礦山安全科普：煤礦沖擊地壓如何形成，有何危害，如何預防？
什么是沖擊地壓？
沖擊地壓是指井巷或工作面周圍巖體，由于彈性變形能的瞬時釋放而產(chǎn)生突然劇烈破壞的動力現(xiàn)象，常伴有煤巖體拋出、巨響及氣浪等現(xiàn)象。 煤巖體中靜載荷與礦震形成的動載疊加之和大于誘發(fā)煤巖體沖擊的最小載荷，就會誘發(fā)沖擊災害。 1、突發(fā)性。發(fā)生前一般無明顯前兆，相當多的沖擊地壓是由爆破、頂板來壓等引起的，但也有很多是在沒有人員活動的期間內(nèi)發(fā)生的。一般伴隨有強烈的震動和聲響，有時地面幾千米范圍仍有震感。沖擊過程短暫，持續(xù)時間為幾秒到幾十秒。 2、一般表現(xiàn)為煤爆(煤壁爆裂、小塊拋射)。淺部沖擊 (發(fā)生在煤壁2m～6m范圍內(nèi)，破壞性大)和深部沖擊(發(fā)生在煤體深處，聲如悶雷，破壞程度不同)。最常見的是煤層沖擊，也有頂板沖擊和底板沖擊，少數(shù)礦井發(fā)生了巖爆。在煤層沖擊中，多數(shù)表現(xiàn)為煤塊拋出，少數(shù)為數(shù)十平方米煤體整體移動，并伴有巨大聲響、巖體震動和沖擊波。 3、具有破壞性。往往造成煤壁片幫、頂板下沉、底鼓、支架折損、巷道堵塞、人員傷亡。 4、具有復雜性。在自然地質(zhì)條件上，除褐煤以外的各煤種，采深從200m～1000m，地質(zhì)構(gòu)造從簡單到復雜，煤層厚度從薄層到特厚層，傾角從水平到急斜，頂板包括砂巖、灰?guī)r、油母頁巖等，都發(fā)生過沖擊地壓；在采煤方法和采煤工藝等技術(shù)條件方面，不論水采、炮采、普采或是綜采，采空區(qū)處理采用全部垮落法或是水力充填法，是長壁、短壁、房柱式開采或是柱式開采，都發(fā)生過沖擊地壓。只是無煤柱長壁開采法沖擊次數(shù)較少。 1、嚴重損壞巷道，瞬間使巷道斷面收縮變小，損壞支架，嚴重時使巷道合攏。 2、損壞設備，在沖擊地壓發(fā)生瞬間，使設備顛覆移位、損壞變形。 3、摧毀通風設施，強大的沖擊波摧毀風門和掘進工作面的風筒。 4、造成人員傷亡，人員大部分受撞擊、沖擊波等傷害。 5、煤礦沖擊地壓不僅危害程度大，影響面廣，而且是誘發(fā)其它煤礦重大事故的根源，沖擊地壓發(fā)生時還可能誘發(fā)瓦斯異常涌出、煤與瓦斯突出、突水、瓦斯爆炸等災害，造成更為嚴重的后果。 煤礦沖擊地壓防治示范礦井建設基本要求 一、總 則 第一條 沖擊地壓防治示范礦井應當滿足《煤礦安全規(guī)程》《防治煤礦沖擊地壓細則》等沖擊地壓防治相關(guān)法規(guī)、標準的要求。 第二條 本要求適用于全國煤礦沖擊地壓防治示范礦井建設及相關(guān)的管理工作。 二、管理體系健全 第三條 健全沖擊地壓防治工作機構(gòu)。建立以煤礦主要負責人為主的防沖安全生產(chǎn)管理體系，配備專職防沖副礦長或防沖副總工程師，設立獨立的沖擊地壓災害防治科室和專業(yè)施工隊伍。 嚴重沖擊地壓礦井防沖科室專職人員不得少于10人，其他沖擊地壓礦井不得少于6人；其中技術(shù)人員不得少于50%，技術(shù)人員至少為�？茖W歷。 沖擊地壓災害防治專業(yè)施工隊伍應當配備專職隊長和技術(shù)人員，人員數(shù)量滿足礦井防沖工作需要。 第四條 按規(guī)定建立健全符合礦井實際的沖擊地壓防治管理制度，定期開展沖擊地壓風險評估和隱患排查，建立風險評估、方案設計與實施、工程質(zhì)量管控、隱患排查等管理制度，明確沖擊地壓防治方案設計（改進）、實施（執(zhí)行）、檢查（驗收）和組織（協(xié)調(diào)）的主體責任，并嚴格考核落實。