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【摘 要】地压是影响煤矿生产的重要因素，其测试资料是选择井巷的支护方式、支架材料及回采工作面顶板管理方法的重要依据。本文主要阐述了煤矿地压及其形成原因、地压的表现特征、地压治理措施等技术问题。
【关键词】地压；表现特征；治理措施
地压是影响煤矿生产的重要因素。地压的测试资料是选择井巷的支护方式、支架材料及回采工作面顶板管理方法的重要依据。煤矿采煤生产的发展和开采深度的不断加大，处理地压问题更为突出。
1、地压及其形成原因
地表下的煤、岩层在未经采动前处在应力平衡状态。煤矿井下的采掘活动破坏了平衡状态，造成应力重新分布而实现新的平衡。在应力重新分配时，一些采掘工程处在暂时稳定状态，也有一些因为不稳定而出现变形、移动及破坏。为避免和减少围岩的变形和移动，应对各种井巷进行支护以承受围岩方面来压。此种由于围岩变形、移动和破坏作用在井巷支护工程上的压力，即地压或矿压。
随着采掘工程的不断推进、围岩出露面积扩大和时间推移，围岩的变形、移动和破坏也不断加剧，作用在支护上的压力也相应增大。在压力达到某一极限值时，这种作用在支架上的压力即初次地压。若支护工程能够完全阻止初次地压的围岩变形，这时支护承受的压力就成为不再变化的数值。假如支护工程不能阻止围岩变形，围岩就可能出现裂缝甚至部分岩石由于破碎而从原岩体上脱落，形成自然平衡拱。这时一部分压力会从拱传到两壁承担，而作用在支护工程上的压力仅为自然平衡拱内的岩石重力，其值固定不变，因此，叫稳定地压。在回采工作面内初次来压时一般由于直接顶或基本顶的垮落而使工作面压力减小，而随着回采工作面的继续向前推进压力又不断增大，每推进一定距离就发生一次来压现象，这种周期性来压作用于支架上的压力即周期性地压。它和初次地压来压均表现为工作面顶板的激烈下沉，所以，将初次地压和周期性地压统叫压，而平时的压力即静压。
地压的出现是与上覆岩层的重力作用和地质构造的残余应力密切相关。上覆岩层的重力作用决定于岩石的组成和厚度。开采深度的增加可能发生剧烈的地压现象。地质构造的残余应力一般表现为水平压应力。地壳中的各种褶皱、断裂是地质地应力长期作用的结果，目前仍活动的构造体系的矿区，尽管地应力在不同构造的不同部位或强或弱、或大或小，而只要此种地应力存在，这是导致地压的一个不可忽视的因素。
2、地压的表现特征
为了确保煤矿安全生产，要对地压的表现特征进行认真观测和分析，按这些表现特点和规律采取有效措施，以阻止由于地压导致的巷道变形和回采工作面垮落。地压作用于采掘工程的主要形式表现在顶压、侧压和底压等方面。
2.1不同岩性顶压的表现特征
煤层顶板为容易冒落的松软岩层时煤被采出后顶板随支柱的撤离而垮落，冒落高度较大，能填满采空区。直接顶冒落后，基本顶岩层可能取得平衡，因此，工作面顶压较缓和、顶板容易管理，通常不可能出现大面积来压和切顶事故。
煤层顶板为中等冒落性顶板直接顶的厚度小于采煤高度的2-4倍，其上为坚硬的基本顶。直接顶冒落后不能填满采空区，基本顶呈悬空状态，随着悬露面积增大基本顶压力也增大，在一定限度后基本顶冒落。
