考點 26：沖擊地壓的預測預報技術
沖擊地壓的預測預報是沖擊地壓防治工作的基礎。目前，沖擊地壓的預測主要圍繞沖擊地壓發生的強度條件和能量條件進行。沖擊地壓預測的方法有區域危險性預測和局部危險性預測兩種。區域危險性預測與局部危險性預測可根據地質與開采技術條件等，優先采用綜合指數法確定沖擊危險性。
1.綜合指數法
綜合指數法就是在分析各種采礦地質影響沖擊地壓發生因素的基礎上，確定各種因素的影響權重，綜合分析以進行沖擊地壓危險性預測。該方法用于沖擊地壓危險程度分析與早期預警。
2.鉆屑法
鉆屑法是通過在煤層中打直徑 42-50mm 的鉆孔，根據排出的煤粉量及其變化規律和有關動力效應鑒別沖擊危險的一種方法。該方法為局部監測方法，其基礎理論是鉆出煤粉量與煤體應力狀態具有定量的關系。當單位長度的排粉率增大或超過標定值時，表示應力集中程度增加和沖擊危險性提高。鉆屑法的檢測指標包括鉆屑量、深度和動力效應。
3.微震法
煤巖體在受力變形和破壞過程中會發生破裂震動，傳出震波或聲波，當震波或聲波的強度和頻率達到一定數值時，會出現煤巖體的突然破壞，發生沖擊地壓。微震法利用安設在煤巖體內的探測儀器接收、放大并記錄采礦震動的能量，確定和分析震動的方向以及對震中定位來評價和預測沖擊地壓。該方法是一種區域性監測和預測預報的方法。
4. 聲發射(地音)法
采礦活動引發的動力現象分為兩種：強烈的，屬于采礦地震的范疇;較弱的，如聲響、振動、卸壓等則為采礦地音，也稱為巖石的聲發射。聲發射法是在監測區內布置地音探頭，由監測裝置連續自動采集地音信號，經實時處理加工成報告、圖表。通過對數據進行整理分析，并判斷監測區域的沖擊危險程度。一般情況下，地音活動集中在采區某一位置，且地音事件的強度逐漸增加時，預示著沖擊地壓危險性性增大。
5. 電磁輻射法
煤巖在載荷作用下變形破裂時，將會產生電磁輻射現象。電磁輻射是煤體等非均質材料在受載情況下發生變形及破裂的結果，是由煤體各部分的非均勻變速變形引起的電荷遷移和裂紋擴展過程中形成的帶電粒子變速運動而形成的。煤體中應力越高，變形破裂過程越強烈，電磁輻射信號越強。該方法是局部監測和預測方法。通過監測煤巖體的電磁輻射脈沖數及其幅值的變化，進行沖擊地壓危險性的預測。電磁輻射與聲發射間具有很好的相關性。
考點 27：沖擊地壓的防范措施
1.采用合理的開拓布置和開采方式
新建礦井和沖擊地壓礦井的新水平、新采區、新煤層有沖擊地壓危險的，必須編制防沖設計。防沖設計應當包括開拓方式、保護層的選擇、采區巷道布置、工作面開采順序、采煤方法、生產能力、支護形式、沖擊危險性預測方法、沖擊地壓監測預警方法、防沖措施及效果檢驗方法、安全防護措施等內容。
(1)對于煤層群開采，其正確的開采順序與煤層沖擊傾向性、煤層群的保護層開采等緊密相關。應首先開采無沖擊危險或沖擊危險小的煤層作為保護層，且優先開采上保護層。
(2)沖擊地壓煤層應當嚴格按順序開采，不得留孤島煤柱。在采空區內不得留有煤柱，如果必須在采空區內留煤柱時，應當進行論證，報企業技術負責人審批，并將煤柱的位置、尺寸以及影響范圍標在采掘工程平面圖上。開采孤島煤柱的，應當進行防沖安全開采論證;嚴重沖擊地壓礦井不得開采孤島煤柱。
(3)開采沖擊地壓煤層時，在應力集中區內不得布置 2 個工作面同時進行采掘作業。2 個掘進工作面之間的距離小于 150m 時，采煤工作面與掘進工作面之間的距離小于 350m時，2 個采煤工作面之間的距離小于 500m 時，必須停止其中一個工作面。相鄰礦井、相鄰采區之間應當避免開采相互影響。嚴重沖擊地壓厚煤層中的巷道應當布置在應力集中區外。雙巷掘進時 2 條平行巷道在時間、空間上應當避免相互影響。
(4)地質構造區域應采取避免或減緩應力集中和疊加的開采程序。褶皺構造區應從軸部開始回采;盆地構造應從盆底開始回采;斷層或采空區附近時，應從斷層或采空區開始回采。
(5)開拓巷道不得布置在嚴重沖擊地壓煤層中，永久硐室不得布置在沖擊地壓煤層中。煤層巷道與硐室布置不應留底煤，如果留有底煤必須采取底板預卸壓措施。
