摘要：冲击地压（又称“冲击矿压”）是指工作面内积累的煤岩体弹性变形能突然释放，产生强烈振动，造成煤岩体严重破坏的一种动力灾害。岩爆灾害的防治已成为社会关注的焦点和煤矿安全生产的重点工作。

关键词：煤矿影响;地压区;压力控制;技术分析研究

1煤矿岩爆防治的瓶颈

1） 影响压力环境的因素很多，但人们对压力环境的全面感知还没有实现。冲击地压同时受到地质、采矿等诸多因素的影响，各因素对于冲击荷载的力学特性已经通过了冲击地压的试验，数值模拟验证了工程措施中各因素在存在应力环境影响的条件下，目前，已经能够实现地震覆盖、电磁辐射覆盖局部、钻孔应力覆盖点布设，但在检测精度和可靠性方面，仍远远不能满足空间应力环境连续传感的要求。

2） 监测数据总量大，但有效的制导信息挖掘不深。强调矿山环境监测中影响地压的手段要做比较一般的联合布置，但受监测方法原理、井下测点布置的环境复杂程度、安装规范、合理性等因素的影响，数据质量难以保证，分析结论不一致，甚至经常发生冲突，不太可能通过每种类型的验证数据来相互支持。此外，在获取大量监测数据之后，人工分析仍是目前主要的方法，而预警指标的设计和阈值的合理设置也缺乏可靠的基础支撑，导致数据挖掘的深度有限。

3） 测量类型丰富，但测量参数缺乏科学的定量支持。目前应用于冲击地压控制的协维措施手段覆盖了区域和地方尺度，可选手段类型比较丰富，但对于各种具体场景的措施参数如何设计，以确保最大效果，仍缺乏相关依据，仍有很大程度上取决于经验和多次现场测试，为了逐步实现参数的优化调整，一旦现场发生变化，同样措施的可靠性和再优化效率将成为高产高效工作面的制约因素。

4） 设备性能指标较高，但并未完全避免工人的紧急操作。斜尾冲击地压防治措施是以钻探为主的多执行手段，其使用场景包括大直径钻孔卸压、卸荷预裂爆破、顶板等，现有钻机在执行这些任务时的钻探能力较大，性能丰富，但问题是，你需要在危险区域进行作业，而钻机仍然需要直接作业人员，因此，在危险区域存在安全威胁无法回避的矛盾。

2区域防冲刷对策建议

2.1区域反冲洗规划

2.1.1合理扩大布局

近年来，断层构造区发生了多次地震，给矿山生产带来了很大困难。目前，该煤矿正在调整开发布局，计划调整岩层，附近的煤矿也有类似情况。在新建煤矿可行性研究阶段，应认真开展影响责任评价和影响风险评价。从设计严重冲击地压煤层开始，在掘进巷道和采（盘）区衔接上应充分考虑冲击地压的影响，实现“一井多区、一区单侧、交替开采”的布置格局。

2.1.2合理布置煤柱

受冲击地压影响的巷道支护煤柱基本上有两种类型，一种是断面煤柱，另一种是大巷煤柱。胡家河煤矿开采的煤层厚度大、坚硬。403盘区埋深650-780m。工作面回采巷道间煤柱设计宽度为50m。巷道立柱设计为80m，根据影响，调整为200m。调整后，矿柱压力明显降低。煤柱附近应力集中较大，易发生冲击地压。大巷使用寿命长，保护煤柱易受采空影响。设置煤柱时，应根据实际情况分析影响范围，合理设置煤柱。

2.1.3合理确定工作面长度

从应力分布来看，当工作面长度增加时，对冲击风险影响不大。此外，在保证产量的前提下，延伸工作面可以有效控制推进速度，避免推进速度过快的情况，降低岩爆风险。目前胡家河采煤工作面长度180～200m，小庄采煤工作面平均长度196m。结果表明，当工作面长度从150m变为300m时，侧向支承压力的影响范围与工作面长度增加前基本相同，工作面超前支承压力的峰值和影响范围不明显。在相同条件下，工作面长度增加，工作面顶板破坏高度也增加，但超过一定长度时，顶板破坏高度趋于稳定。根据彬长矿区的现场观察，随着工作面长度的增加，步距减小，但由于顶板破坏高度和面积的增加，整个支架的应力增加。因此，工作面长度的增加对巷道和采场围岩的应力分布影响不大，但对顶板活动性的影响更为明显，有利于防止大面积悬顶现象的发生。

