煤矿冲击地压危险性预测与防治技术分析

煤矿冲击地压危险性预测与防治技术分析摘要：在煤矿开采中，浅层煤炭资源逐渐匮乏，需执行深度开采，控制冲击地压是促进安全生产的重点本文围绕冲击地压展开讨论，借助工程实例分析冲击地压的危险性用现阶段田煤矿生产规模大幅扩增施工作业期间发生冲击地压问题时容易在工作面出现能量聚集现象开能量释放呈现突发性一旦释放将严重破坏作业空间对煤矿作业安全、高效产生威胁无法保障在场人员及设施的安全用如今田煤炭资源开发深度逐渐加大有必要科学预测冲击地压的危险开采取有效的治理控制技术推动煤矿生产工作有序执行用本文以某区域c煤矿为例开其地质条件复杂开根据对矿区煤层的划分主要为中厚、厚煤层矿区中存在较少的深厚煤层开对整体采煤层厚度进行检测具体数值为52.88m统计矿区含煤情况可见含煤率为4.9%用在可开采范围内研究煤层地质在大部分煤层处围绕顶板、底板看主要存在形式为细砂岩矿区可能发生冲击地压要想在煤矿深度开发过程中提升生产安全性应积极进行危险性检测落实预防治理技术用2煤矿区域冲击地压的危险性预测分析2.1多因素模式识别预测2.1.1多因素识别法的运用原理在矿井实行多因素模式识别方式开围绕冲击地压出现的不同因素展开分析开并获取冲击地压的不同形式用在目标矿井井田范围内采取网格划分思路细化分析应预测的单元体系获取冲击风险发生趋势用通过分析引发冲击地压的因素开以多因素模式识别方式对各项因素进行分析明确风险问题形成原因用在预测环节应遵循一定准则在目标矿井以冲击地压影响因素为条件设定影响因素为n个用从影响因子个体出发围绕冲击地压探究影响比例分析冲击危险性之间分析矿区冲击地压形成原因开从具有主导作用的因素看开表现为受应力大小、井田地质结构等深度研究冲击地压状况可见与其他因素也具有极强的关联开冲击地压形成因素时开沿多维度出发分析开采深度、煤矿结构应力、顶板岩石特性等开为了预测冲击地压形成的风险水平开通过对影响因素区分融入模块化处理思路实现不同冲击地压风险事故划分#预测环节应密切遵循准则内容一方面研究预测区域开一方面研究冲击区域开经过两者比较开获取模式的不同之处开创建模式识别预测模型用模型主要利用地质结构、依据冲击地压危险性模式可见存在明显差异开冲击地压事故一方面取决于事故发生因素存在不同的构成形式另一方面取决于发生区域各具差异性#围绕冲击地压为了清晰表示危险性的存在模式可利用特征元素为其构建对应集合：式中字母o表达的是n个因素下的特征集合f₁Hf₂H.….f与n个因素相关表达相关特征用2.2其他预测监测方法2.2.1微震监测打造稳定运作的微震监测系统面对矿山形成的地震信号开不受空间时间等条件的制约支持远距离监测并能将监测信息动态化、实时性传送有关人员能够获得地震信号的不同波形其覆盖信息较广丽涵盖地压信息在c煤矿工作人员一方面运用能量趋势法一方面运用频率趋势法开严谨执行统计与分析工作工作间隔时间设定为5d用把握能量波动状态如果呈现增加趋势或者呈现减少趋势开为准确找出影响因素可以利用岩屑法等作为辅助手段通过分析监测结果开该区域具有较低水平的地震活动性开很少出现矿震然而开可以明确高能矿震指标其占有较大比例据此能获取该区域冲击地压存在较高的风险水平调查研究过程中开从岩石噪声指标出发无论是能量指标开还是频次指标开均呈现增加趋势开从而推断区域状况为压力值不断增加分析其中的影响因素在此过程中存在利用大孔径钻孔解除压力的情况煤矿岩层积聚的部分能量开始释放引发岩石噪声相关指标变化²¹#当处于煤层钻孔环节开钻孔逐渐深入若靠近煤层的高应力场在单位长度下会提升钻孔的煤粉生产量还可能引发一系列现象如振动面临地压风险C煤矿执行开采作业前开围绕岩屑法进行科学测量开获得有效的参考数据将具体工作落实在2个巷道和工作面开分别安排10个钻孔保证科学的钻孔深度开数值为8m#落实岩屑法时开以米为界限展开钻粉量采集开记下采集信息获得每米的平均数据后开以此为依据执行数据测量工作明确临界值即为基数的1.5倍大于临界值时表明会发生岩爆应尽早处理通过运用不同预测方式针对性划分煤矿井田在果用针对危险性产生的可能性设定相关临界值评判危险性可以用0.250.5、0.75表示用危险性概率表故可以视其为不存在危险情况结合C矿区看开此区域在整体预测区域中达到的比例为18.1%如果0.25可以视其为危险中等结合C矿区看此区域在整体预测区域中达到的比例为26.6%如果0.75≤p<1用围绕区域在整体预测区域中达到的比例为4.7%3煤矿冲击地压危险性的预防治理技术分析结合矿区冲击危险采取措施保护煤层使其获得足够大的支护力度有能力对冲击作用产生更强的抵抗性#工作人员执行采矿、开挖作业时要规范进行喷丝网用严格管理采矿过程面对容易出现冲击地压的区域应注重巷道支护要结合区域危险性针对性选择高强度类型、柔性类型