果明显，但对于底板型冲击的防治作用较小。巷道底板冲击地压的防治主要是在高应力区域采取底板钻孔卸压或爆破卸压处理措施。煤层卸压是避免或减缓冲击地压的主要方法。必须对煤层进行多重卸压。一般采用开采解放层、在煤层中钻孔是煤层卸压的有效的措施。一是在回采工作面超前支撑压力影响范围内施工卸压钻孔、断顶爆破、煤层高压注水等措施，降低超前支撑压力范围内的应力集中程度，使巷帮侧向支撑压力向深处转移。消除掘进工作面超前应力。二是根据监测分析结果，对回采工作面的异常区域利用卸压爆破，消除冲击危险。三是回采工作面根据应力恢复周期、周期及各种监测数据分析结果，利用断顶爆破、卸压钻孔、煤层高压注水在超前应力影响范围内进行多轮卸压，始终保证超前应力范围处于低应力状态。四是根据煤柱区应力恢复周期，重复施工卸压爆破、卸压钻孔，降低区域应力。五是煤层注水。有冲击倾向的工作面开采前进行超前注水可以提前改善煤层结构，降低煤体的冲击倾向性，是一种主动治理措施。六是爆破卸压。工作面开采期间，可对工作面煤体进行超前松动爆破和卸压爆破。松动爆破是一种超前治理措施，卸压爆破是一种被动卸压治理措施，当监测到有冲击危险后，应立即实施卸压爆破。
（3）提高地压监测和预警防范指标，提升预警技术水平
对地压有效、准确监测是做好地压安全的重要环节，冲击地压采掘工作面建立“三级”预警网络体系，借助电磁辐射监测，辅以钻屑法、巷道变形量等传统预警手段。电磁辐射和煤的应力状态有关，应力高时电磁辐射信号就强，电磁辐射频率就高，应力越高，则冲击危险越大。当煤体发生均匀应变时，会在内部发生极化现象，压缩区域的电荷密度升高，而低应力区的电荷密度降低，导致电荷由高密度区向低密度区运动电磁辐射强度和脉冲数两个参数综合反映了煤体前应力的集中程度的大小，因此可用电磁辐射法[8-9]进行冲击地压前兆的识别。每天将各项监测数据进行汇总分析，形成分析报表，根据已总结的预警规律，及时对工作面冲击地压的发生提出预警，并下发预警通知单。
结论：经过对冲击地压影响因素、预测技术以及防止措施等方面加以深入的研究，尽量减少或是避免冲击地压的发生，为煤矿深部开采工作营造一个安全、稳定的开采环境，促进我国煤矿开采事业的安全发展。
关键词：煤矿 冲击 地压 原因 对策
2011年11月3日，义煤集团公司千秋煤矿发生一起冲击地压事故，造成10人死亡的惨痛事故。那么，什么是冲击地压？
冲击地压是采场周围煤岩体，在其力学平衡状态破坏时，由于弹性变形能的瞬间释放而产生一种以突然、急剧、猛烈破坏为特征的动力现象。冲击地压是一种特殊的矿山压力显现。其显现强度特征一般为弱冲击、强冲击、弹射、矿震、岩爆、煤炮、冲击波、弹性振动等，常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象；其发生突然剧烈，冲击波力量巨大，瞬间摧毁巷道、采煤工作面和设备，伤击人员。冲击地压防治是世界性难题之一，是煤矿开采技术上最棘手的问题，是制约煤矿安全发展的重要因素。
一、冲击地压发生的原因
近十年来，随着我国煤矿开采深度不断增加，开采强度不断加大，冲击地压矿井分布越来越广，多次发生冲击地压事故并导致人员伤亡。据不完全统计，国有矿井有冲击地压纪录的矿井有150多处，随着开采向深部转移，冲击地压问题将更加严重、更加突出、更为普遍。河南千秋煤矿“11.3”冲击地压事故再一次将人们的目光聚集到了煤矿事故上。由于冲击地压问题极为复杂，国内外目前尚未建立比较符合实际的冲击地压发生及破坏过程的理论，因而冲击地压的预测、预报及防治并不完备。据了解，千秋煤矿开采煤层具有强冲击倾向性，近年来一直采取综合防治措施进行治理。
（1）煤层具有冲击倾向性
冲击地压的发生与煤岩体物理力学性质有直接关系。据了解，冲击地压是煤矿开采过程中，井巷和采场周围煤、岩体在一定高应力条件下释放变形能，而产生的煤岩体突然破坏、垮落或抛出现象，并伴有巨大声响和岩体震动，经常造成支架折损、片帮冒顶、巷道堵塞、人员伤亡，对安全生产威胁巨大。比如义马集团千秋煤矿“11.3”冲击地压事故。
（2）砾岩活动是发生冲击地压的主要力源