(6)盡可能采用長壁開采。緩傾斜、傾斜厚及特厚煤層采用綜采放頂煤工藝開采時，直接頂不能隨采隨冒的，應當預先對頂板進行弱化處理。
2.開采保護層
開采保護層是防治沖擊地壓的有效和根本性區域性防范措施。具備開采保護層條件的沖擊地壓煤層，應當開采保護層。一個煤層(或分層)先采，使鄰近煤層得到一定時間的卸載，稱為開采保護層。先采的保護層必須是無沖擊危險性或弱沖擊危險性的煤層。實施時必須保證開采的時間和空間有效性。不得在采空區中保留煤柱。開采保護層的間隔時間不能太久，一般的有效解壓期限為：用全部垮落法開采保護層時為 3 年，用全部充填法開采保護層時為 2 年。開采保護層后,仍存在沖擊地壓危險的區域，必須采取防沖措施。
3.煤層預注水
煤層預注水是在采掘工作前，對煤層進行長時間壓力注水。目的是通過改變煤的物理化學性質，改變煤的力學特性，降低煤的沖擊傾向性。該方法是一種積極主動的區域性沖擊地壓防范措施。
4.厚層堅硬頂板預處理
頂板堅固難冒，煤層也很堅硬，形成頂板一煤體一底板三者組合的剛度很高的承載體系，具有聚集大量彈性能的條件。當巖體載荷超過其強度就發生沖擊地壓。目前，集對該類條件的沖擊地壓比較有效的防范措施主要有注水軟化頂板和爆破斷頂。爆破斷頂措施是通過頂板巷道對頂板進行深孔爆破，人為切斷頂板，進而促使采空區頂板冒落、削弱采空區與待采區之間的頂板連續性，減小頂板來壓時的強度和沖擊性。
5.沖擊地壓安全防護措施
有沖擊地壓危險的采掘工作面，供電、供液等設備應當放置在采動應力集中影響區外。沖擊地壓危險區域的巷道必須加強支護，采煤工作面必須加大上下出口和巷道的超前支護范圍和強度。嚴重沖擊地壓危險區域，必須采取防底鼓措施。有沖擊地壓危險的采掘工作面必須設置壓風自救系統，明確發生沖擊地壓時的避災路線。
考點 28：沖擊地壓的解危措施
1.爆破卸壓
爆破卸壓是對已形成沖擊地壓危險的煤巖體，用爆破方法減緩其應力集中程度的一種解危措施。主要采用深孔爆破方法，鉆孔深度應達到支承壓力峰值區。裝藥位置越靠近支承壓力峰值區，爆破卸壓的效果越好。爆破卸壓可以局部消除沖擊地壓發生的強度條件和能量條件，使煤巖體在采掘工作面附近形成裂隙密集的卸壓保護帶。實施爆破卸壓措施前后，均須進行鉆屑法檢測。
2.鉆孔卸壓
鉆孔卸壓是利用鉆孔方法消除或減緩沖擊危險性的解危措施。其原理是基于鉆孔及其周邊圍巖形成破碎區，若干鉆孔的破碎區互相接近后，使煤巖破裂卸壓。其實質是利用積聚的變性能破壞鉆孔周邊的圍巖，達到卸壓、釋放能量和消除沖擊危險的目的。鉆孔直徑越大，卸壓效果越好;鉆孔長度根據具體情況而定，一般回采工作面的鉆孔長度為 3 倍采高;鉆孔盡可能布置在高壓區。該方法的優點是鉆孔深入高壓區，卸壓效果好，布置靈活簡便;施工時的排粉還可以作為鉆屑法指標。缺點是鉆孔工程量大，與生產的相互干擾大。
3.定向水力裂縫法
定向水力裂縫法就是人為地在巖層中預先制造一個裂縫，從而簡單、有效、低成本地改變巖體的物理力學性質。在高壓水的作用下，巖體的破裂半徑范圍可達 15~25m,甚至更大。
4.誘發爆破
誘發爆破是在監測到有沖擊地壓危險的情況下，利用較多炸藥進行爆破，人為誘發沖擊地壓，使之發生在一定的時間、地點和范圍內，避免更大災害的一種解危措施誘發爆破作為輔助手段，只有存在嚴重沖擊危險性，而其他方法無效或無法實施時應用。
第三節 地下礦山頂板事故的救護及處理
考點 29：頂板事故救護的一般原則
(1)地下礦山發生冒頂事故后，礦山救護隊的主要任務是搶救遇險人員和恢復通風。
(2)在處理冒頂事故之前，礦山救護隊應向事故附近地區工作的干部和工人了解事故發生原因、冒頂地區頂板特性、事故前人員分布位置、瓦斯濃度等，并實地查看周圍支架和頂板情況，必要時加固附近支架，保證退路安全暢通。(3)搶救人員時，可用呼喊、敲擊的方法聽取回擊聲，或用聲響接收式和無線電波接收式尋人儀等裝置，判斷遇險人員的位置，與遇險人員保持聯系，鼓勵他們配合搶救工作。
對于被堵人員，應在支護好頂板的情況下，用掘小巷、繞道通過冒落區或使用礦山救護輕便支架穿越冒落區接近他們。
