礦山安全：煤礦沖擊地壓如何形成，有何危害，如何預(yù)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(zāi)害。 1、突發(fā)性。發(fā)生前一般無明顯前兆，相當(dāng)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(fù)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(fù)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(yán)重?fù)p壞巷道，瞬間使巷道斷面收縮變小，損壞支架，嚴(yán)重時使巷道合攏。 2、損壞設(shè)備，在沖擊地壓發(fā)生瞬間，使設(shè)備顛覆移位、損壞變形。 3、摧毀通風(fēng)設(shè)施，強大的沖擊波摧毀風(fēng)門和掘進(jìn)工作面的風(fēng)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(zāi)害，造成更為嚴(yán)重的后果。 煤礦沖擊地壓防治示范礦井建設(shè)基本要求 一、總 則 第一條 沖擊地壓防治示范礦井應(yīng)當(dāng)滿足《煤礦安全規(guī)程》《防治煤礦沖擊地壓細(xì)則》等沖擊地壓防治相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)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(shè)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(fù)責(zé)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(shè)立獨立的沖擊地壓災(zāi)害防治科室和專業(yè)施工隊伍。 嚴(yán)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(xué)歷。 沖擊地壓災(zāi)害防治專業(yè)施工隊伍應(yīng)當(dāng)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(fēng)險評估和隱患排查，建立風(fēng)險評估、方案設(shè)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(shè)計（改進(jìn)）、實施（執(zhí)行）、檢查（驗收）和組織（協(xié)調(diào)）的主體責(zé)任，并嚴(yán)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(yán)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(yù)警、治理效果檢驗情況，出現(xiàn)沖擊地壓預(yù)兆時應(yīng)當(dāng)及時采取措施，出現(xiàn)沖擊地壓動力現(xiàn)象的應(yīng)當(dāng)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(yán)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(hù)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(yù)警處置指令。 第五條 建立健全防沖培訓(xùn)制度。按照防沖培訓(xùn)計劃，開展全員培訓(xùn)、專業(yè)技術(shù)人員和管理人員培訓(xùn)；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(xùn)。 第六條 建立防沖激勵機制。對沖擊地壓防治貢獻(xiàn)大、效果顯著的有功人員要進(jìn)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(jìn)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(jìn)、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(yīng)當(dāng)按礦井防沖要求，確定采煤工作面推進(jìn)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(shè)、采煤方法、采煤工藝及開采保護(hù)層等區(qū)域防范措施。 礦井設(shè)計、采（盤）區(qū)設(shè)計和采掘工作面設(shè)計應(yīng)當(dāng)優(yōu)先滿足區(qū)域防沖要求，避免巷道和采煤工作面應(yīng)力集中，減少構(gòu)造應(yīng)力影響。開拓巷道不得布置在嚴(yán)重沖擊地壓煤層中，嚴(yán)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(fù)煤柱開采方式。 具備保護(hù)層開采條件的，必須開采保護(hù)層。 沖擊地壓礦井應(yīng)當(dāng)對采（盤）區(qū)設(shè)計和采掘工作面設(shè)計的區(qū)域防范措施效果（沖擊地壓危險性）進(jìn)行預(yù)測和設(shè)計優(yōu)化。 四、防沖裝備配套 第九條 設(shè)置專門的沖擊地壓監(jiān)測預(yù)警值班室，配備沖擊地壓綜合預(yù)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(yù)警。 應(yīng)當(dāng)按照沖擊危險性等級，配備相應(yīng)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(yīng)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(yīng)當(dāng)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(jìn)工作面動壓影響區(qū)域進(jìn)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(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)，對有沖擊地壓危險的采煤工作面、掘進(jìn)工作面和主要煤柱區(qū)進(jìn)行實時應(yīng)力監(jiān)測。重點監(jiān)測回采工作面前方300m范圍內(nèi)的進(jìn)、回風(fēng)順槽等煤層巷道和掘進(jìn)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(yīng)當(dāng)進(jìn)行CT探測，對采煤工作面見方等重點區(qū)域或重要時段進(jìn)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(jìn)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(hù)的煤巷、半煤巖巷進(jìn)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(yīng)力影響區(qū)、煤巷掘進(jìn)工作面迎頭及后方動壓影響區(qū)等范圍進(jìn)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(yù)防性卸壓鉆機，每個全煤、半煤巖掘進(jìn)工作面至少配備1臺預(yù)防性卸壓鉆機。 