2.1.4合理开采速度

矿区内强、中、弱冲击危险区的行车速度分别不大于10m/d、12.4m/d和14.8m/d。强、中、弱冲击危险区采煤工作面掘进速度分别不得超过4.0m/d、6.4m/d和8.0m/d。它是在保证矿山合理生产能力的基础上预防岩爆的有效措施。根据矿区经验，针对不同的冲击危险区，应临时设置不同的掘进和开采速度，以避免快、慢、高强度的开采，否则会对采场覆岩顶板和围岩产生强烈扰动。根据地质和采矿技术条件以及各种监测手段获得的数据，进行统计分析，确定适合该矿的合理开采速度。

2.1.5合理的采煤方法

随着开采方法、巷道布置和顶板管理方法的不同，煤岩体在掘进和开采过程中的矿压及其分布规律也有显著差异，发生岩爆的风险也不同。从总体上看，彬长矿区煤层结构相对简单，厚度较大，采用放顶煤长壁开采方法。从冲击地压的影响来看，由于工作面上方的顶煤起着直接顶板的作用，在顶板受压时对顶板压力起到缓冲作用，原则上有利于冲击地压的防治。但由于工作面矿山设计较长，开采高度和开采面积较大，厚硬岩覆盖层赋存明显，顶板活动较为强烈，存在一定的冲击风险，因此在开采过程中也应加强对顶板活动的监测，提高工作面初期支护力，提高工作面支护强度。

2.1.6合理的支护方法

回采巷道采用“锚杆+锚索+W钢带”联合支护，地质构造等特殊地段采用注浆或桁架支护加固，局部破碎地段采用喷射混凝土封闭。洞室巷道采用“锚杆+锚索+异形钢带+喷射混凝土”联合支护，采用高密度支护实现一次支护。断层破碎带增设“注浆+脚手架”加固支护措施。一般采用综采放顶煤液压支架。液压支架广泛应用于工作面回风通道的超前支护。运输槽采用超前液压支架+单体液压支柱超前支撑，超前支撑范围不小于120m。优化巷道抗冲击支护体系，开展冲击危险区巷道支护效果评价，优化静、静载荷叠加条件下的巷道抗冲击支护体系，有效增强煤层巷道抗冲击能力。通过调整坚硬顶板的支护参数，降低了岩爆对巷道的破坏程度，减少了巷道的维护工作量。

2.2监控系统

矿区分别采用Aramim/E微震监测系统。部分煤矿使用一套KJ551微震监测系统，部分煤矿使用一套SOS微震监测系统。一些煤矿还安装了两套微震监测系统，形成了相互协调、相互验证的监测模式。这些系统基本上可以实现矿山振动定位、振动能量计算和振动危害评价。但各微震监测系统的监测范围、能量和频率略有不同，难以建立矿区数据共享、远程操作、统一震级的区域监测共享平台，难以整合各矿井现有监测系统，实现公司与矿井之间的实时传输系统。当然，要实现岩爆远程监测平台的资源共享、专家诊断、在线预警、信息服务和决策，还有很多工作要做。

3结论

在冲击地压控制工作背景下，碳-碳中性目标的峰值在我国取得了良好的效果，同时随着蒙古晋等大型煤炭基地逐渐进入深部开采，冲击地压问题成为制约高效绿色矿区发展和冲击地压面积的障碍，岩爆、煤与瓦斯突出灾害交织，岩爆防治面临新的挑战。岩爆防治研究应利用人工智能、大数据、云计算等新兴技术，提高岩爆监测、预警和防治的智能化、精确化水平，实现煤炭资源的安全绿色生产，为“双碳”重大战略做出贡献。

参考文献

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