沖擊地壓災(zāi)害的成因

　　1 地質(zhì)構(gòu)造的因素 　　構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)既是地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和斷裂活動(dòng)的動(dòng)力因素，又是地層中區(qū)域應(yīng)力狀態(tài)的重要組成部分。在構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的作用下，一方面形成新的斷裂組合，同時(shí)對(duì)井下開采過程中的各種動(dòng)力現(xiàn)象的發(fā)生起著至關(guān)重要的決定作用，構(gòu)造應(yīng)力是孕育沖擊地壓的主要?jiǎng)恿Νh(huán)境因素。
　?。?）礦區(qū)煤田構(gòu)造分析。撫順礦區(qū)的構(gòu)造位于天山一陰山巨型緯向構(gòu)造帶和華夏式構(gòu)造帶交接復(fù)合部位，其特殊位置決定了其地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜，是一個(gè)由多元構(gòu)造體系復(fù)合而形成的多元、多向和多序的構(gòu)造體系，主要有東西向陰山構(gòu)造帶和北東50°～60°華夏式構(gòu)造帶兩種。
　　（2）地質(zhì)構(gòu)造對(duì)沖擊地壓的影響。老虎臺(tái)井田位于撫順煤田向斜中部，其中東翼，是一個(gè)東向西的向斜構(gòu)造，西翼是一個(gè)北向南的緩向斜構(gòu)造，共有14條大斷層。F1和Fl a斷層是控制區(qū)域內(nèi)構(gòu)造環(huán)境的主要因素。礦區(qū)所發(fā)生的較大規(guī)模的沖擊地壓主要是受斷層和構(gòu)造的特征、空間位置以及它們之間的相互關(guān)系所控制。從老虎臺(tái)井田內(nèi)部的小的環(huán)境看，14條大斷層及周圍形成的向背斜構(gòu)造和次一級(jí)的斷裂構(gòu)造，是引發(fā)沖擊地壓的主要原因，也是沖擊地壓發(fā)生次數(shù)最密集（特別是大震級(jí)）的地方。
　　2 開采深度的因素 　　近年來隨采深增加，沖擊地壓次數(shù)明顯增加，特別是1級(jí)以上沖擊地壓次數(shù)大幅度上升，從1993年的466次增加到2001年的2024次。從沖擊地壓發(fā)生實(shí)際情況分析，如果單從重力（開采深度）角度分析，總的看沖擊地壓發(fā)生次數(shù)和震級(jí)是與采深成正比，但在復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造帶附近，沖擊地壓發(fā)生的次數(shù)和震級(jí)有時(shí)與采深并不成正比。如礦井東部區(qū)54003綜放面距地表深度630m（回采階段—540m），準(zhǔn)備及回采期間發(fā)生一級(jí)以上沖擊地壓30次；與其同標(biāo)高的東翼相鄰的54002綜放面，準(zhǔn)備及回采期間一級(jí)以上沖擊地壓僅發(fā)生8次。同一采區(qū)內(nèi)，采深相同的不同工作面沖擊地壓發(fā)生的次數(shù)差別比較明顯。
　　3 煤層性質(zhì)的因素

　　沖擊地壓的發(fā)生與煤的物理機(jī)械性能密切相關(guān)。煤質(zhì)中硬以下，彈性、脆性較大，光澤較強(qiáng)的煤易發(fā)生小型沖擊地壓；煤質(zhì)中硬，較均質(zhì)、致密，裂隙、層節(jié)理較不發(fā)育的煤易發(fā)生較大沖擊地壓；硬度很高的不易發(fā)生沖擊地壓。根據(jù)測(cè)試、實(shí)驗(yàn)及多年實(shí)踐證明：礦井本層煤中三分層屬于中硬煤，彈、脆性較大，層、節(jié)理不很發(fā)育，易于發(fā)生沖擊地壓；四分層煤質(zhì)中硬，上述性質(zhì)較差，沖擊地壓發(fā)生次之；五分層屬于中硬以上煤，不易發(fā)生沖擊地壓。

