煤矿冲击地压监测及防治技术的应用研究

刘超辉 雷田 容宾宾

陕西彬长小庄矿业有限公司 陕西省西安市 710086

摘要：冲击地压是煤矿生产中危害性较大的一类灾害，相关施工单位应该探索煤矿冲击地压监测及防治技术的有效应用方式，严格按照施工操作要求进行施工，减少冲击地压危害，提升企业的经济效益和社会效益。本文阐述了冲击地压的特征及破坏机理、冲击地压产生的原因与理论、煤矿冲击地压的有效防治技术以及煤矿冲击地压监测及防治技术的应用策略总结，希望能够有效防治冲击地压。

关键词：煤矿；冲击地压；监测；防治

冲击地压产生的原因和破坏机理较为复杂，针对冲击地压的产生，人们也总结出了强度理论能量理论、冲击倾向理论和组合理论等冲击地压理论。相关人员应该在了解专业知识的基础上，分析煤矿冲击地压监测及防治技术的有效应用方法，降低冲击地压的危害。

一、冲击地压的特征及破坏机理

冲击地压主要是指采煤工作现场周边的岩体在压力的作用下出现变形，释放变形能，引发岩体损坏甚至垮落的现象，又被称为岩爆。在冲击地压发生时常常伴有巨大的震动和声响，给支架带来不良影响，不利于生产活动的正常进行。冲击地压的破坏机理主要是因为岩体受到采动的影响，局部应力随之发生变动，形成了二维或三维状态的应力情况，进一步导致煤矿采掘面和巷道等位置周边的压力降低，是煤矿内部结构出现开裂现象，岩体的脆性明显增加且出现软弱层。煤岩体中聚集了大量的能量，应力状态呈现出向动力状态发展的趋势。这种状态极易在外界的影响下被破坏而释放出聚集的能量，地压事故因此而发生。冲击地压发生的原因复杂，突发性强且一般为瞬时爆炸，一旦发生将会造成一定的人身财产损失，因此需要相关部门及时监测和防治，降低冲击地压的不良影响。

二、对冲击地压产生的原因与理论分析

冲击地压理论一般分为三种，即强度理论能量理论、冲击倾向理论和组合理论。首先，强度理论主要认为冲击地压产生的原因是岩体自身的应力超过系统的强度，在某些应力瞬时增大或阻力瞬时降低的条件下，岩体所能承受的压力达到最大值，此时岩体出现运动破坏的情况产生抛射，进而引发了冲击地压。其次，能量理论认为围岩和矿体释放的能量是引发冲击地压的主要原因，能量的释放破坏了整体的系统平衡，当释放的能量超过消耗的能量时，冲击地压就会产生。与此同时，冲击倾向理论认为煤岩介质自身本就存在具有破坏力的冲击倾向，冲击地压所产生的可能度会被冲击倾向采用而作为冲击倾向度，引发冲击地压。组合理论认为上述提及的三种理论组合共同引发了冲击地压。

三、煤矿冲击地压的有效防治技术分析

（一）煤矿压力预测

煤矿压力预测是煤矿冲击地压的重要防治技术。相关工作人员可以针对岩体内部所表现出来的属性、介质、硬度和破坏能力进行检测。一般而言，钻屑率指标法、工程地震探测法、地音、微震监测法、综合测定法是煤矿压力预测的常用方法。钻屑率指标法又称为钻孔检验法，主要是在钻头打孔的条件下，分析出屑量的变化趋势来判断岩体内部应力和冲击地压可能发生的位置。工程地震探测法主要是通过检测人为地震的传播速度，评估地震传播速率对岩体应力分布的冲击影响判断冲击地压可能发生的位置。地音、微震监测法主要是在专业人员的的操作下检测岩体中所释放的声发射情况，总结和分析声发射规律，判断冲击地压。综合测定法综合应用了上述多种方法，对冲击地压产生的位置和事件的预测具有较高的准确性。

（二）钻孔卸压技术

为了降低冲击的危险，工作人员可以采用钻孔卸压术，即利用在高应力开采时煤层自身存在的弹性破坏钻孔周边岩石，及时释放煤层的能量，从而降低冲击地压事故发生的可能性。该方法可以以钻孔的方式转移岩石的高应力，但是需要注意的是，钻孔和钻机的选择是至关重要的，需要确保钻杆的直径和长度符合操作要求。钻孔卸压法需要工作人员合理把握打孔深度等相关参数，采取单排布置钻孔的方式，从而真正发挥出钻孔卸压法的应用优势。

