矿山冲击地压控制(Coal Mine Burst Prevention Controls)

1 问题的提出

随着矿山开采深度的不断增加，千米深井冲击地压灾害日趋严重. 2018年以来,国内先后发生过多起千米深井冲击地压事故. 内蒙古自治区鄂尔多斯是煤炭之都, 目前共有290座煤矿, 其中有10座矿山属于冲击地压煤矿，随着开采深度的不断增加, 这些矿山正逐渐转向深部开采，冲击地压的问题日益凸显。如何继续确保煤矿的可持续安全发展，保持现有安全生产形势持续稳定是整个鄂尔多斯现在和今后面临的一项重大挑战, 它直接关系到鄂尔多斯经济的发展。

2 冲击地压的特点

冲击地压的形成机理与地质条件和采矿方法密切相关, 因此鄂尔多斯地区矿山冲击地压的防治不能简单照搬其它矿山的治理经验. 鄂尔多斯矿山的冲击地压主要有两个特点：(1) 工作面为长距离、大采高布置，回采周期长。鄂尔多斯地区冲击地压煤矿的开采规模超出了国内多数省份的大部分冲击地压煤矿，部分冲击地压煤矿工作面走向长度达6公里，煤层厚度5-12米，受产能控制，工作面推采时间一般都在2-3年，许多冲击地压的防治工作都是新课题，在本地区没有可供参考的历史经验，需要从头开始摸索。(2) 多种灾害相互叠加，治理难度大。鄂尔多斯乌审旗地区冲击地压煤矿全部为水文地质复杂型煤矿，矿井受煤层顶板承压含水层的影响，矿井涌水量在1000-2000m3/h，最大水压达6MPa，该地区的煤层全部为容易自燃煤层，自燃发火期短，冲击地压的防治工作中的顶板水力预裂、爆破预裂、小煤柱留设等措施，对防火和防治水工作是一项巨大的挑战，平衡点很难把控。

3 治理经验

鄂尔多斯冲击地压煤矿在努力摆脱冲击地压的防治困局方面，付出了巨大的努力。巴彦高勒煤矿吸取在山东防治冲击地压的技术经验，立即关闭冲击地压显现的原设计首采区，按照防冲设计，全面实行多盘区布置，迅速开始进行全井田范围的开拓，“井”字形布置盘区，并认真按照防冲设计开始落实小煤柱留设、切顶卸压等一系列的防冲措施，提早谋划部署，有效的控制住了冲击地压。葫芦素、门克庆、母杜柴登、纳林河二号井等煤矿在发现冲击地压显现以后，投入大量资金应用防冲方面新技术、新方法、新设备，采取了一切可行手段防治冲击地压。前期乌审旗地区冲击地压煤矿全部为大产能矿井，设计产能大部分在1000万吨以上，在监管监察部门严格管控下，从2016年-2018年煤矿企业辖区采深超过400米的煤矿全部完成了冲击地压鉴定和评价工作，完成了防冲设计和技术措施的论证工作，将全部冲击地压煤矿的产能降到800万吨以下，并严查超能力组织生产的行为，落实了“严格控制冲击地压矿井生产规模”的有关要求。

4 科学研究

为了从理论上解释矿山地压的形成机制以及从实践上采取合适的措施来控制冲击地压, 以鄂尔多斯地区冲击地压矿山为背景, 一个新的研究项目<基于合成岩体和离散断裂网络的矿山冲击地压研究>即将开始展开工作,这个项目将综合运用地质工程, 岩石力学, 先进的基于DFN的数值模拟技术和监测大数据来研究冲击地压的形成机理,提出有效的冲击地压治理方法.