田本強,趙廣軒

（山東省臨沂市山東能源臨礦集團株柏煤礦生產(chǎn)科,山東 郯城 276111）

隨著世界各國的經(jīng)濟不斷發(fā)展，所需求的資源數(shù)量越來越大，在最近十幾年里，煤炭資源的大量和深度開采會造成沖擊地壓等類型動力災害的發(fā)生，發(fā)生的頻率可以說越來越高，嚴重威脅著煤礦開采的安全問題。據(jù)相關資料的統(tǒng)計，2013年底，我國發(fā)生沖擊地壓的礦井已經(jīng)達到154個，有將近60個礦井開采深度已經(jīng)超過1000 m，其中一些煤礦企業(yè)受到了沖擊地壓的破壞，最終導致了重大傷亡事故的頻繁發(fā)生，造成多數(shù)人員受傷，甚至死亡。我國屬于煤礦開采大國，煤炭生產(chǎn)總量占世界的一半左右，加上我國煤炭地質條件的復雜性，我國的煤礦沖擊地壓問題尤為突出。因此，相關的單位和專家學者，非常關注和重視煤礦沖擊地壓的機理和防治等問題，我國的相關部門建立了一些比較科學化的研究計劃，主要研究動力災害的機理和防治，這也是重點研究煤礦沖擊地壓的重要原因。但是由于執(zhí)行的過程中會遇到很多復雜的問題，不能充分的實現(xiàn)沖擊地壓的機理和防治研究，因此，相關部門和專業(yè)人員需要進行長時間的探索和實踐工作，同時這也是現(xiàn)在及未來面臨的重大挑戰(zhàn)和難題。

1 沖擊地壓發(fā)生機理與防治技術研究現(xiàn)狀及存在的問題

1.1 沖擊地壓地質構造條件及相互作用機制

礦井的地質特征、構造過程及區(qū)域應力環(huán)境等都是形成沖擊地壓的重要因素，有著直接和密切的關系，地質演化控制著每層的產(chǎn)狀、展布及厚度，并且會直接影響地質構造的賦存、應力或殘余應力場的分布。不同的地質運動會產(chǎn)生不同或多種地質構造，然而其中的特征具有一定的特殊性，在一定程度上會誘發(fā)礦井地質災害的發(fā)生，這是其中主要的條件和因素。另外，斷層和褶曲等一些的特殊地質構造是誘發(fā)沖擊地壓的主要地質因素，近幾年，國內外有很多的學者對煤礦沖擊地壓的發(fā)生進行了大量的研究和分析，其中的結果顯示，沖擊地壓的形成和斜軸部、構造變化及應力帶區(qū)域有著直接的關系。我國曾有多名相關專家和學姐指出，沖擊地壓的形成和斷層的不同類型具有一定的密切關系。其中2種類型的地質構造主要有增壓和減壓，增壓型地質構造會在很大程度上引起沖擊地壓的發(fā)生，相反，減壓型引起沖擊地壓的發(fā)生幾率幾乎為零，因此，詳細的了解相關地質構造的信息和知識是非常重要的。賦存形態(tài)和斷層的精確描述可以有效的探測引起沖擊地壓發(fā)生的內資因素和條件。探地雷達、TSP超前地質預報、三維地震勘探等技術是國內目前對地質構造探測的主要技術。我國的煤炭資源開采程度相對巨大，一些實際的問題和情況也顯而易見，針對煤炭深層地質構造特征研究的同時，要對煤層和空間結構及力學性質進行相關的探索和發(fā)現(xiàn)，并且要有針對性的建立一套完整的監(jiān)測系統(tǒng)和綜合探測方法，從而有效的對礦物成分和細觀結構與沖擊傾向性的關系及模型描述，構建判別準冊。