(4)處理冒頂事故的過程中，礦山救護隊始終要有專人檢查瓦斯和觀察頂板情況， 發現異常，立即撤出人員。
(5)清理堵塞物時，使用工具要小心，防止傷害遇險人員;遇有大塊矸石、木柱、 金屬網、鐵架、鐵柱等物壓人時，可使用千斤頂、液壓起重器、液壓剪刀等工具進行處理，嚴禁用鎬刨、錘砸等方法扒人或破巖。
(6)搶救出的遇險人員，要用毯子保溫，并迅速運至安全地點進行創傷檢查，在現場開展輸氧和人工呼吸、止血、包扎等急救處理，危重傷員要盡快送醫院治療。對長期困在井下的人員，不要用燈光照射眼睛，飲食要由醫生決定。
考點 30：《防治煤礦沖擊地壓細則》
第三條 煤礦企業(煤礦)的主要負責人(法定代表人、實際控制人)是沖擊地壓防治的第一責任人，對防治工作全面負責;其他負責人對分管范圍內沖擊地壓防治工作負責;煤礦企業(煤礦)總工程師是沖擊地壓防治的技術負責人，對防治技術工作負責。
第四條 沖擊地壓防治費用必須列入煤礦企業(煤礦)年度安全費用計劃，滿足沖擊地壓防治工作需要。
第五條 沖擊地壓礦井必須編制沖擊地壓事故應急預案，且每年至少組織一次應急預案演練。
第十五條 沖擊危險性評價可采用綜合指數法或其他經實踐證實有效的方法。評價結果分為四級：無沖擊地壓危險、弱沖擊地壓危險、中等沖擊地壓危險、強沖擊地壓危險。
第十九條 沖擊地壓防治應當堅持“區域先行、局部跟進、分區管理、分類防治”的原則。
第二十二條 開采沖擊地壓煤層時，必須采取沖擊地壓危險性預測、監測預警、防范治理、效果檢驗、安全防護等綜合性防治措施。
第二十七條 開采沖擊地壓煤層時，在應力集中區內不得布置 2 個工作面同時進行采掘作業。2 個掘進工作面之間的距離小于 150 米時，采煤工作面與掘進工作面之間的距離小于350 米時，2 個采煤工作面之間的距離小于 500 米時，必須停止其中一個工作面，確保兩個回采工作面之間、回采工作面與掘進工作面之間、兩個掘進工作面之間留有足夠的間距，以避免應力疊加導致沖擊地壓的發生。相鄰礦井、相鄰采區之間應當避免開采相互影響。
第二十八條 開拓巷道不得布置在嚴重沖擊地壓煤層中，永久硐室不得布置在沖擊地壓煤層中。開拓巷道、永久硐室布置達不到以上要求且不具備重新布置條件時，需進行安全性論證。在采取加強防沖綜合措施，確認沖擊危險監測指標小于臨界值后方可繼續使用，且必須加強監測。
第二十九條 沖擊地壓煤層巷道與硐室布置不應留底煤，如果留有底煤必須采取底板預卸壓等專項治理措施。
第四十六條 沖擊地壓礦井必須建立區域與局部相結合的沖擊危險性監測制度，區域監測應當覆蓋礦井采掘區域，局部監測應當覆蓋沖擊地壓危險區，區域監測可采用微震監測法等，局部監測可采用鉆屑法、應力監測法、電磁輻射法等。
第四十七條 采用微震監測法進行區域監測時，微震監測系統的監測與布置應當覆蓋礦井采掘區域，對微震信號進行遠距離、實時、動態監測，并確定微震發生的時間、能量(震級)及三維空間坐標等參數。第四十八條 采用鉆屑法進行局部監測時，鉆孔參數應當根據實際條件確定。記錄每米鉆進時的煤粉量，達到或超過臨界指標時，判定為有沖擊地壓危險;記錄鉆進時的動力效應，如聲響、卡鉆、吸鉆、鉆孔沖擊等現象，作為判斷沖擊地壓危險的參考指標。
第四十九條 采用應力監測法進行局部監測時，應當根據沖擊危險性評價結果，確定應力傳感器埋設深度、測點間距、埋設時間、監測范圍、沖擊地壓危險判別指標等參數，實現遠距離、實時、動態監測。
第五十七條 沖擊地壓礦井應當選擇合理的開拓方式、采掘部署、開采順序、煤柱留設、采煤方法、采煤工藝及開采保護層等區域防沖措施。
第六十七條 沖擊地壓礦井應當在采取區域措施基礎上，選擇煤層鉆孔卸壓、煤層爆破卸壓、煤層注水、頂板爆破預裂、頂板水力致裂、底板鉆孔或爆破卸壓等至少一種有針對性、有效的局部防沖措施。采用爆破卸壓時，必須編制專項安全措施，起爆點及警戒點到爆破地點的直線距離不得小于 300 米，躲炮時間不得小于 30 分鐘。
第七十條 采用煤層注水防治沖擊地壓時，應當根據煤層條件及煤的浸水試驗結果等綜合考慮確定注水孔布置、注水壓力、注水量、注水時間等參數，并檢驗注水效果。
1/20