建立健全以總工程師為主的防沖技術(shù)管理體系。嚴格執(zhí)行沖擊地壓防治安全技術(shù)管理制度、沖擊地壓危險性綜合技術(shù)分析制度、防沖安全投入保障制度、防沖工程驗收制度等；每月開展沖擊地壓隱患排查，每日召開防沖例會，分析沖擊地壓危險預警、治理效果檢驗情況，出現(xiàn)沖擊地壓預兆時應當及時采取措施，出現(xiàn)沖擊地壓動力現(xiàn)象的應當及時分析原因、修改完善防沖措施。 建立健全以防沖副礦長或副總工程師為主的現(xiàn)場防沖措施落實體系。嚴格落實危險區(qū)域限員管理、防沖工程質(zhì)量管理、安全防護措施，按照防沖要求合理安排勞動組織和作業(yè)施工，切實落實預警處置指令。 第五條 建立健全防沖培訓制度。按照防沖培訓計劃，開展全員培訓、專業(yè)技術(shù)人員和管理人員培訓；每季度結(jié)合防沖實際，至少開展一次對重點人員的專題培訓。 第六條 建立防沖激勵機制。對沖擊地壓防治貢獻大、效果顯著的有功人員要進行獎勵；對推廣新技術(shù)、新裝備取得顯著效果的防沖人員進行獎勵。 三、采掘部署優(yōu)化 第七條 堅持“區(qū)域先行、局部跟進、分區(qū)管理、分類防治”的原則，按照“一礦一策”“一面一策”的要求，針對大采深、厚層堅硬頂板、地質(zhì)構(gòu)造等關(guān)鍵因素，采取區(qū)域綜合防沖措施，從源頭上防范沖擊地壓。 應當按礦井防沖要求，確定采煤工作面推進速度和礦井生產(chǎn)能力，確保礦井采掘布局和接續(xù)合理，堅決杜絕采掘接續(xù)緊張。 第八條 采取合理的開拓方式、采掘布局、開采順序、煤柱留設、采煤方法、采煤工藝及開采保護層等區(qū)域防范措施。 礦井設計、采（盤）區(qū)設計和采掘工作面設計應當優(yōu)先滿足區(qū)域防沖要求，避免巷道和采煤工作面應力集中，減少構(gòu)造應力影響。開拓巷道不得布置在嚴重沖擊地壓煤層中，嚴格按順序開采，不得留孤島煤柱。優(yōu)先采用小煤柱、無煤柱或負煤柱開采方式。 具備保護層開采條件的，必須開采保護層。 沖擊地壓礦井應當對采（盤）區(qū)設計和采掘工作面設計的區(qū)域防范措施效果（沖擊地壓危險性）進行預測和設計優(yōu)化。 四、防沖裝備配套 第九條 設置專門的沖擊地壓監(jiān)測預警值班室，配備沖擊地壓綜合預警平臺，整合各監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)（檢）測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)智能語音預警。 應當按照沖擊危險性等級，配備相應的監(jiān)測和防治裝備。對無和弱沖擊危險區(qū)域，主要配備以微震監(jiān)測、應力監(jiān)測和鉆屑監(jiān)測為主的監(jiān)測裝備。對中等及以上的沖擊危險區(qū)域，除了配備完整的監(jiān)測裝備外，還應當配備卸壓解危裝備。 第十條 配備低頻微震監(jiān)測系統(tǒng)，采用微震監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測1Hz以上的高能低頻事件。微震監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測范圍必須覆蓋礦井所有采掘區(qū)域和相鄰采空區(qū)。 