摘要:煤礦生產(chǎn)是我國重要資源,在煤礦采挖的過程中,經(jīng)常會(huì)發(fā)生一些安全事故,煤礦安全生產(chǎn)是當(dāng)前社會(huì)共同關(guān)注的話題,沖擊地壓災(zāi)害是煤礦生產(chǎn)中比較常見的一種災(zāi)害,而且近年來,此災(zāi)害發(fā)生的頻率處于一個(gè)不斷上升的趨勢。本文通過對突出煤層掘進(jìn)巷道沖擊地壓發(fā)生機(jī)理的分析,探討沖擊地壓的防治技術(shù)。
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1671-864X(2015)08-0090-01
沖擊地壓的發(fā)生一般是沒有預(yù)兆的,在煤礦采挖的過程中,沖擊地壓是發(fā)生在煤礦巷道中,發(fā)生的時(shí)間也非常短,一旦發(fā)生沖擊地壓,將導(dǎo)致巷道坍塌、巖石破裂等,會(huì)直接威脅到巷道內(nèi)工作人員的生命安全,所以科學(xué)合理的探究突出煤層掘進(jìn)巷道沖擊地壓防治技術(shù),在當(dāng)前煤礦生產(chǎn)中是非常重要的。
一、掘進(jìn)巷道沖擊地壓發(fā)生機(jī)理分析
煤礦開采是在礦井下進(jìn)行的,在煤礦挖掘的過程中,隨著采挖行動(dòng)的進(jìn)行,煤礦巷道的深度會(huì)越來越大,礦井下的空洞部分也越來越大,巷道周圍必須要承受非常大的承載力,因?yàn)殡S著巷道的加深,煤巖要承受的載荷也越大,當(dāng)巷道周圍的煤層不能承受這個(gè)壓力,煤層就會(huì)因?yàn)閴毫^大而發(fā)生反彈,煤層中的能量會(huì)在一瞬間釋放出來,形成沖擊地壓。這個(gè)壓力可以稱為沖擊地壓發(fā)生的臨界壓力,而此時(shí)煤礦所采挖的深度就是沖擊地壓的臨界深度。對不同的煤礦,沖擊地壓的臨界深度也是不一樣的,因?yàn)榕R界深度的影響因素有很多,此外,煤礦周圍的地質(zhì)條件的突變也可能會(huì)造成沖擊地壓的發(fā)生。
煤礦巷道沖擊地壓發(fā)生與煤礦的結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系,煤層頂板的穩(wěn)定性對沖擊地壓的影響極大,一般情況下,煤層頂板穩(wěn)定性好的煤礦,發(fā)生沖擊地壓的機(jī)率會(huì)低一些,但這也只是與煤層頂板穩(wěn)定性差的煤礦比。此外,結(jié)合突出煤層來分析,在煤層突出的地方,瓦斯的含量非常高,突出煤層出現(xiàn)沖擊地壓,除了會(huì)讓煤礦坍塌外,還會(huì)釋放出大量的瓦斯,不管是對工作人員,還是煤礦周圍的人的生命,都會(huì)造成非常大的危害,也會(huì)加劇環(huán)境污染。
二、沖擊地壓的影響因素
沖擊地壓的發(fā)生有很多影響因素,在進(jìn)行沖擊地壓防治技術(shù)分析的過程中,應(yīng)該要結(jié)合這些因素進(jìn)行具體分析。
第一,開采深度煤礦。沖擊地壓一定程度上與煤礦巷道周圍壓力是成正比的,煤層受到的壓力越大,發(fā)生沖擊地壓的可能性也越大,而壓力與煤礦開采的深度同樣是成正比關(guān)系的,礦井挖掘得越深,巷道周圍需要承受的壓力就越大,煤層周圍的巖石受到巨大的壓力容易產(chǎn)生變形,并且會(huì)蓄積大量的彈性勢能,導(dǎo)致發(fā)生嚴(yán)重的沖擊地壓。雖然在開采前,經(jīng)過科學(xué)合理的計(jì)算,可以計(jì)算出礦井中發(fā)生沖擊地壓的臨界深度,但是這個(gè)深度也只是大致的,而且計(jì)算的結(jié)果會(huì)隨著礦井周圍的條件而改變,為沖擊地壓的發(fā)生埋下安全隱患。第二,地質(zhì)構(gòu)造。因?yàn)闆_擊地壓發(fā)生的部位一般是巷道煤層,煤層的厚度對沖擊地壓的發(fā)生也有一定的影響,煤層較薄的地方越容易發(fā)生沖擊地壓,所以煤礦地質(zhì)構(gòu)造也是影響沖擊地壓發(fā)生的因素之一。第三,煤層與頂板的穩(wěn)定性。沖擊地壓發(fā)生的時(shí)候,煤巖是處于一個(gè)爆發(fā)的狀態(tài),煤巖爆發(fā)有一個(gè)向外的力,這個(gè)力會(huì)沖擊煤層與頂板,如果煤層與頂板的穩(wěn)定性夠好,沖擊力不夠?qū)⒚簩优c頂板沖開,那么沖擊地壓就不會(huì)發(fā)生,所以一般情況下,煤層與頂板穩(wěn)定性弱的煤礦,發(fā)生沖擊地壓的機(jī)率會(huì)更高。第四,開采方法及開采順序。煤礦開采雖然是體力活,但是在開采過程中也有很多學(xué)問,開采方法的選擇,開采順序的確定,這些都與沖擊地壓的發(fā)生息息相關(guān)。
