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上保护层开采冲击地压成因研究
一、引言
随着近年来矿山深采技术的不断发展，越来越多的矿井开始面临着保护层开采的问题。保护层被定义为矿层上部的一层岩石，它的主要作用是保护下面的煤炭层不受外界影响。然而，当开采保护层时，会遇到一种危险情况——冲击地压。冲击地压是指在岩石断层和裂隙中弹性能量积累到一定程度时，由于受到影响的地层无法抵御变形而突然释放的巨大压力。
冲击地压是一种特殊的地压现象，在煤矿开采中有着高发生率和严重危害。在保护层开采中，冲击地压一直是影响生产安全和矿山经济效益的主要因素之一。如何科学地研究冲击地压成因，针对性地制定防治措施，对于保障矿工的生命安全和矿山的经济效益至关重要。
二、冲击地压的成因
冲击地压的形成机理非常复杂，目前尚无完全解释。目前学术界普遍认为，冲击地压是由于岩层受到压力变化所引起的。在煤矿保护层的开采过程中，保护层的上方隆起成为弧形或锐角形，在保护层的上部形成了一些岩层不断积累、聚积的现象，储量很多，而下部的煤层则被压缩和变形，形成了巨大的能量积累。这种岩层的变化和积累会随着开采的时间而逐渐发生，直到超过了煤层的强度极限，就会发生冲击地压现象。
同时，岩层的物理特性也是影响冲击地压形成的重要因素。岩石的初始硬度、断裂和裂隙密度、孔隙度等都会对岩石的变形和压缩产生影响。岩石断层和裂隙的变化也会影响到冲击地压的形成。因此，要研究冲击地压的成因必须综合考虑不同方面的因素。
三、冲击地压的危害
冲击地压作为一种煤矿地压灾害，具有以下几方面的危害：
1、对矿工的危害：冲击地压会瞬间释放大量能量，会造成煤矿内各种设备、管线及通风系统等设施的瞬间破坏，产生大量碎片，严重危及矿工的安全。
2、影响生产安全：冲击地压在煤矿保护层开采中的发生频率和规模都比较大，一旦发生，会严重影响煤矿的生产安全。
3、经济损失：冲击地压在煤矿保护层开采中的发生会给煤炭产业带来严重的经济损失，对煤炭企业的良性发展产生不良影响。
四、冲击地压的防治措施
1、地质勘探：精细的地质勘探和岩石试验是防治冲击地压的前提。通过充分的地质勘探，可以了解煤矿地质条件，预测可能出现冲击地压的位置和范围，为防治提供科学的依据和措施。
2、合理采矿：对于可能出现冲击地压的采煤区域，应采取针对不同情况的合理采矿方案。如选择人工回采和机械化回采等，采用控制压力、防止底板沉陷以及充填填支等措施。
3、精细管理：在保护层开采过程中，要加强对采矿区域的精细管理。及时监测地层变形情况，发现地压隐患问题及时采取相应措施。
4、研究新技术：发展新技术是有效防治冲击地压的重要手段。如激光测量技术、声波测试技术以及地质雷达技术等，这些新技术在辅助防治冲击地压方面有着很大的应用前景。
五、结论
冲击地压是一种复杂的地压现象，是煤矿开采的重大安全隐患之一。冲击地压的产生离不开保护层开采的内在机理和岩石物理特性。对于冲击地压的防治，需要从地质勘探、合理采矿、精细管理和发展新技术等方面进行全面考虑和探索，通过科学防控和有效的应对措施，保障煤矿生产安全。