冲击地压事故的预防和处理

冲击地压事故的预防和处理

井下煤巷掘进工作面受埋深、地质构造、煤层及顶底板物理性质影响，处于较高的静载应力水平，随着掘进、顶板运动等多因素叠加影响，易发生冲击地压显现现象，造成巷道底鼓、炸帮、顶板下沉、锚杆、锚索拉断等情况，严重时可造成设备损坏，威胁职工生命财产安全。

第一节冲击地压事故的隐患分析

一、埋深大，应力集中现象明显

当前工作面顺槽掘进期间，煤层虽然具有矿压显现，但由于煤体应力不大，未能达到临界破坏条件，因而不会出现动力灾害事故。随着掘进深度的加大，煤岩体中聚积的弹性能也因此增加，矿压显现程度将不断升高。整体来看，xx井田范围内煤层埋深呈西部大，东部小的趋势。井田大部分区域埋深均远超xx矿区冲击地压临界深度。尤其xx背斜轴部西侧及井田东南部区域，煤层埋深接近1000m。xx煤矿受大埋深影响，冲击地压危险性会明显增强。

二、煤层厚度变化造成应力集中程度高

井田范围内2煤、5煤及8煤层厚度变化较小，规律稳定，但也出现了煤层局部缺失，出现无煤区，无煤区边缘区域属于煤层厚度变化带，势必存在应力局部集中，冲击地压危险性会明显增强。其次，在煤层等厚线图中，曲线密集位置煤层厚度变化较大，也容易形成高应力集中区。在采掘过程中应加强高应力集中区域的地质预测预报，以提高冲击危险性评价的准确性。

煤层顶板坚硬层岩层对冲击地压的影响

在xx背斜轴部副井及井田西南部，2煤层顶板近距离出现厚度超过36m的半坚硬型岩层，尽管该类砂岩强度不高，但由于厚度较大，容易积聚较大能量而引起冲击地压的发生。井田内其他大部分区域，在煤层上方50m范围，出现多层较薄的砂质泥岩、泥岩、泥质粉砂岩，强度不高，未出现厚硬顶板。总体来讲，再出现较厚半坚硬型顶板区域，顶板因素会造成冲击地压危险性明显增强。

地质构造对冲击地压的影响

根据xx井田煤炭勘探报告，井田主要受xx背斜和里河向斜控制，两条构造走向大致相同，两翼倾角较小。其余6个褶曲均为长度1km左右的宽缓构造。未发现断层吉祥和岩浆活动。整体上构造较为简单，一般在无断层构造参与下，宽缓的褶曲对矿井的冲击危险性影响不大。预计再未来的采掘过程中，会不断揭露构造，应引起重视。

多煤层开采影响因素

根据矿井勘探钻孔资料，由于煤层间距较小，先采煤层的遗留煤柱对后采煤层将会造成较大影响，导致其局部应力集中的出现。在开采设计中，需对上、下部煤层进行统筹考虑，避免遗留煤柱对后续开采造成影响。

第二节冲击地压事故的处理措施

一、冲击地压监测方法

xx矿井下一步将形成了以“微震系统、应力在线、矿压监测”三大冲击地压防治监测系统为辅助监测手段，以钻屑法为主要监测手段的监测体系，完善了矿井防冲监测机制，提高监测预警的准确性，为有针对性的采取防范措施奠定了基础。

1、微震监测：通过安装布置ARAMISM/E微震监测系统，准确监测全矿范围内的冲击地压危险状况，掌握矿井冲击地压危险程度，有效预防冲击地压事故的发生。通过该系统统计整个矿区内微震时间的震源位置、发生时间、释放的能量，进而统计矿区微震活动的强弱和频率，对于作业影响范围内微震事件频发区域，采用钻屑法进一步监测，若煤粉量超标，则应立即停止该区域生产作业，撤出人员，实施解危措施。

2、应力监测：应力监测系统是一套配合钻屑法实现冲击危险预警的自动化监测系统。井下采集仪连接40路压力变送器，对煤层不同深度的压力进行实时监测，变送器通过组更换随开采面的推进而延伸监测区域。采集到的压力模拟数据经过采集控制处理中心转换为数字信息，通过以太网和光纤送到井上监测中心，监测中心针对分色预警值形成云图并进行危险判断，实现冲击地压的实时监测预警。

3、矿压监测：矿压监测系统主要用于煤矿综采工作面的支护工作阻力在线监测，压力监测分站可现场实时显示支架工作阻力、最大工作阻力。无线数据传输分站控制巡测下位压力监测分站，数据传输分站的数据通过有线的形式发送到上位监测主站。通过连续监测支架的工作阻力，可以分析顶板的周期来压规律，为工作面的安全、高效生产提供决策依据。

4、钻屑法：使用钻机进行钻屑，每钻进1m测量一次煤粉量，并现场填写《煤粉量监测记录表》，若煤粉量超标，应立即汇报防冲办、调度室，现场再进行校验，确定具有冲击地压危险后立即停止生产，撤出人员，圈定冲击危险区域，实施解危措施，解危后经校验无冲击危险时方可恢复生产。