1.2 煤礦沖擊地壓的發(fā)生機理

我國在全世界內一直都屬于煤炭資源大國，在開采的深度和總產(chǎn)量居世界第一位，針對這種情況而言，我國沖擊地壓的發(fā)生率也是最頻繁的，因此，研究沖擊地壓過程中動力穩(wěn)定性問題是必要的，同時這也需要專業(yè)的理論知識及穩(wěn)定性較強的實踐經(jīng)驗，從而深入研究沖擊地壓的機理的相關問題。沖擊機理分為3種類型，一是物力學性質，對其進行深入的研究和分析，找出其中的破壞特點及因素，同時需要要利用一些非線性理論對沖擊失穩(wěn)的過程進行探索；二是地質構造及局部變形的突出，根據(jù)地質弱面和媒體幾何的結構來研究沖擊地壓機理兩者之間存在某種關聯(lián)；三是擾動影響與沖擊地壓之間的關系。針對我國的煤炭資源開采來講，最近幾十年內處于大量開采的范圍內，其深度和擾動一直在不斷的快速增加，沖擊地壓機理多因素的特點越來越明顯。因此，應該根據(jù)煤巖體的裂隙開采能量的積聚與釋放機制、能量場的時空演化規(guī)律及動力災害演變能力作為最基本的出發(fā)點，基于失穩(wěn)模型與判別標準和能量體系，利用分叉理論和動力學來研究破裂演化而誘發(fā)的沖擊地壓的整個過程，探索沖擊地壓災害機理與防治的有效途徑。

2 預警技術與防治方法

2.1 預警技術

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，我國的科學技術屬于突飛猛進的階段，各種現(xiàn)代科學技術不斷的被推廣和應用，幾幾年內，我國針對沖擊地壓預警技術方面也取得了較大的突破和進展，同時我國在全世界的范圍內大量的引入高新技術的監(jiān)測設備，對沖擊地壓的監(jiān)測預警發(fā)揮著相當巨大的作用。我國目前煤礦監(jiān)測預警沖擊地壓的主要方法有礦壓觀測法、鉆屑法、頂板動態(tài)儀、鉆孔應力測量法、電磁輻射法、地震CT技術及電荷感應監(jiān)測技術等等。以上這些方法和技術能夠有效的對沖擊地壓進行監(jiān)測和預警，但是由于沖擊地壓機理的復雜性，不同監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測原理、對象、精度、范圍也不同，因此，從前兆信息中判別得出準確的預警結果扔然有很長的路要走，這也是我國現(xiàn)在及未來面臨的重要挑戰(zhàn)和難題。

2.2 綜合防治方法

沖擊地壓的綜合防治技術主要有三個方面，首先是針對性的對防治方法進行優(yōu)化設計，降低沖擊地壓的發(fā)生幾率；其次要對沖擊危險區(qū)域有一個基本的了解和掌握，避免高應力集中和改善煤巖體介質性質以減弱積聚彈性能的能力；最后要根據(jù)實際情況和條件以及現(xiàn)場環(huán)境進行支護方法的選擇，增大支護強度和支護方式，進行相關的改善工作，從而有效的提高支護抵抗沖擊的能力，屬于被動防護。針對一些開采技術，同樣需要進行一些優(yōu)化，從源頭上消除和降低應力高度的集中，這是一種有效降低沖擊地壓危險現(xiàn)象發(fā)生的一類方法。

[1]龐緒峰.堅硬頂板孤島工作面沖擊地壓機理及防治技術研究[D].中國礦業(yè)大學(北京),2013.

[2]姜福興,魏全德,王存文,姚順利,張寅,韓榮軍,魏向志,李澤成.巨厚礫巖與逆沖斷層控制型特厚煤層沖擊地壓機理分析[J].煤炭學報,2014(07):1191-1196.

[3]歐陽振華.多級爆破卸壓技術防治沖擊地壓機理及其應用[J].煤炭科學技術,2014(10):32-36+74.

[4]苗小虎,姜福興,王存文,鄧建明.微地震監(jiān)測揭示的礦震誘發(fā)沖擊地壓機理研究[J].巖土工程學報,20.