煤层顶板为难冒落和极难冒落的坚硬顶板——坚硬的砂岩或砂砾岩基本顶直接位于煤层之上，煤层采出后顶板的下沉量较小、压力较小，依靠煤壁就能支撑。随着开采面积增大顶压不断增加，增大到一定程度就形成大面积来压，会导致压垮工作面或采区的冒顶事故。
顶压的大小主取决于顶板岩石的成分、强度、岩层厚度、裂隙发育情况及各岩层的组合特点。与岩层的埋藏深度、悬露面的形状和大小、采煤高度、推进速度支护形式和材料等相关。
2.2大面积来压的表现特征
如果煤层的基本顶为极坚硬的厚层砂岩、砂砾岩或砾岩时，在一定的悬露面积范围内顶板稳定、压力较小，随着悬露面积不断扩大构成大面积来压。其结果会导致顶板岩层的大面积垮落。它可分为一次来压冒落和多次来压冒落。前者破坏性大，能出现剧烈的冲击风暴和导致巨大损失；后者的破坏性较小。
大面积来压的过程是，顶板弯曲下沉，压迫煤柱或支架，出现片帮和折裂现象，导致顶板脱层、破裂，造成顶板大面积冒落。大面积来压和冒落的主要征兆如下：
（1）顶板急剧下沉。大面积来压时，采空区的煤层顶板首先出现急剧弯曲下沉。因煤层顶板的急剧下沉，使煤帮、煤柱和支架出现较大压力，煤柱和煤壁出现严重的片帮现象，各种支架也被压弯、压裂和压折。
（2）顶板断裂。顶板压力随采空面积增大而增加，在一定限度时能听到雷鸣般基本顶折断声音，在采空区见到煤层顶板出现裂隙，裂隙的数量和裂缝的宽度、长度随顶压增加而增多增大。
（3）底板隆起 顶板压力通过煤柱或支柱作用于底板上，随着顶压的增加，能使采空区煤柱和支柱的附近出现底鼓，严重时能使隆起的底板出现裂缝。
（4）出现超前压力。在回采工作面的推进前方20-50m范围内出现超前压力，出现煤壁片帮和炸帮。
（5）工作面压力增大。工作面煤壁受压出现片帮，在煤壁打眼后拔不出钻杆、割煤机的截盘被压等。
形成大面积一次来压冒落的因素主要有：一是顶板的岩石性质和结构。如果顶板为坚硬的砂岩或砂砾岩，层理和节理不发育，形成坚硬的整体砂岩，易于形成一次来压冒落；二是顶板在大范围悬露面积内岩性无断裂现象，但在大面积悬露区的边缘部分有断层存在，容易形成大面积一次来压和冒落现象；三是在有大面积来压和冒落危险的采空区内，如果煤柱面积不大于采空区面积的20%时，可能出现大面积来压和冒落。
井下巷道开掘后，其两帮煤、岩层由于压力而出现变形、移动和塌落。为阻止巷道变形、移动和塌落，应该对巷道进行支护，此巷道两帮的煤、岩层作用于支架上的压力即侧压。侧压的大小主要取决于此巷道的顶压和深度。顶板的压力越大，巷道至地表的距离越大，此巷道的侧压就越大；反之则较小。
为摸索地压的活动规律，掌握在采煤生产过程中岩石的活动状况，一定要对顶板的情况进行认真观测。要进行工作面地压活动观测，进行大面积采空区地压活动观测，还要利用地震预报法监视顶板岩石的活动情况。
3、地压治理措施
研究地压在于摸清影响地压的原因及其显现特征和规律，提出治理的措施，确保煤矿采煤的安全生产。要按各种压力的情况选择把巷道开掘，在什么岩层中和采用巷道的形状、支护方式等，按顶压情况选择采煤方法和顶板管理方式。
治理和预防大面积来压和冒顶，可用深孔爆破方式把采区不肯冒落的砾岩、砂砾岩顶板强行放落的方法，还要按顶板的岩石性质选择合理的采煤方法。顶板管理方法和强力支架也是必须重视的方面。应坚持“放得下，顶得住”的要求，用强制放顶的办法消除采空区悬顶对工作面出现的压力，用强力支架确保工作面有一定的安全空间。现在我国大部分煤矿采用的综合机械化采煤法大幅减少了地压的危害。
