浅谈煤矿矿井冲击地压的发生机理防范措施预报和预测
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【摘要】叙述矿井冲击地压的大致分类及分类方式；影响冲击地压发生的原因及因素；冲击地压的发生机理；冲击地压的综合防治防范及治理措施。
近年来，随着我国煤矿开采深度的不断增加冲击地压的显现不断发生，这种自然灾害一旦发生，给人身安全造成极大威胁，笔者根据自己的工作经验并参阅部分资料就矿井冲击地压形成的原因、影响的因素、发生的机理和冲击地压危险综合防治的预测和预报予以浅谈。
1煤矿冲击地压的分类
按煤矿动力现象分主要有四类：冲击地压；煤（岩）与瓦斯突出；大冒顶或老顶突然来压；矿震。
冲击地压是矿山坑道周围岩体在其力学平衡状态破坏时，由于弹性变形能突然释放而产生的急剧、猛烈的动力现象。它具有很大的破坏性。
按冲击地压发生地点分为：顶板冲击地压一发生在煤层顶板的冲击地压；底板冲击地压一发生在煤层底板的冲击地压；煤层冲击地压一发生在煤层的冲击地压；矿体冲击地压一发生在矿体内的冲击地压；岩爆一发生在岩巷或隧道内的冲击地压。
按发生原因分为：压力型冲击地压一主要由开采引起的支承压力而造成的冲击地压；构造型冲击地压一主要由地质构造应力引起的冲击地压；混合型冲击地压一由开采支承压力和地质构造应力引起的冲击地压。
2影响冲击地压发生的原因及因素
（1）自然地质因素：主要包括受采深、地质构造及煤岩结构和力学影响
一般在达到一定开采深度后才开始发生冲击地压，此深度称为冲击地压临界深度。临界深度值随条件不同而异，一般大雨200m。总的趋势是随采深度增加，冲击危险性增加。这主要是由于随采深增加，原岩应力增大缘故。
地质构造如褶曲、断裂、煤层倾角及厚度突然变化等也影响冲击地压的发生。宽缓向斜轴部抑郁形成冲击地压；断裂犹如一个开采边界，若回采方向朝向断层面，则冲击危险增加；煤层倾角和厚度局部突然发生变化地带，实际是局部地质构造应力积聚地带，因而极易发生冲击地压。
关于煤岩结构及性能的影响。坚硬、厚层、整体性强的顶板（老顶），易形成冲击地压；直接顶厚度适中，与老顶组合性好，不易冒落，冲击危险较大；煤的强度高、弹性模量大、含水量低、变质程度高、暗煤比例大，一般冲击倾向较强。
（2）开采技术因素：开采多层煤时，任何造成应力集中的因素，如开采程序不合理、本层回采不干净、相邻两层开采错距不合适等，均对防治冲击地压不利。
从防治冲击地压的角度而言，壁式开采优于柱式开采，旱采优与水采；直线工作面优于曲线工作面，冒落法优于充填法。
煤柱和开采边界是最主要的应力集中因素，应尽量避免和减少这些因素的有害影响。
一般讲，随开采速度和开采强度增加，冲击危险性有家大的趋势。
3冲击地压的发生机理
冲击地压机理是指形成冲击地压的内在规律，它不同于一般的外部影响因素或发生条件，也有别于诱导因素。
根据力学观点，也可将冲击地压简单的理解为煤岩体的突然破坏，据资料显示，也可用强度准则、能量准则和冲击倾向度准则加以概括。
强度准则：即矿山压力大于煤体—围岩力学系统的综合强度。
能量准则：即煤体—围岩力学系统所释放的能量大于其破坏所消耗的能量。
冲击倾向度准则：即煤体的冲击倾向度大于试验所确定的极限值。
强度准则是煤体破坏准则，能量准则和冲击倾向度准则是突然破坏准则。三个准则同时成立，才是产生冲击地压的充分和必要条件。
根据资料，冲击地压往往伴随着井下生产过程的某些工序的进行，如爆破、冒顶、采煤等而发生，这些因素称为诱导因素，诱导因素本身的能量可能很小，但其诱发冲击地压的放大作用是可观的，因而诱导因素也是发生冲击地压的一个不可忽视的因素。
4综合防治
综合防治是对冲击地压全面和有效的处理，包括冲击地压预测、对已测出的冲击地压危险处理以及对已采取的治理措施的检查等3个有机联系的环节。
5冲击地压的综合防治、危险预测和预报
综合防治是对冲击地压全面和有效的处理，包括冲击地压预测、对已测出的冲击地压危险处理以及对已采取的治理措施的检查等3个有机联系的环节。
（1）经验法。综合自然地质和开采技术条件，根据生产经验，预测冲击地压。
（2）煤粉钻孔法。煤粉钻孔法是通过在煤体中钻小直径钻孔（直径40～50mm），根据钻孔时在不同深度排除的煤粉量及变化规律以及有关动力现象，达到探测目的的施工方法。这一方法的主要功能是鉴别冲击危险。
煤粉钻孔法是具有简单、易行、直观、可靠和适应性强等优点。
（3）流动地音监测法。材料受力产生变形或断裂时，以弹性波的形式释放应变能的现象称为声发射。在矿山条件下，声发射通常指的是岩体微破裂和宏观破裂时释放应变能的现象，亦称地音。
井下岩体是一种应力岩体，当应力达到一定数值后，将伴随有地音现象产生。因而，通过地音监测，就有可能对井下岩体工程的稳定性和岩体应力大小及变化情况，作出评价和预报。
6冲击地压的防范及治理措施
（1）合理的开拓巷道布置和正确的开采方法，许多冲击地压是在不合理的开采技术条件下造成的。为了防治冲击地压，合理的开拓巷道布置和正确的采煤方法是带有根本性的防治措施，一般要考虑以下几项原则：
开采有冲击倾向的煤层群时，开拓巷道布置应有利于保护层开采；划分采区时，避免形成应力集中的煤柱和不规则的开采边界；应尽量采用长壁开采和全部冒落法管理顶板；避免在集中压力区布置井巷，尽量将基本巷道布置在岩石中；避免形成由塑性煤体包围集中压力带；避免邻近的回采工作面相向推进，杜绝应力叠加；在有断层和采空区条件下，应尽量采取由断层或采空区开始回采的程序；应尽量采用宽幅掘进；回采线应尽量呈直线，且有规律的按正常回采速度推进；多煤层开采时，上下煤层工作面应有合理的错距；工作面支架应有足够的支护强度；在进行了地应力测量地区，应根据地应力测量结果布置井巷工程位置，并采取合理的几何形状；在地质构造区，应尽量避免构造应力的有害影响，避免向宽缓向斜轴部采掘。