一般煤层上方为几十米厚的砂岩层和几十米厚的红土层，随着工作面的推进，会发生周期性跨落；巨厚砾岩层形成板状悬空岩梁，砾岩层原来的应力状态发生改变，当板状砾岩层悬露面积达到一定程度后，开始缓慢下沉并周期性断裂跨落，砾岩层的断裂跨落对下部的煤岩体产生冲击载荷，从而加剧了工作面煤体的应力集中程度，工作面冲击危险增强，因此，巨厚砾岩层是发生冲击地压的主要力源。
（3）采深大应力高
煤矿开采过深过大，冲击压力也会高。一般发生在-500米水平，垂深为600米左右。开采大于该深度就有可能发生冲击地压。目前矿井最大开采深度为1230m，但有的已经远远超过这个限度。随着工作面采深的加大，自重应力已超过抗压强度，较高的原岩应力易使煤体产生应力集中而破坏。
（4）工作面推采速度的影响
回采工作面推采过大后，工作面煤体集中应力得不到及时释放，容易造成应力集中，因此工作面推采速度也是影响冲击地压发生的因素之一。
（5）放炮诱发
回采工作面放炮容易造成煤岩体能量释放，因此工作面放炮是诱发冲击地压的主要工序。
二、防治对策
针对煤矿冲击地压显现日趋频繁，我们要立足于最大程度地降低冲击地压危害，围绕超前预防，防患未然目标，不断完善机制，加大投入，实现重点危险区应力实时监测监控，并积极组织开展科技创新和课题攻关，研究探索出了一套实用、有效的冲击地压综合防治措施。
（1）优化生产布局，降低开采强度
优化煤矿开拓布局，是科学组织生产、优化劳动组织、提高劳动效率、实现煤矿安全生产、提高经济效益的一项重要基础工作，也是防止超强度、超能力、超定员生产的重要措施。针对煤矿冲击地压显现日趋频繁的现状，企业要高度重视，从合理调整生产布局，降低开采强度角度出发，减少应力集中缓解冲击地压对生产布置及开采程序进行调整，工作面采取“限速错时”生产，严格控制煤矿生产水平、采掘工作面个数，严格控制工作面推进度，降低动压影响。加强巷道支护强度，提高抗冲击能力。利用全断面防冲支架、液压抬棚、加强点柱进行加强支护，提高巷道的抗冲击能力。
（2）转变卸压方式，提高卸压质量
冲击地压是煤矿开采过程中出现的严重动力灾害之一，目前，应对煤矿中冲击地压实施的多为煤体卸压和顶板卸压等措施，这些措施对于缓解煤体冲击效果明显，但对于底板型冲击的防治作用较小。巷道底板冲击地压的防治主要是在高应力区域采取底板钻孔卸压或爆破卸压处理措施。煤层卸压是避免或减缓冲击地压的主要方法。必须对煤层进行多重卸压。一般采用开采解放层、在煤层中钻孔是煤层卸压的有效的措施。一是在回采工作面超前支撑压力影响范围内施工卸压钻孔、断顶爆破、煤层高压注水等措施，降低超前支撑压力范围内的应力集中程度，使巷帮侧向支撑压力向深处转移。消除掘进工作面超前应力。二是根据监测分析结果，对回采工作面的异常区域利用卸压爆破，消除冲击危险。三是回采工作面根据应力恢复周期、周期及各种监测数据分析结果，利用断顶爆破、卸压钻孔、煤层高压注水在超前应力影响范围内进行多轮卸压，始终保证超前应力范围处于低应力状态。四是根据煤柱区应力恢复周期，重复施工卸压爆破、卸压钻孔，降低区域应力。五是煤层注水。有冲击倾向的工作面开采前进行超前注水可以提前改善煤层结构，降低煤体的冲击倾向性，是一种主动治理措施。六是爆破卸压。工作面开采期间，可对工作面煤体进行超前松动爆破和卸压爆破。松动爆破是一种超前治理措施，卸压爆破是一种被动卸压治理措施，当监测到有冲击危险后，应立即实施卸压爆破。
（3）提高地压监测和预警防范指标，提升预警技术水平
对地压有效、准确监测是做好地压安全的重要环节，冲击地压采掘工作面建立“三级”预警网络体系，借助电磁辐射监测，辅以钻屑法、巷道变形量等传统预警手段。电磁辐射和煤的应力状态有关，应力高时电磁辐射信号就强，电磁辐射频率就高，应力越高，则冲击危险越大。当煤体发生均匀应变时，会在内部发生极化现象，压缩区域的电荷密度升高，而低应力区的电荷密度降低，导致电荷由高密度区向低密度区运动电磁辐射强度和脉冲数两个参数综合反映了煤体前应力的集中程度的大小，因此可用电磁辐射法[8-9]进行冲击地压前兆的识别。每天将各项监测数据进行汇总分析，形成分析报表，根据已总结的预警规律，及时对工作面冲击地压的发生提出预警，并下发预警通知单。
结论：经过对冲击地压影响因素、预测技术以及防止措施等方面加以深入的研究，尽量减少或是避免冲击地压的发生，为煤矿深部开采工作营造一个安全、稳定的开采环境，促进我国煤矿开采事业的安全发展。