第十一條 配備地音監(jiān)測系統(tǒng)，對有沖擊地壓危險的煤巷掘進工作面動壓影響區(qū)域進行監(jiān)測，監(jiān)測圍巖破裂信息，主要是30～2000Hz的地音事件。 第十二條 配備煤體應力監(jiān)測系統(tǒng)，對有沖擊地壓危險的采煤工作面、掘進工作面和主要煤柱區(qū)進行實時應力監(jiān)測。重點監(jiān)測回采工作面前方300m范圍內(nèi)的進、回風順槽等煤層巷道和掘進工作面迎頭后方200m范圍內(nèi)的巷道。 第十三條 有沖擊地壓危險的采掘工作面，應當進行CT探測，對采煤工作面見方等重點區(qū)域或重要時段進行沖擊地壓危險性分析。 第十四條 配備采煤工作面液壓支架工作阻力監(jiān)測系統(tǒng)，對工作面支架工作阻力進行在線監(jiān)測；配備頂板離層實時在線監(jiān)測系統(tǒng)，對錨噴支護的煤巷、半煤巖巷進行頂板離層監(jiān)測。 第十五條 配備足夠數(shù)量的鉆屑法檢測機具，對采煤工作面順槽的采動應力影響區(qū)、煤巷掘進工作面迎頭及后方動壓影響區(qū)等范圍進行檢測。 第十六條 配備足夠數(shù)量卸壓鉆機，至少包括1臺扭矩不小于800N·m的鉆機。 有沖擊地壓危險的采煤工作面每條順槽至少配備1臺預防性卸壓鉆機，每個全煤、半煤巖掘進工作面至少配備1臺預防性卸壓鉆機。 至少配備1臺能實施遠距離操控煤層鉆孔解危卸壓施工的鉆機。 第十七條 根據(jù)災害治理措施需要，配備用于斷頂、斷底防沖施工的水力致裂或爆破裝備。 配備精準人員定位系統(tǒng)，嚴格監(jiān)控沖擊危險區(qū)域的作業(yè)人數(shù)。 在中等及以上沖擊危險區(qū)域的掘進工作面和采煤工作面上下出口或超前支護巷道、煤層鉆孔解危施工地點，應當安設視頻監(jiān)控。 第十八條 至少有一家科研機構(gòu)、高等院校等與礦井聯(lián)合開展沖擊地壓防治科技攻關(guān)，重點研究沖擊地壓發(fā)生機理、沖擊地壓類型及特點、有針對性的防沖措施等。積極推廣應用最新監(jiān)測技術(shù)，開展沖擊危險性預警和防沖治災。 五、監(jiān)測預警有效 第十九條 建設全時段、全頻段、全區(qū)域、全要素的沖擊地壓監(jiān)測預警系統(tǒng)（平臺），監(jiān)測預警系統(tǒng)（平臺）顯示和控制終端應當設置在礦調(diào)度室，或者沖擊地壓監(jiān)控室設置直通且能強插調(diào)度室電話。 每天對監(jiān)測數(shù)據(jù)、生產(chǎn)條件等進行沖擊地壓危險性綜合分析，判定沖擊地壓危險等級，并編制監(jiān)測預警日報，報經(jīng)煤礦防沖副總或防沖副礦長、總工程師、礦長簽批，并及時告知相關(guān)單位（部門）和人員。 微震、地音、應力在線等監(jiān)測系統(tǒng)的傳感器，應當按照礦井設計的監(jiān)測臺網(wǎng)布設方案，由專業(yè)人員進行安裝施工。 應力CT探測，應當按照探測方案由防沖科室指導組織現(xiàn)場實施。 第二十條 根據(jù)沖擊地壓危險性監(jiān)測數(shù)據(jù)和實際條件，確定危險性預警指標，并及時校核，提高預警準確程度。 明確預警信息發(fā)布、處置程序和處置結(jié)果反饋流程。值班人員應當詳細記錄預警時間、預警范圍、采取的措施和處置情況，形成總結(jié)報告。 第二十一條 每年至少開展一次微震監(jiān)測系統(tǒng)的運行使用情況綜合評估，根據(jù)礦井的采掘布局變化，及時調(diào)整監(jiān)測方案。 