龙煤集团鹤岗分公司生产技术部黑龙江鹤岗市154100
摘要：煤矿区的安全问题越来越引起人们的重视。矿区的安全关系到国家的财产安全和人民的生命安全，需要不断提高技术水平。针对煤矿区严重的冲击地压，有必要对其进行研究和预防。
关键词：动静载作用；冲击地压；启动条件；防治技术
前言：冲击地压是矿区、矿井中存在的一种普遍的灾害现象，冲击低压发生时，表现为采矿作业时，煤层岩石发生弹射、爆裂，由此产生的爆炸带来的巨浪和巨响会带来矿井坍塌，将会严重威胁到矿区的安全。因此，探讨如何预防冲击地压对于保障矿区产量和矿区工人安全都具有重要意义。目前在矿区，对于冲击地压的预防大多遵循传统的监测手段和防治手段，但这种较为盲目的手段容易增加预防成本。要解决上述问题，关键还是要科学合理有针对性的进行防治。
1动静载作用下冲击地压的启动条件
分析冲击地压的发生原理，要从两个方面来思考，一方面是从系统内静载荷来考虑煤层的压缩弹性能和弯曲弹性能，另一方面是从系统外动载荷来考虑矿区爆裂瞬间的压缩弹性能。
1.1冲击地压的能量来源
冲击地压可以分为静载冲击地压和动载冲击地压。静载冲击地压的能量来源为煤层围岩的近场系统内静载荷，冲击地压发生的临界值会在静载作用的缓慢作用下逐渐达到，最后在外界扰动下发生。动载冲击地压能量来源包括系统内的静载荷也包括系统外动载荷。动载冲击地压会在外界的强烈作用下瞬间释放，从而诱发煤岩体的压力爆发。
1.2冲击地压的启动条件
根据之前发生的大量冲击地压的实际案例来进行分析，我们可以发现，冲击地压的形成既受到来自系统内静载作用的影响，也受到了系统外动载的作用。在冲击地压发生的瞬间，煤层的岩体会急剧大量的喷射而出，对基岩造成严重的破坏。但在这种严重的破坏过程中，冲击源并不一定在岩层的爆炸区附近。根据过往的数据现实，这种能量源通常远离冲击破坏的位置，因此，煤层失去稳定性的原因还在于动载作用带来的能量破坏效果。另一方面，随着距离的增加，动载作用会增强，而能量源所处的位置通常处于震源附近的自由面上。比如压力较大的构造区和煤柱压力区。这些都表明，在冲击地压发生之前，该爆炸区域的煤层所受到的压力状态才是影响冲击地压的根本因素。
1.3不同岩层的冲击地压发生情况
根据煤岩层的结构和岩体的自身性质，可以将煤岩系统分为三种不同的情况，具体包括以下三种。第一，稳定平衡的岩层系统。在这种煤岩系统之内，静载荷的数量值比较小，从其结构来看，该处岩层也处于比较稳定的平衡状态，即便有动载荷的参与也难以启动冲击地压。第二种，静态的平衡的岩层系统。这种系统自身的静载荷较大，仅靠自身压力，难以产生足量的冲击地压力量。但在强烈动载的冲击下，该岩层可以瞬间达到冲击地压产生所需的压力水平，并同时释放大量的能量，造成顶层断裂型的冲击地压活动。第三种，极限的平衡的岩层系统。在这种系统内部，自身所具有的静载荷足够大，冲击地压启动所需要的能量可以通过积累缓慢的达到，这时，岩层的平衡状态趋近临界点。当外界的环境发生轻微的变化时，都可能破坏这种平衡状态，诱发冲击地压。极高的压力作用的压缩型的冲击地压一般来说就属于这种情况。
2冲击地压的防治措施
防治冲击地压的产生应采取综合技术防范，重点在于降低应力集中并使峰值向深部转移，削弱根本的弹性能，改变岩体性质，从而达到防范作用。
2.1根本措施
根本措施是有效控制产生冲击地压的各种条件，最重要的是须实施合理开采部署，有的矿井冲击地压严重时还要实施其他多种措施。
2.1.1合理部署开采。井下开采尤其是深井开采中，新工作面或新区段要注意优化开采顺序，避免形成多侧采空区煤柱再回收。合理有效地将回风平巷建设成沿空掘巷，若回风平巷满足不了生产需求时，应在煤体边缘掘进新巷，不能在应力集中峰值的位置进行补掘。采煤时多采首煤层和上部煤层，尽量不留或少留煤柱。没进行相应的技术措施前，不能在压力峰值区域开掘巷道或在同组煤层底部开掘巷道。在深井开采中，上下山开采多用跨采并布置岩石上下山，避免留设采空煤柱，而且两侧同时开采是冲击地压易产生的重要应力条件。柱式体系开采法尤其是房柱式回收煤柱，是深井开采不宜使用的开采方法。
2.1.2煤层注水。向煤层卸压注水可以使采掘工作面的煤层弱化或产生裂隙，增加其塑性变化，使弹性能降低。煤层注水常用于试验钻孔时发现处于临界条件，建议的注水压力为35MPa～40MPa，流量80L/min。同时，煤层注水可以使支撑压力峰值降低并转移向深部，改变应力集中状态。注水卸压需要通过进行临近钻孔来检测。
2.1.3开采解放层。《煤矿安全规程》中规定:“开采煤层群时，首先开采无冲击地压或弱冲击地压煤层作为保护层”。解放层可以降低临近煤层产生冲击危险的可能，煤层开采过程中开采区附近形成是应力降低区，由于被解放层卸压，发生冲击地压的可能性和危险性也降低。
2.2解除冲击地压危险的措施
解除冲击地压危险的措施是对已形成或可能形成冲击地压危险的矿井工作面进行处理。常用的措施有震动爆破和松动爆破。震动爆破是利用震荡波影响，人为的引诱出较小的冲击地压，避免危害较大的冲击地压的产生。松动爆破是利用炸药爆破使煤岩裂隙变大，改变力学性质达到避免冲击地压的作用。解除冲击地压危险的措施还有巷道卸压和钻孔卸压。
2.3对于冲击地压的防护措施
防护措施指的是在小型冲击地压发生时，对人员设备进行保护，减轻危害程度。当开采有冲击地压危险的深部矿井工作面时，最适应使用综采开采，而使用普采工艺时，应使用单体液压支柱进行支护，同时加强预排支护。对于巷道大变形的问题应使用强度高的支架支护，适应于中等以下的冲击地压造成的变形。
结束语
防治冲击地压产生的根本措施是改变产生冲击地压的条件，然而由于矿井煤岩复杂的地质构造和生产技术条件的限制，我们还无法准确预测冲击地压发生的时间地点，因此总会出现发生冲击地压的危险区域。所以，解除冲击地压危险的措施和防护措施尤为重要。
参考文献：
[1]潘俊锋，毛德兵．冲击地压启动理论与成套技术[M]．徐州：中国矿业大学出版社，2016：18-38．
[2]窦林名，何学秋．冲击矿压防治理论与技术[M]．徐州：中国矿业大学出版社，2001：10-30．