矿井冲击地压防治技术研究论文_谢东瑾

矿井冲击地压防治技术研究论文_谢东瑾

陕西华电榆横煤电有限责任公司小纪汗煤矿 719000

摘要:本文主要介绍了矿山冲击地压的类型及其特点,分析了我国煤矿冲击地压的发生现状,探讨矿井冲击地压防治中目前存在的问题,并针对这些问题为我国矿井冲击地压防治技术的理论及其应用研究提出了策略。旨在为我国矿井冲击地压的有效防治提供一些参考思路。

关键词:矿井冲击地压;防治;理论;技术

引言

煤矿矿井在开发的过程中,受各方面复杂因素和不可控因素的影响,发生煤层燃烧、瓦斯、冒顶、冲击地压等灾害的可能性较高。其中冲击地压这类动力型灾害监测难度较大、控制复杂,因此也是造成人员损伤和经济损失较为严重的一类灾害。鉴于这类灾害的复杂性,需要更加科学、合理、适应性强的防治技术对矿山冲击地压进行监控。研究矿井冲击地压防治技术对于细化布置矿井冲击地压监测系统和提高矿井开发的安全性及降低煤矿矿经过生产的危险系数有着重要的意义,因此本文研究该课题。

1矿井冲击地压

1.1定义

矿井冲击地压指的是在矿井巷或作业岩层由于弹性形变突发释放的巨大的具有严重性破坏作用的功力现象。这种动力往往伴随着严重的煤层巨响、抛出、瞬间位移以及气浪问题等[1]。

1.2类型

依照矿井煤层的弹性形变及释放的弹性能荷载与主题的差异性,矿井冲击地压分为多种类型。不同类型的矿井冲击地压具有不同的特点和危险,因此防控更要求体现针对性原则。常见的煤矿矿井冲击地压有浅部冲击地压、深部冲击地压矿井、构造冲击地压矿井、坚硬顶板冲击地压矿井、煤柱冲击地压矿井等几类。

1.3特点

按照国际标准,矿井冲击地压划分为滑移型冲击地压、应变型冲击地压两大类。我国对于矿井冲击地压分类方式较多,按照不同的分类方式分为不同类型。如按照冲击力源加载形式分为重力型冲击地压、构造型冲击地压、震动型冲击地压、综合型冲击地压等。按照震级及抛出煤量可分为轻微冲击地压、中等冲击地压、强烈冲击地压等。因此矿井冲击地压发生位置和特点不同。常见的浅部冲击地压发生于深度小于400米的浅井,如神华新疆能源公司乌东煤矿北采区的冲击地压,主要危害是巷道严重变形、人员伤亡。深部冲击地压则是指采煤深度大于800米、小于1500米的情况。相对而言,煤矿采煤层深度越深,冲击地压危害越大。如我国的山东新汶矿区,就是以典型的深部冲击地压。总体的特点是造成矿井巷道破坏、采煤层发生断层、顶板塌落、煤柱倒塌、人员严重伤亡等。

2我国矿井冲击地压防治的现状

矿井冲击地压的发生于煤层过度开发或开发不合理有一定的关系。随着我国煤矿业和采煤技术的发展,我国的煤矿数量和日采煤得到了快速的增长。特别是深度井的开发和大功率开采设备的应用,加剧了矿井冲击地压的发生。我国从二十世纪五十年代大量建设煤田,煤田的开采度也随着时间的推移越来越深。当煤田充分开发,采空区域的面积不断的增大,再加上高强度和高频率的开采,全国各地老煤矿井冲击地压事故也逐渐的增多。目前,从1985年开始截至2013年,我国发生矿井冲击地压事件的煤矿多达二十余个省份,且矿井冲击地压发生的数量还在逐年增加。其中2010发生1起,造成4人死亡。2011年发生3起,造成12人死亡和多人受伤。2012年发生7起,造成12人死亡和多人重伤。2013年发生6起,造成14人死亡和多人受伤。以上数据均为不完全统计的情况。由此可见,我国的矿井冲击地压事故增长较快,对于人员安全和煤矿经济构成严重的威胁[2]。