對沖擊地壓危險性監(jiān)測設備定期檢查、維護、校核，保證沖擊地壓危險性監(jiān)測系統(tǒng)的正常運行和準確有效。 第二十二條 健全防沖資料、臺賬，妥善保存各類監(jiān)測資料、報表，及時將防沖工程、監(jiān)測設備布置情況填圖，有效指導安全生產(chǎn)。 系統(tǒng)（平臺）數(shù)據(jù)必須能夠儲存并查詢，定期備份，保存時間不少于兩年。 六、局部措施可靠 第二十三條 采掘工作面應當在實施區(qū)域防范措施基礎上，及時跟進有效的煤層卸壓和斷頂、斷底等局部防沖措施。對存在堅硬頂板和地質(zhì)構(gòu)造為主要致災因素的沖擊地壓危險區(qū)，應當制定并實施針對主要致災因素的有效防治措施及工程。 第二十四條 沖擊地壓危險工作面實施解危措施后，必須進行效果檢驗。防沖效果檢驗可采用鉆屑法、應力監(jiān)測法或微震監(jiān)測法等，檢驗方法不得少于兩種，其檢驗范圍和頻度由煤礦總工程師批準。確認檢驗結(jié)果小于臨界值，經(jīng)研判確定無危險后方可進行采掘作業(yè)。 第二十五條 具有沖擊地壓危險的高瓦斯、煤與瓦斯突出、開采自燃和容易自燃煤層、水文地質(zhì)類型復雜的礦井，應當根據(jù)本礦井條件，綜合考慮制定防治沖擊地壓、瓦斯異常涌出、煤與瓦斯突出、煤層自燃、水害等復合災害的綜合技術(shù)措施。 七、施工作業(yè)安全 第二十六條 沖擊地壓煤層應當采用長壁綜合機械化智能開采，遠距離供電供液，實現(xiàn)采掘區(qū)域無（少）人；有沖擊地壓危險區(qū)域的煤巷解危鉆孔施工，應當采用遠距離操控。 第二十七條 有沖擊地壓危險的采煤工作面，巷道超前支護長度應當根據(jù)采煤工作面超前支承壓力影響范圍確定，并符合相關(guān)規(guī)定要求，由煤礦企業(yè)總工程師批準。 具有中等以上沖擊地壓危險的采煤工作面，上下出口和巷道超前支護應當采用液壓支架。 第二十八條 有沖擊地壓危險的掘進巷道，其支護設計參數(shù)應當選取中等以上安全系數(shù)。 有中等及以上沖擊地壓危險的掘進巷道，應當采用高預應力全長錨注錨索、讓壓錨桿、高強度護表鋼帶、高強度護網(wǎng)、大直徑托盤等具有強抗變形和護表能力的主動支護方式，并配合采用可縮式U型鋼棚、液壓單元支架或者門式支架等受沖擊后仍有安全空間的加強支護方式。支護方式和范圍應當由煤礦企業(yè)總工程師批準。 第二十九條 嚴格落實沖擊地壓危險區(qū)限員制度，實行閉合管理、超員報警、自動停止作業(yè)機具等智能化管理。 第三十條 建立生產(chǎn)組織通知單制度，每月由防沖科室根據(jù)采掘工作面設計，結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)條件及沖擊地壓危險性監(jiān)測研判結(jié)果，設定掘進巷道和采煤工作面最大日進尺、班進尺。條件發(fā)生變化或監(jiān)測指標異常時，及時下發(fā)生產(chǎn)組織通知單，調(diào)整生產(chǎn)組織，并報煤礦主要負責人審批。 第三十一條 發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)超過沖擊地壓危險預警臨界指標時，應當撤離與防沖作業(yè)無關(guān)人員，實施解危卸壓工作；判定具有沖擊地壓危險時，應當立即撤離受威脅區(qū)域的人員，并切斷電源，落實防沖預案。