　　從上述分析得出：礦井沖擊地壓不屬于單一重力型沖擊地壓。
　　4 采掘活動(dòng)的因素 　?。?）炮采與沖擊地壓關(guān)系。以往炮采水運(yùn)水砂充填采煤法開采時(shí)，采用的是分組開采，不但一分層發(fā)生沖擊地壓，而且二、三分層也發(fā)生沖擊地壓。1996年以前，沖擊地壓90%以上發(fā)生在炮采的采掘工作面，對(duì)采掘面的破壞十分嚴(yán)重，多次造成傷亡事故。分析其原因，一是開采過程中每個(gè)階段（50m段高）形成11個(gè)區(qū)間煤柱和12個(gè)段間煤柱，同時(shí)每個(gè)階段東西翼遺留一個(gè)孤島煤柱采區(qū)，這些煤柱都是高應(yīng)力集中區(qū)，在此進(jìn)行采掘活動(dòng)，極易引發(fā)沖擊地壓。二是炮采時(shí)存在跨階段、跨水平開采，單位采區(qū)范圍?。ㄗ呦?00～500m），開采強(qiáng)度大，受此影響，井田區(qū)域內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)變化較大，采區(qū)間動(dòng)壓互相影響，為沖擊地壓的發(fā)生提供了條件。三是炮采采用木支護(hù)管理頂板，水砂充填管理采空區(qū)，木支護(hù)屬剛性支護(hù)，抗沖擊能力低，無可縮性，充填河砂及頁巖使頂板不能自然垮落，不利于釋放頂板積聚的大量彈性能。四是炮采工作面采用爆破落煤，放炮震動(dòng)極易引發(fā)沖擊地壓。所以，炮采水砂充填采煤法不適合沖擊地壓煤層開采。
　?。?）綜放開采與沖擊地壓的關(guān)系。綜放開采是目前特厚煤層較為先進(jìn)的采煤方法。采用高強(qiáng)度液壓支架管理工作面頂板，采煤機(jī)割煤，自然垮落法管理采空區(qū)，巷道采用先進(jìn)的錨網(wǎng)U型棚復(fù)合支護(hù)，這種采煤方法有利于防止沖擊地壓的發(fā)生。一是可以布置長(zhǎng)距離大工作面，采區(qū)個(gè)數(shù)減少，使得礦井生產(chǎn)布局及開采程序更加合理。二是礦井區(qū)間煤柱減少，無段間煤柱，區(qū)內(nèi)條帶間實(shí)現(xiàn)無煤柱開采，采空區(qū)內(nèi)不殘留煤柱及支柱，煤柱高應(yīng)力區(qū)大幅度減少，采區(qū)內(nèi)部也不會(huì)形成新的應(yīng)力集中區(qū)。三是工作面液壓支架強(qiáng)度高（ZFS6000型），具有可縮性，采空區(qū)采用自然垮落法管理頂板，有利于釋放頂板內(nèi)積聚的大量彈性能。
　　（3）不同采煤方法與沖擊地壓關(guān)系。正如瓦斯、煤塵和自然發(fā)火一樣，沖擊地壓是與煤礦開采伴生的自然災(zāi)害，只要進(jìn)行采掘活動(dòng)，就必然程序不同的引發(fā)沖擊地壓。20世紀(jì)70年代初，國(guó)內(nèi)煤礦開始采用放頂卸壓措施，通過放頂使頂板彈性能得到充分釋放，大大緩解了沖擊地壓發(fā)生的頻率及震級(jí)。撫順礦區(qū)以往炮采時(shí)，采用水砂充填法管理采空區(qū)，三個(gè)井工礦均有沖擊地壓發(fā)生。因此，采用何種采煤方法與沖擊地壓沒有必然的聯(lián)系，只不過能產(chǎn)生利弊不同程度的影響。