浅谈冲击地压机理及防治.doc

浅谈冲击地压机理及防治.doc浅谈冲击地压机理及防治
【摘要】随着我国煤矿开采深度和开采强度的不断增加，发生冲击 地压的频率也不断增加，通过对冲击地压本质的判定和其发生机理的分 析，总结了断层错动型、煤体压缩型、顶板断裂型等三种基本类型的冲击 地压；并就相应的冲击地压的防治技术作了简单概括。
【关键词】冲击地压；机理；类型；防治
0引言
煤炭是我国的主体能源，在一次能源生产和消费结构中一直占70%左 右[1],在未来相当长时期内，煤炭作为主体能源的地位不会改变。因此, 我国对于煤炭的需求将是持久的巨大的，然而，煤炭的不可再生性、开采 历史的久远性和近年来巨大的需求性使我国浅部煤炭几近枯竭，所以，我 国煤炭资源的开采深度在快速增加，由于这一因素的影响，我国矿井冲击 地压等动力灾害日益加剧，严重地威胁着煤矿开采的安全。据统计，1985 年我国冲击地压煤矿有32个，而2011年底，发生冲击地压的矿井就多达 142个，同时，全国有近50个矿井开采深度达到或超过1000m； 2006〜2013 年，先后有新汶、抚顺、华亭、北京、义马、阜新、鹤岗、七台河、平顶 山等煤炭生产企业因冲击地压而导致的重大伤亡事故多达35次，造成300 余人死亡，上千人受伤。冲击地压的破坏程度也呈增大趋势。
据统计，各种类型的矿井都有冲击地压发生的报告，各类煤层都发生
过冲击现象，地质构造从简单到复杂，煤层从薄到特厚，倾角从水平到急 倾斜，砾岩、砂岩、灰岩、油母页岩顶板都发生过冲击地压［2, 3］。
所以，我国学术界对煤矿冲击地压问题一直非常重视，但由于问题的 复杂性，目前对冲击地压的研究还不够充分，需要进行长期艰苦的探索和 实践才可能取得突破进展。
1冲击地压机理
1. 1冲击地压的判定
煤矿等地下工程所处环境的复杂性决定了冲击地压、岩爆、矿震［4,
5］现象的时有发生，但是何谓冲击地压、岩爆、矿震，三者之间有区别吗？ 区别在哪？目前来看人们对此的认识还比较模糊。不同行业领域对此的认 识也不一样，隧道交通等行业谓之岩爆，矿业领域称之为冲击地压（矿震）。 下面是全国科学技术名词审定委员会对这3个名词术语的解释：
冲击地压是指在高应力围岩中由于巷道或工作面的开挖，储存在围岩 内部的弹性变形能瞬间得到释放而形成剧烈的动力破坏现象，常伴有气 浪、煤岩体的抛掷及巨响等现象。它往往给采掘空间内的人员和设备带来 灭顶之灾，并有可能带来地表塌陷甚至局部矿震。
岩爆是指硬性与脆性的高应力围岩由于地下工程的开挖导致其弹性 应力的瞬时释放，而使这些围岩破裂松弛、剥离破坏甚至抛射出来的动力 现象。
矿震是指由于井巷或工作面开挖导致其周围煤岩体原有应力场失去
平衡，在局部发生应力的集中，能量的储存，达到极限后在瞬间释放出来, 而使周边甚至更远处岩层岀现震动现象。
这些认识上的差异究其原因与行业领域的目的要求有着深层次的渊 源。对于隧道交通等行业，这些工程是重要的民生工程，它对工程空间周 边岩体的大变形和破坏要求非常苛刻，是不允许发生的；而矿业类工程它 具有暂时性的特点，在满足空间安全的前提下允许其周边围岩发生变形或 破坏。
从以上解释可以明确，在高应力围岩中由于弹性能的瞬间释放而产生 的岩体破坏的动力灾害现象是冲击地压和岩爆所共同具有的特点。这里的 关键是“破坏”和“灾害”，也就是说围岩造成了