【关键词】地压；表现特征；治理措施
地压是影响煤矿生产的重要因素。地压的测试资料是选择井巷的支护方式、支架材料及回采工作面顶板管理方法的重要依据。煤矿采煤生产的发展和开采深度的不断加大，处理地压问题更为突出。
1、地压及其形成原因
地表下的煤、岩层在未经采动前处在应力平衡状态。煤矿井下的采掘活动破坏了平衡状态，造成应力重新分布而实现新的平衡。在应力重新分配时，一些采掘工程处在暂时稳定状态，也有一些因为不稳定而出现变形、移动及破坏。为避免和减少围岩的变形和移动，应对各种井巷进行支护以承受围岩方面来压。此种由于围岩变形、移动和破坏作用在井巷支护工程上的压力，即地压或矿压。
随着采掘工程的不断推进、围岩出露面积扩大和时间推移，围岩的变形、移动和破坏也不断加剧，作用在支护上的压力也相应增大。在压力达到某一极限值时，这种作用在支架上的压力即初次地压。若支护工程能够完全阻止初次地压的围岩变形，这时支护承受的压力就成为不再变化的数值。假如支护工程不能阻止围岩变形，围岩就可能出现裂缝甚至部分岩石由于破碎而从原岩体上脱落，形成自然平衡拱。这时一部分压力会从拱传到两壁承担，而作用在支护工程上的压力仅为自然平衡拱内的岩石重力，其值固定不变，因此，叫稳定地压。在回采工作面内初次来压时一般由于直接顶或基本顶的垮落而使工作面压力减小，而随着回采工作面的继续向前推进压力又不断增大，每推进一定距离就发生一次来压现象，这种周期性来压作用于支架上的压力即周期性地压。它和初次地压来压均表现为工作面顶板的激烈下沉，所以，将初次地压和周期性地压统叫压，而平时的压力即静压。
地压的出现是与上覆岩层的重力作用和地质构造的残余应力密切相关。上覆岩层的重力作用决定于岩石的组成和厚度。开采深度的增加可能发生剧烈的地压现象。地质构造的残余应力一般表现为水平压应力。地壳中的各种褶皱、断裂是地质地应力长期作用的结果，目前仍活动的构造体系的矿区，尽管地应力在不同构造的不同部位或强或弱、或大或小，而只要此种地应力存在，这是导致地压的一个不可忽视的因素。
2、地压的表现特征
为了确保煤矿安全生产，要对地压的表现特征进行认真观测和分析，按这些表现特点和规律采取有效措施，以阻止由于地压导致的巷道变形和回采工作面垮落。地压作用于采掘工程的主要形式表现在顶压、侧压和底压等方面。
2.1不同岩性顶压的表现特征
煤层顶板为容易冒落的松软岩层时煤被采出后顶板随支柱的撤离而垮落，冒落高度较大，能填满采空区。直接顶冒落后，基本顶岩层可能取得平衡，因此，工作面顶压较缓和、顶板容易管理，通常不可能出现大面积来压和切顶事故。
煤层顶板为中等冒落性顶板直接顶的厚度小于采煤高度的2-4倍，其上为坚硬的基本顶。直接顶冒落后不能填满采空区，基本顶呈悬空状态，随着悬露面积增大基本顶压力也增大，在一定限度后基本顶冒落。
煤层顶板为难冒落和极难冒落的坚硬顶板——坚硬的砂岩或砂砾岩基本顶直接位于煤层之上，煤层采出后顶板的下沉量较小、压力较小，依靠煤壁就能支撑。随着开采面积增大顶压不断增加，增大到一定程度就形成大面积来压，会导致压垮工作面或采区的冒顶事故。