（三）卸压爆破技术

卸压爆破技术主要是指通过定点爆破的方式提前排除冲击产生的潜在风险，是煤矿冲击地压的有效防治方式。在爆破的过程中，煤层周边岩体可能会有裂缝产生，改变了周边煤层的力学结构，降低了相关能量的大小和弹性强度，防治应力不断扩散。卸压爆破技术的采用需要工作人员做好细致的调查评估，判断爆破工作开展的必要性，并在爆破完成后加强管理，提升卸压成效。

（四）煤层注水技术

煤层的属性会因为煤层注水技术的应用而出现一定程度的变化，例如，由于煤层自身具有透水性和孔隙，所以在注水的情况下，煤层的结构、煤层的蓄积弹性和煤层的强度都会改变，增大了煤层的塑性，有效处理了冲击地压的危害。煤层注水技术应用主要采取两种方式，即顶板和压注，注水的时间对冲击地压的防治效果有一定的影响，需要工作人员合理安排注水时间。与此同时，工作人员还应该加强注水后煤层的卸压情况，提升注水技术对冲击地压防治的效果。煤层休注水可以在机械化的条件下运行，避免人员进入危险区域，从而保障了人员安全。

四、煤矿冲击地压监测及防治技术的应用策略总结

（一）完善冲击地压监测预警基础设施

为了进一步提升煤矿冲击地压监测和防治技术的效果，需要施工单位不断完善冲击地压监测预警基础设施，全方位的监测作业人员、机械设备和作业环境，在采集各类数据信息后进行快速高效且精准的分析，从而及时发现冲击地压潜在的问题和漏洞，做好监测预警，提升生产作业的安全性和效率，确保矿区生产能够有序进行。

（二）选择最佳的监测方法

微震监测技术可以实现震中定位功能，帮助工作人员有效评估矿山动力规律。通过在整个矿区开展微震监测活动，可以准确计算微正能量和震源定位，是评估冲击地压危险的有力数据支持。地音监测技术主要是通过配置低音传感器来全面监测采动影响区。例如，煤岩体破坏程度和受力程度可以通过分析能量和频次，获得地音活动规律，从而帮助施工人员评估煤岩体的稳定性，及时发现冲击危险。此外，电磁辐射法也是重要的监测方法之一。煤岩体在发生破裂或断裂的情况下会伴随着发射信号和电磁辐射的产生，工作人员可以综合分析各类信号，精准预测煤岩动力灾害，确保生产工作能够安全进行。

（三）做好人员的安全教育

对工作人员开展安全教育培训是煤矿冲击地压监测及防治技术应用的关键。施工单位应该帮助员工树立安全理念，吸取安全事故的经验教训，确保安全红线不逾越，避免因为人为因素影响生产安全。施工单位可以通过落实每一位员工的管理职责，确保各项有效落实各项安全管理措施，并以安全管理责任制度规范员工行为，从而有效防范安全隐患。

（四）做好日常巡视检查

施工单位应该全面把控煤矿冲击地压防治期间的日常管理工作，做好日常巡视检查，及时发现并解决生产期间的隐患与漏洞，做好安全监督检查工作，保障生产作业的安全有序开展。安全监督工作的开展需要积极学习和利用现代化的技术手段，融合线上和线下技术，提升日常巡视检查的效率，从而创造更大的安全管理效益。

结语：

综上所述，煤矿冲击地压监测及防治技术的应用是确保煤矿安全生产的重要方式，需要引起相关部门的重视。工作人员应该了解冲击地压的特征及破坏机理、冲击地压产生的原因与理论，根据实际情况选择合适的煤矿冲击地压防治技术，并通过冲击地压监测预警基础设施的完善、监测方法的选择、安全教育等方式，有效降低冲击地压危险，保障人身财产安全。

参考文献：

[1]陈昆,张波.煤矿冲击地压防治技术研究与应用分析[J].内蒙古煤炭经济,2020(18):26-27.

[2]李伟.煤矿冲击地压防治技术研究与应用研究[J].山东工业技术,2019(03):79.