3我国矿井冲击地压防治中存在的问题

3.1缺乏多元化的矿井冲击地压防治理论

矿井冲击地压的防治是在研究地质学、地压监测等理论基础上进一步展开的。目前,我国在矿井冲击地压防治理论研究方面,主要存在的问题是监测和预测不准。由于缺乏多远化的监测技术,因此监测准确度和全面性不高,影响防治效果。在矿井冲击地压防治方面,目前更多的技术还停留在理论层面,缺乏实践的应用研究。

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3.2缺乏有效的危险预测和评估系统

矿井危险预测和评估系统是进行冲击地压防治的条件基础。目前,我国在冲击危险性预测和评估系统研究方面,仍旧按照机理、监测、防治散步走,没有新的研究突破和研究方向。这些问题引发了后期监测设备布置不合理和防治各环节不协调等问题,因此也影响着矿井冲击地压危险事故的有效防治。

3.3缺乏冲击地压危险源因素的动态监控和针对性预防

矿井冲击地压的发生没有准确的时间与空间概念,因此预警是防治矿井冲击压时间发展的有效措施。我国在监测预警技术方面,存在着设备落后、技术落后、监测缺乏全面性和针对性等问题。理论上讲,对监测对象动态性的实时监测更有助于分析危险因素和做好危险预防措施。然而实际情况是动态监测技术落后,空间的纵横监控和综合监控缺乏精度。这不利于实际矿井冲击地压的准确防治。

3.4缺乏精细化的管理

我国的矿井冲击地压防治经历了从被动到主动的局面,在管理上经历了从粗放越来越细化的管理。这种发展趋势符合矿井冲击地压防治的需求。但就目前矿井开采的程度和冲击地压发生的比例,说明管理方面还存在很多的疏漏。

4矿井冲击地压防治技术的理论及其应用研究策略

4.1加强矿井冲击地压基础理论的研究

针对我国矿井冲击地压基础理论研究存在的问题,现阶段我国应该多向德国、荷兰等矿井冲击地压防治技术发达国家引进先进的理论基础,并结合我国矿井地质结构、开采的实际情况从多角度分析,研究矿井冲击地压的预警和防治。在研究内容方面,应该重视冲击倾向性、岩爆、冲击地压、监测设备布置、机理等理论的拓展研究[3]。

4.2重视冲击地压区域性预测评估系统的应用

在矿井冲击地压预评方面,可引进地震波CT技术、区域性实测技术、数量化理论、综合指数法、应力计、钻屑法等完善系统,丰富监测系统的功能,扩大监测范围,提高监测预警的全面性,加强动态性与综合性监测。

4.3加强冲击地压危险源因素的分类分层动性态监控

为了提高冲击地压监测的精准性,建议对矿井冲击地压危险因素进行分类和动态监测。可为矿井冲击地压预警模式设计不同的空间层次和危险源,由系统结合内因与外因对监测对象的危险系数进行深入分析。此外,系统中还可以引入微震监测系统,监测矿井的震感,辅助提高监测预警的精度[4]。

4.4对矿山冲击地压防治实施精细化的管理

首先,深度化的开采面临着更多的复杂因素,技术和管理内容越来越多,要求更加精细化的管理。其次,各类矿井灾害频发。管理需求和安全问题的发生都要求矿井开采和冲击地压防治需要实时精细化管理力。现阶段,我国在矿井冲击地压防治管理方面需要加强精细化的管理技术的推广应用。

5结语

综上所述,影响矿井冲击地压发生的因素较为复杂,这导致矿井冲击地压防控监测的的难度增大,在特点上表现出较为明显的动态性。鉴于矿井冲击地压发生的复杂性,单一的依靠一种防治技术无法从根本上解决矿井冲击地压防控的需求,还需要通过加强多种动态监测手段和精细化管理来提高防治的准确性。

参考文献

[1]魏全德.巨厚砾岩下特厚煤层冲击地压发生机理及防治研究[D].北京科技大学,2015.

[2]兰天伟.大台井冲击地压动力条件分析与防治技术研究[D].辽宁工程技术大学,2012.

[3]齐庆新,欧阳振华,赵善坤,李宏艳,李晓璐,张宁博.我国冲击地压矿井类型及防治方法研究[J].煤炭科学技术,2014(10):1-5.

[4]潘俊锋,毛德兵,蓝航,王书文,齐庆新.我国煤矿冲击地压防治技术研究现状及展望[J].煤炭科学技术,2013(06):21-25+41.

论文作者:谢东瑾

论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期

论文发表时间:2020/3/16

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