至少配備1臺能實施遠(yuǎn)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(zāi)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(zhǔn)人員定位系統(tǒng)，嚴(yán)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(jìn)工作面和采煤工作面上下出口或超前支護(hù)巷道、煤層鉆孔解危施工地點，應(yīng)當(dāng)安設(shè)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(yīng)用最新監(jiān)測技術(shù)，開展沖擊危險性預(yù)警和防沖治災(zāi)。 五、監(jiān)測預(yù)警有效 第十九條 建設(shè)全時段、全頻段、全區(qū)域、全要素的沖擊地壓監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)（平臺），監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)（平臺）顯示和控制終端應(yīng)當(dāng)設(shè)置在礦調(diào)度室，或者沖擊地壓監(jiān)控室設(shè)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(jìn)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(yù)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(yīng)力在線等監(jiān)測系統(tǒng)的傳感器，應(yīng)當(dāng)按照礦井設(shè)計的監(jiān)測臺網(wǎng)布設(shè)方案，由專業(yè)人員進(jìn)行安裝施工。 應(yīng)力CT探測，應(yīng)當(dāng)按照探測方案由防沖科室指導(dǎo)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(yù)警指標(biāo)，并及時校核，提高預(yù)警準(zhǔn)確程度。 明確預(yù)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(yīng)當(dāng)詳細(xì)記錄預(yù)警時間、預(yù)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(shè)備定期檢查、維護(hù)、校核，保證沖擊地壓危險性監(jiān)測系統(tǒng)的正常運行和準(zhǔn)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(shè)備布置情況填圖，有效指導(dǎo)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(yīng)當(dāng)在實施區(qū)域防范措施基礎(chǔ)上，及時跟進(jìn)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(zāi)因素的沖擊地壓危險區(qū)，應(yīng)當(dāng)制定并實施針對主要致災(zāi)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(jìn)行效果檢驗。防沖效果檢驗可采用鉆屑法、應(yīng)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(zhǔn)。確認(rèn)檢驗結(jié)果小于臨界值，經(jīng)研判確定無危險后方可進(jìn)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(fù)雜的礦井，應(yīng)當(dāng)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(fù)合災(zāi)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(yīng)當(dāng)采用長壁綜合機械化智能開采，遠(yuǎn)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(yīng)當(dāng)采用遠(yuǎn)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(hù)長度應(yīng)當(dāng)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(zhǔn)。 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(hù)應(yīng)當(dāng)采用液壓支架。 第二十八條 有沖擊地壓危險的掘進(jìn)巷道，其支護(hù)設(shè)計參數(shù)應(yīng)當(dāng)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(jìn)巷道，應(yīng)當(dāng)采用高預(yù)應(yīng)力全長錨注錨索、讓壓錨桿、高強度護(hù)表鋼帶、高強度護(hù)網(wǎng)、大直徑托盤等具有強抗變形和護(hù)表能力的主動支護(hù)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(hù)方式。支護(hù)方式和范圍應(yīng)當(dāng)由煤礦企業(yè)總工程師批準(zhǔn)。 第二十九條 嚴(yán)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(shè)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(shè)定掘進(jìn)巷道和采煤工作面最大日進(jìn)尺、班進(jìn)尺。條件發(fā)生變化或監(jiān)測指標(biāo)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(fù)責(zé)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(yù)警臨界指標(biāo)時，應(yīng)當(dāng)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(yīng)當(dāng)立即撤離受威脅區(qū)域的人員，并切斷電源，落實防沖預(yù)案。