三、沖擊地壓防治技術(shù)
對突出煤層掘進(jìn)巷道沖擊地壓防止技術(shù)進(jìn)行分析,需要結(jié)合煤礦開采過程中,沖擊地壓發(fā)生的影響因素,結(jié)合煤礦的實(shí)際情況,制定一個(gè)科學(xué)合理的開采方案,要引進(jìn)先進(jìn)的采挖技術(shù),在保證安全生產(chǎn)的提前下,提高煤礦的生產(chǎn)效率,在生產(chǎn)過程中,要確定安全生產(chǎn)體系,杜絕生產(chǎn)過程中的不安全行為。
第一,要合理的選擇開采方式與開采順序。對突出煤層來說,一旦發(fā)生沖擊地壓,突出煤層中的瓦斯等有害物質(zhì)就會(huì)對人體與環(huán)境產(chǎn)生危害,所以要合理的選擇開采方式與開采順序。開采方式的選擇應(yīng)該結(jié)合煤礦的地質(zhì)與周圍的環(huán)境,在開采之前應(yīng)該對煤礦的地質(zhì)進(jìn)行勘測,了解礦井內(nèi)的環(huán)境,在勘測到危險(xiǎn)煤層或者容易發(fā)生沖擊地壓的地段進(jìn)行標(biāo)記,確定好開采的順序,在采挖的過程中也要時(shí)刻注意巷道內(nèi)地質(zhì)的變化,讓遇到煤層薄弱的地段時(shí),要改變挖掘方向,還要注意要盡量讓巷道內(nèi)的壓力平均化,避免巷道內(nèi)局部壓力過大。第二,開采保護(hù)層。對沖擊地壓的防治,保護(hù)層是非常關(guān)鍵的,保護(hù)層可以有效的保護(hù)巷道周圍的煤層,在一定范圍內(nèi)的壓力下,巷道可以因?yàn)楸Wo(hù)層而不受到損害,在開采的過程中,臨近巷道煤層采挖時(shí),要根據(jù)礦井的實(shí)際情況,選擇無沖擊性或者沖擊性比較弱的煤層作為巷道的保護(hù)層,開采的過程中還應(yīng)該保證時(shí)間與空間的同步,防止某個(gè)地段出現(xiàn)過度開采的現(xiàn)象,破壞保護(hù)層。第三,煤層預(yù)注水。在礦井開采的過程中,要適當(dāng)?shù)脑诿簩酉锏纼?nèi)注水,煤層的承載力過低,是其物理性質(zhì)造成的,所以要利用科學(xué)來改變煤層巷道的物理性質(zhì),以提高煤層的強(qiáng)度,巷道發(fā)生沖擊地壓的機(jī)率就會(huì)減小,對煤層注水就是一個(gè)非常好的措施,煤層內(nèi)含水量增加,就可以增加煤層的重力勢能,其彈性勢能就會(huì)降低,沖擊地壓發(fā)生時(shí)就沒有足夠的勢能釋放出來。第四,對煤層進(jìn)行卸壓。既然煤層巷道沖擊地壓現(xiàn)象的產(chǎn)生與其受到的壓力有關(guān),就可以通過對煤層卸壓的措施來降低煤層的壓力,將煤層內(nèi)蓄積的能量釋放出來,目前采用的方法有兩種,一種是卸壓爆破,就是在感覺巷道內(nèi)達(dá)到了臨界沖擊地壓深度時(shí),對此區(qū)域進(jìn)行卸壓爆破,在有計(jì)劃的情況下進(jìn)行爆破,可以解決這段區(qū)域內(nèi)的沖擊地壓,并且不對人們產(chǎn)生生命上的威脅。第二就是鉆孔卸壓,這種就是在煤層周圍進(jìn)行鉆孔,將其中蓄積的能力通過鉆孔釋放出來,煤層達(dá)不到這個(gè)能量,就不會(huì)產(chǎn)生沖擊地壓。
四、結(jié)語
沖擊地壓對煤礦生產(chǎn)有很大的危害,在煤礦生產(chǎn)中,一定要積極采取科學(xué)合理的技術(shù),做好煤層掘進(jìn)巷道沖擊地壓的防治。