冲击地压防治关键理论与技术分析

冲击地压防治关键理论与技术分析

摘要：我国大部分煤层和岩层都有不同程度的冲击倾向性，尤其深井开采（大

于800m）所发生的冲击地压更为频繁，冲击地压已成为继水灾害、火灾害、瓦

斯灾害、顶、底板灾害之后的又一重要的矿井灾害。冲击地压是由于巷道或工作

面周围煤岩体积聚的弹性能突然释放而产生突然破坏的动力现象，严重威胁着矿

井的安全生产。随着大多数矿井逐步进入深部开采，冲击地压发生的次数越来越

频繁，对矿井造成的危害也更加严重。所以文中将重点对冲击地压防治关键理论

和技术进行了分析。

关键词：冲击地压；防治；关键理论；技术分析

冲击地压是威胁煤矿安全生产的主要灾害类型之一，它不仅导致作业空间煤

岩体剧烈破坏，还可能引起瓦斯异常涌出、瓦斯爆炸、煤粉爆炸、冒顶等二次灾害。冲击地压机理以及防控技术的研究仍然方兴未艾。本文将我国冲击地压主要

特点、影响因素和防治技术标准进行总结，以促进世界煤矿安全防治的创新发展。 1冲击地压的主要特点

冲击地压出现在几个重要的工作区域主要包含采煤工作面、掘进工作面以及

回采巷道当中，回采巷道当中出现冲击地压的概率作为采煤工作面的四倍。所以，要将采煤工作面很少出现冲击地压的情况进行总结，掘进工作面和回采巷道更加

容易出现冲击地压。因为煤矿采掘的流程中，大面积的使用综采和综放的开采方式，机械支架将冲击地压所出现的势能释放取消，保证了采煤工作面的安全工作

环境，同时将采煤效率提高，同时有效的将采煤量增加。可是掘进工作面以及回

采巷道当中，伴随着挖掘深度的不断增加，出现瓦斯概率也逐渐增加，一旦煤矿

当中出现大量的瓦斯，不但会给工作人员安全带来威胁，同时还加大了冲击地压

的发生几率。

2冲击地压的影响因素

2.1自然地质分析

自然地质条件分析煤层的力学性质和物理性质，其中包括煤层硬度、厚度、

弹脆性、开采深度、含水率以及煤层结构的冲击倾向性考虑。不一样的矿井深井

的开采主要是因为自然地质条件的不同而导致不同的开采深度，同时冲击地压灾

害出现的强度和频率与开采深度存在紧密相关的联系。巷道两旁和工作面位置的

选择接近甚至超出煤矿开采深度临界值的同时，需要预防冲击地压的出现。一方

面要从煤层顶板岩层性质来考量，包含了岩石强度、整体性、岩层厚度等都与地

压动力现象有关系。另外一方面就是从煤析与顶板岩层组合性质对应力考虑分析。

2.2开采的深度

根据生产实践经验，开采深度越大，发生冲击地压的可能性就越大。这是因

为煤岩体的埋深越大，受到重力的影响就越明显，煤体所具有的原始应力也就越大。一旦应力超过煤体的极限强度，就会发生冲击地压。但是，这个深度会根据

各个地区煤体和岩体的某些物理特性发生改变，因此各个地区发生冲击地压事故

的临界深度是不同的。

2.3开采分析

矿井开采过程中，开切眼位置的选取，井下各类巷道之间的关系网络以及巷

道过断层，煤柱的留设都有可能导致井下岩层之间应力重新分配，导致开采时，

工作面以及巷道应力高度集中，能量积聚，发生冲击地压。

3冲击地压防治技术

3.1修改完善防冲措施

严格执行新版《煤矿安全规程》（国家安全生产监督管理总局令第87号），根据冲击地压危险程度进一步优化工作面防冲开采设计，合理确定工程布局和开

采方案，降低开采强度和回采进度，保证采、掘工作面防冲工程施工时间和质量，确保防冲措施能够有效消除冲击地压危险。

3.2静态冲击危险区预卸压措施

（1）初采前（或停产3d以上恢复生产）一班，对切眼、两巷60m进行钻屑

煤粉监测，将监测结果及时上报分析。（2）生产前针对工作面初次来压及一次

见方等，要求切眼外150m范围内施工预卸压钻孔，岩石段不施工。已完成预卸

压钻孔必须应用微震监测、应力监测评估卸压效果，发现预警信息后立即采取危

措施。（3）工作面生产后对两巷中高度危险区靠近工作面侧依次顺序向外打钻

预卸压（不包括全岩段），确保预卸压距离不小于150m，掘进期间已施工预卸

压钻孔段不再施工，但必须依靠微震监测、应力监测评估卸压效果，发现预警信

息时立即采取动态解危措施。

3.3动态危险区卸压解危措施

对于动态危险区，首先利用钻屑法进行检验。如果煤粉超标，说明该区域具

有发生冲击地压的危险，应对危险区域进行冲击地压解危处理。采用大直径钻孔

进行卸压。钻孔参数：孔径120～150mm，孔深20m，孔间距1.5m，垂直巷道走向、平行于煤层层面进行施工。一般程度上来说，“危险区”使用煤体深孔卸压的

方法后，都能够实现较为妥善的开挖。卸压孔打设完毕后，在工作面进行前进的

过程中，经常需要进行检验和监测卸压区域的冲击地压的危险性，非常要留意在

卸压后，应力可以及时“恢复”。

3.4改进巷道支护方式

在容易发生冲击地压事故的巷道中，可以采取锚喷网索等主动支护的方式，

根据现场矿压显现的实际情况，在顶板变形量较大的区域提高支护能力，可以增

加单体液压支柱的数量或者采用垛式支架等加强对巷道的支护，防止出现当冲击

地压事故发生时巷道遭到大范围的破坏，甚至出现巷道被完全堵死的情况。

3.5工作面采空区“见方”防冲措施

当工作面推进至“见方”时，采场支承压力峰值达到最大，极易诱发冲击灾害。根据专家评估意见，工作面“见方”将在两巷“见方”区域超前60m范围内造成影响，该区域是防冲的重点区域，因此需要在工作面“见方”期间加强监测监控，及时掌

握工作面顶板运动及来压情况。

3.6加强防冲教育培训

落实防冲教育培训制度，定期开展全员防冲知识和应急救援专项培训；定期

开展安全生产管理人员和现场操作人员防冲业务技能培训，提高防冲预警和处置

能力。

4冲击地压防治关键技术体系

冲压地压防治的关键就是建立整套成熟的防治系统，不完善的体系或者缺少

环节就容易的导致事故出现。冲击地压防治技术体系中包含七个不可或缺的环节：首先是优化防冲为基础的开采方案；其次，开采之前需要评估冲压低压井下危险性；接着开采之前预处理危险区域的防冲；然后在开采中建立检测报警系统；再

者检验危险区域卸压解危和效果；还有施工工作面的施工安全管理措施；最后总

结防治经验。根据上述七个关键环节打造三个防冲体系以及一个防冲流程，三个

防冲体系主要包括防冲人员组织、技术人员和设备、管理制度体系，一个防冲流