顶压的大小主取决于顶板岩石的成分、强度、岩层厚度、裂隙发育情况及各岩层的组合特点。与岩层的埋藏深度、悬露面的形状和大小、采煤高度、推进速度支护形式和材料等相关。
2.2大面积来压的表现特征
如果煤层的基本顶为极坚硬的厚层砂岩、砂砾岩或砾岩时，在一定的悬露面积范围内顶板稳定、压力较小，随着悬露面积不断扩大构成大面积来压。其结果会导致顶板岩层的大面积垮落。它可分为一次来压冒落和多次来压冒落。前者破坏性大，能出现剧烈的冲击风暴和导致巨大损失；后者的破坏性较小。
大面积来压的过程是，顶板弯曲下沉，压迫煤柱或支架，出现片帮和折裂现象，导致顶板脱层、破裂，造成顶板大面积冒落。大面积来压和冒落的主要征兆如下：
（1）顶板急剧下沉。大面积来压时，采空区的煤层顶板首先出现急剧弯曲下沉。因煤层顶板的急剧下沉，使煤帮、煤柱和支架出现较大压力，煤柱和煤壁出现严重的片帮现象，各种支架也被压弯、压裂和压折。
（2）顶板断裂。顶板压力随采空面积增大而增加，在一定限度时能听到雷鸣般基本顶折断声音，在采空区见到煤层顶板出现裂隙，裂隙的数量和裂缝的宽度、长度随顶压增加而增多增大。
（3）底板隆起 顶板压力通过煤柱或支柱作用于底板上，随着顶压的增加，能使采空区煤柱和支柱的附近出现底鼓，严重时能使隆起的底板出现裂缝。
（4）出现超前压力。在回采工作面的推进前方20-50m范围内出现超前压力，出现煤壁片帮和炸帮。
（5）工作面压力增大。工作面煤壁受压出现片帮，在煤壁打眼后拔不出钻杆、割煤机的截盘被压等。
形成大面积一次来压冒落的因素主要有：一是顶板的岩石性质和结构。如果顶板为坚硬的砂岩或砂砾岩，层理和节理不发育，形成坚硬的整体砂岩，易于形成一次来压冒落；二是顶板在大范围悬露面积内岩性无断裂现象，但在大面积悬露区的边缘部分有断层存在，容易形成大面积一次来压和冒落现象；三是在有大面积来压和冒落危险的采空区内，如果煤柱面积不大于采空区面积的20%时，可能出现大面积来压和冒落。
井下巷道开掘后，其两帮煤、岩层由于压力而出现变形、移动和塌落。为阻止巷道变形、移动和塌落，应该对巷道进行支护，此巷道两帮的煤、岩层作用于支架上的压力即侧压。侧压的大小主要取决于此巷道的顶压和深度。顶板的压力越大，巷道至地表的距离越大，此巷道的侧压就越大；反之则较小。
为摸索地压的活动规律，掌握在采煤生产过程中岩石的活动状况，一定要对顶板的情况进行认真观测。要进行工作面地压活动观测，进行大面积采空区地压活动观测，还要利用地震预报法监视顶板岩石的活动情况。
3、地压治理措施
研究地压在于摸清影响地压的原因及其显现特征和规律，提出治理的措施，确保煤矿采煤的安全生产。要按各种压力的情况选择把巷道开掘，在什么岩层中和采用巷道的形状、支护方式等，按顶压情况选择采煤方法和顶板管理方式。
治理和预防大面积来压和冒顶，可用深孔爆破方式把采区不肯冒落的砾岩、砂砾岩顶板强行放落的方法，还要按顶板的岩石性质选择合理的采煤方法。顶板管理方法和强力支架也是必须重视的方面。应坚持“放得下，顶得住”的要求，用强制放顶的办法消除采空区悬顶对工作面出现的压力，用强力支架确保工作面有一定的安全空间。现在我国大部分煤矿采用的综合机械化采煤法大幅减少了地压的危害。