二、冲击地压防治措施

对预测有冲击地压危险的区域必须采取大直径钻孔卸压、爆破卸压、顶板预裂等措施进行解危，然后再用钻屑法检验卸压效果，直至消除冲击地压危险。

1、大直径钻孔卸压

钻孔卸压是利用高应力条件下，煤层中积聚的弹性能来破坏钻孔周围的煤体，使煤层卸压、释放能量，消除冲击地压危险。

2、爆破卸压

爆破卸压是对已形成冲击地压危险的煤体实施钻孔爆破，以减缓或消除其冲击地压危险的一种解危措施。

3、顶板预裂

顶板预裂是通过爆破或高压水的方式切断顶板连续性，促进坚硬顶板断裂，释放顶板压力，减少大面积悬顶对工作面前方煤体的压覆力，同时促使工作面侧向顶板高集中应力区域向深部转移，进而减弱冲击地压危险。

4、其它技术性预防和管理措施

（1）具有冲击地压危险的采掘工作面进行采掘作业时，必须进行冲击地压危险评价，编制冲击地压防治设计，制定相应的防治措施，并符合《煤矿安全规程》《防治煤矿冲击地压细则》等有关文件规定。

（2）坚持对回采工作面进行矿压监测，并进行科学分析，总结初次来压、周期来压规律，使之成为确定冲击地压危险性的重要依据。

（3）优化设计，按合理顺序开采，在向斜构造和盆地构造中，应尽量从轴部和盆底开始回采；采区一翼内各工作面必须向同一方向推进，严禁相向回采,避免形成孤岛煤柱。

（4）开采具有冲击地压危险的煤层，应尽量采用全部垮落法管理顶板，选择不留煤柱、少掘巷道、避免大面积悬顶的采煤方法。

（5）停产3天及以上的采掘工作面恢复生产前应进行冲击危险性鉴定，有冲击地压危险时必须进行解危处理。

三、冲击地压事故隐患的处理措施

1、冲击地压预警条件

当作业地点出现以下情况之一的，经相关人员确认具有冲击地压危险后，应立即启动冲击地压应急预案。

（1）生产过程中煤炮频繁，有明显震感，结合微震及其他监测手段综合判定工作面具有冲击地压危险。

（2）出现煤体突出、巷道突然底鼓、两帮移近等异常动力现象。

（3）工作面顶板压力持续升高，支架安全阀开启数量超过10%，采空区出现“闷雷”声。

（4）煤粉量监测严重超标或出现卡钻、吸钻等动力现象，经确认有冲击地压危险。

（5）应力在线监测系统监测到一组及以上应力计出现红色预警，并且在该区域施工煤粉钻校验超标或动压现象明显。

（6）应力在线监测系统有连续两组及以上应力计出现黄色预警，并且该区域煤粉量监测超标或动压现象明显。

（7）同一作业范围2小时内发生3次及以上能级大于103J的微震事件。

（8）同一作业范围2小时内发生2次及以上能级大于104J的微震事件。

（9）同一作业范围发生1次能级大于105J的微震事件。

（10）经微震趋势分析，结合现场动压显现现象，判定作业区域内具有冲击地压危险。

2、预警方式、方法

当作业现场达到预警条件时，现场工作人员应立即就近使用电话、无线小灵通等方式方法向矿调度室发出预警。

3、信息发布程序

当矿值班调度员接到预警电话后，应立即采用电话、广播语音系统、调度通讯系统等直接通知受危害威胁区域人员安全撤离。

4、冲击地压事故现场处置措施

（1）发生冲击地压事故后，现场有关人员应立即启动现场处置方案，组织开展自救和互救，并立即向矿调度室和本区队值班室汇报。报告内容简单、扼要，尽可能说明事故性质、地点、范围、主要原因和伤亡情况，并保持与矿调度室的联系。

（2）矿调度室接到井下事故汇报后，调度员立即通过井下语音广播系统、无线通讯系统、调度通讯系统等，3分钟通知到井下所有可能受事故波及区域人员撤离。

（3）处理冲击地压事故过程中，抢救人员要有专人检查瓦斯和观察顶板情况，并保证退路畅通。

（4）迅速恢复被摧垮、严重变形区域正常通风。如一时不能恢复，则必须利用压风管、水管或打钻的方法向被埋压或截堵区内的人员供给新鲜空气。

（5）采用微震监测系统、钻屑法对冲击地压事故区域及其周边进行严密监控，一旦发现异常情况，应立即向应急救援指挥部汇报。

（6）在发生冲击地压事故的周边区域采取卸压解危措施，防止二次事故的发生。

（7）在处理过程中必须由外向里加强支护，清理出抢救人员的通道，必要时可以向遇难人员处开掘专用小巷道。

（8）在抢救中如遇有大块岩石，不允许用爆破法进行处理，应尽量绕开。如果威胁到遇难人员，则可用千斤顶等工具移动岩石，救出遇难人员。

（9）在抢救事故期间，应随时向应急救援指挥部汇报灾区状况和救灾工作的进展情况（如现有抢救力量、人员的情绪及身体