的支护手段³用运用高强度支护技术手段时开选择安排强度较高的锚杆实行支护促使巷道能更好地承载压力防止因冲击荷载作用而变形开应用此种方式巷道承压水平时开工作人员可通过混凝土喷射、锚杆设置等方式促使支护系统强度提升开面对冲击作用也能更好地实现能量吸收开避免巷道遭遇更多冲击用在煤矿煤层处开采取注水、软化处理开可使煤层冲击倾向下降开整体塑性提升开驱动侧向应力峰值不断变化转移到煤层距离较远的地带提升对工作面的保护程度避免过多受冲击地压影响执行注水、软化工作时要注意操作顺序先从工作面尾巷着手规划安排注水孔位置严格设定间隔距离开各孔间隔7.5m还应注意钻孔其他条件开从直径、深度看开数值分别为42mm15m在钻孔和巷道保持合理的空间布局两者夹角为40#在煤层中优化软化技术应用模式开调整注水方式开引进并应用高压注水泵注水2～3次细致观察煤层变化如果出现渗漏开需停止加入水分当间隔时间达到24h可以利用高压设施注入水分⁴1#观察煤层状态如果依然出现渗漏改变注水方式运用静压处理使煤层中含有足够水分增强软化效果抵御冲击地压作用用面对煤层压力为了起到缓解、解除效果在巷道附近找出应力水平较高的区域开采用大孔径钻孔方式促进高应力区移动与巷道产生更远距离用工作人员利用大孔径钻孔的方式解除压力时开应保证施工现场安全作业安排在冲击地压危险区域外开科学布置钻孔开使其呈现三角形式并注意卸压环节各项参数把控比如在上帮大孔径钻孔时应与上裂隙带保持足够距离距离值为5m将钻孔间隔距离限制在安全要求如果上述技术无法带来有效的卸压效果应优化处理方法推行顶板预裂爆破的处理方式开将压力解除操作作用于尾巷正式施工时顺着尾孔方向开检查钻机设备后执行爆破钻孔操作时要严格顺着尾孔方向打孔1次孔径、孔距分别为75mm5m#爆破注意引进可靠的弹药开选择特种类型规格为φ45mm400mm卸压爆破的各个孔中严格控制炸药的应用量将剂量限制现阶段的煤矿作业中开采深度逐渐加大作业人员遇到冲击地压的可能性也在增加开应从开采工作入手结合各项条件完善开采计划用比如在回采环节要求工作人员顺着回采方向推进开管理人员在整个过程中监测技术操作用检查矿井条件开若平巷不能达到标准应组织专业人员改进布置方案将其安排在煤柱附冲击地压的控制技术中，科学改进采矿方法是有效举措。应勘察地质条件，合理选择开采技术。为了控制冲击地压，煤矿开采环节运用分区处理技术，依托对矿区的细致划分，形成诸多独立单元，展开开采时，应力会在单元个体中释放，缓解能量汇集带来的影响。此外，还可以采取缓进开采处理技术，在作业推进时在工作面处实现速度控制，使周围岩石有一定缓冲时间，有效调整应力，此环节要将速度维持在3～5m/d,使目标区域的冲击地压得到控制。3.5建立可靠的监测预警系统若煤矿发生冲击地压，将影响现场人员安全，应利用现代化技术建立监测预警系统，动态监测，掌握工作面应力。落实微震监测技术，在矿区打造传感器网络体系，便于敏锐感知岩体动向，即便出现细微的震动信号，也能发挥捕捉功能，使相关人员依据信号明确岩体的破裂过程，对冲击地压形成区域科学预测。利用监测预警系统，对冲击地压控制技术的实施成效全面跟踪，在钻进作业中可围绕应力变化、钻进状态等指标在实时条件下精准监测，方便工作人员调整控制技术，提升现场卸压等决策的智能化水平，优化现场防治工作。3.6科学实施顶板控制技术在煤矿，应本着科学的思路完成巷道、工作面的布置，实际布置环节需避开地质构造复杂的位置，躲避应力集中区域。布置工作面、巷道时，一方面控制两者的间隔距离，另一方面规范开采顺序，避免应力叠加形成的影响。采取顶板支护技术时，施工人员要全面掌握地质条件等信息，选择适宜的顶板支护方式，比如锚索支护、锚杆支护等。了解施工区域的实际状况，若冲击地压危险性较大，选择的支护方式要具有较高的刚度、强度，此时可使用锚索桁架等施工技术。此外，应做到主动弱化顶板，确保岩层聚集的能量得到释放。采取深孔爆破预裂处理技术时，需在工作面回采前执行处理工艺，顺着顶板走向推进作业，依据标准形成钻孔，直径、深度分别为75～100mm、20～30m。作展分段装药爆破的处理模式，预先实现顶板断裂，获得短块结构，以此限制冲击地压次数。4预防治理成效在煤矿工作区域，结合冲击地压危险情况采取控制手段，比如改进采矿方法、实施煤层注水与软化处理等。控制技术落实前，对当地煤矿地质进行了解，从年均视角对c矿区冲击地压事件发生情况加以统计，此危险情况出现12次，在2次严重事故中造成大量设备毁坏，多处矿区巷道丧失完好性。煤矿为了保护在场人员及各项设施，促进开采作业有序执行，积极落实控制技术。技术运用后，成效显著,结合年均视角看，冲技术手段实行后，对巷道保护力度增大，防止巷道在冲击影响下出现形变，延长巷道使用时间。此外，各项控制技术手段实施后，矿井生产安全性