矿震,在煤矿又称为冲击地压,指矿井高应力区内煤体、岩体及断层在受外界扰动瞬间失衡破坏时,释放出很大能量而引起以猛烈震动和爆发式破坏为特征的矿山动力现象。矿震是采矿诱发的矿井地震,是矿井的一大自然灾害。
如今,矿震由采矿安全演化为公共安全问题,因此,全面了解我国矿产资源开采诱发矿震的状况,客观看待检测和研究现状,抓住主要矛盾和共性问题有针对性地采取应对措施,对制定矿产资源深部开采宏观战略,有效防治矿震灾害,保障公共安全具有重要意义。
1.合理进行开采部署
煤柱:工作面之间尽可能不留设煤柱或只留设宽度极小的煤柱,以有利于采空区覆岩主关键层的运动与沉降,减少覆岩主关键层的悬空面积与采空区周围的能量积聚。
推进方向:采取从断层、褶曲轴部、采空区、煤柱开始回采的开采程序。应避免工作面向断层方向推进,将开切眼布置在断层一侧,或者将工作面沿着断层方向布置。
2.合理泻风与构筑强力堵风密闭
泄风:把冲击气浪引入专用排风井巷,排出地面。泄风井巷可用采区回风巷或矿井总回风巷替代,亦可在采区边界或矿井边界掘进专用的泄风巷或泄风井。
高强密闭:矿震压缩空气一般不超过1.0MPa,通过增加密闭强度,把压缩空气隔离在采空区内,使其在采空区内平衡是可行的。
3.覆岩主关键层下位离层注浆减沉
综放面覆岩主关键层下位离层量大,闭合速度慢,甚至可以长期存在,对主关键层下位离层进行注浆,粉煤灰在离层空间内沉淀形成充填体,减缓主键层的运动,来达到防治矿震灾害的目的。
4.坚硬顶板强制放顶方案设计
对于分层厚度大整体性好的高位岩层,可通过注水压裂弱化, 改变岩体的物理力学性质,降低岩体强度,缩短自行冒落步距,变难冒落顶板为可冒落顶板。在采场的边界,由于煤柱的支撑作用,很有可能无法自行冒落,对这一类顶板一般需要实施深孔大药量集中爆破,以改变顶板岩体的来压步距。
矿震是地下开采中较为常见的工程灾害,给正常的生产活动带来重大危害。矿震的发生是有规律和前兆的,是可认识、监测和防治的,地震部门近几年的参与,使矿震的研究与防治工作取得了新的进展。矿震的孕育和发生具有复杂的过程,目前对其发生规律与机理的认识仍是比较粗浅的,完全有效的实现对矿震的预防与防治仍然是困难的,仍需要进行深入的研究和实践。