基于微震监测和应力实时监测系统的冲击地压发生机理和预警方法_王存文

冲击地压预防措施

冲击地压预防措施 冲击地压是聚集在矿井巷道和采场周围岩体的能量突然释放。在井巷中发生的爆炸事故。动 力将煤岩抛向巷道，同时发出强烈声响，造成煤岩体振动和煤岩体破坏、支架与设备、人员 伤亡，部分巷道跨落破坏等。冲击地压具有突发性、发生条件复杂性的特点。随着矿井开采 深度的增加，矿山压力显现日趋明显，为做好矿井冲击地压预测和预防工作，防止冲击地压 危害，确保179综采队安全生产，依据《煤矿安全规程》和有关规定及法律法规，制定相应 的防范措施： 一、管理机构 建立以队长为组长，生产、安全、机电等副副长为副组长。相关的负责人为成员的冲击地压 管理机构。 二、抢险准备工作 1、全队各工种人员，必须熟知矿井冲击地压灾害基本知识，掌握冲击地压发生的机理、预兆、影响因素及危害，以便及时采取相应的救援措施。 2、根据矿井冲击地压事故的特点，必须提前准备好各类技术装备，以便抢险救灾工作的需要。（液压起重器、大绳、矿工斧、镐、刀锯、两用锹检测仪器等） 3、生产科负责编制并贯彻落实施工措施，确保抢险施工安全进行。 4、机电科负责抢险期间机电设备及供电系统的安装使用，并在事故发生第一时间，停止矿 井生产电源。 5、地测科负责了解事故现场情况，分析判断事故严重程度、波及范围及存在的威胁。 6、安监科负责现场监督抢险过程的安全情况，杜绝二次事故的发生。 7、供应科负责准备抢险期间需要的所有工具并保证其安全质量。 8、运输区负责各类材料、工具、空重车皮的运输，确保各类材料、工具车皮及时达到作业 地点。 9、通风区负责通风系统的巡查、调风、风机安设等工作，确保井下无串联风、微风、无风 等现象。 10、调度室负责联系组织各单位抢险工作，并在事故发生的第一时间，通知矿井所有人员进 入新鲜风流中躲避。 三、技术管理 1、要对各开采煤层进行煤层冲击倾向性鉴定，并认真做好待采区段冲击地压危险性评价。 2、编制防治冲击地压专门设计。评价为有冲击地压危险性的区段，采区设计和掘进、采煤 作业规程必须编制防治冲击地压的专门设计。 3、采用正确的开采方式和采掘生产工艺，必须要采用长壁后退式开采方法和全部跨落式顶 板管理方法。 4、科学安排开采顺序，应避免人为形成孤岛、半孤岛高应力集中区。 5、优化巷道布置 1）、巷道应避免布置在支撑压力峰值位置或构造应力影响带内。 2）、采场巷道应布置在无冲击或弱冲击的煤层中或岩层中。 3）、采场之间应尽量采用无煤柱开采、沿空留巷或沿空送巷。确实不具备无煤柱开采条件的，应采取窄煤柱布置，与采空区留3—7m煤柱，尽量不布置在煤体边缘10—40m的范围内。

冲击地压微震监测预警系统的应用研究

摘要：介绍了冲击矿压的基本原理、微震监测技术的原理，并且阐述了微震监测系统的架构以及功能性设计。 关键词：冲击矿压微震监测技术预警系统 中图分类号：td324.2 文献标识码：a 文章编号：1674-098x（2014）09（b）-0031-01 随着中国经济形势的变化和煤炭资源的日益深入开采，造成了煤岩动力灾害不断加重。针对于煤岩动力灾害，目前国内主要采用钻屑法、采动应力场的监控方法，车顶动态监测方法进行监测预警，但是以上手段在实际使用中都存在着监测范围小、精度低等劣势。于是，矿上冲击矿压的微震监测技术的优越性就得到了很好地体现。 1 冲击地压预警技术的发展 冲击地压，又称岩爆，是指井巷或周围的岩石表面，能量瞬间释放产生的动力现象突然严重破坏突然剧烈破坏的动力现象。 实现冲击地压防治预测的首先是得益于微震）监测技术的出现。在国外，它已使矿山微破裂发展的监测从“难以实现的奢望”转变为采矿过程的一个有机组成部分，成为矿山开采诱发动力灾害监测的主要技术手段。实现矿山动力灾害预测的可能性的另一个重要因素则是矿山整体结构应力场分析的大规模科学计算技术的发展。大规模数值计算技术在国民经济建设中的作用，已普遍地为人们所共识。 2 微震监测基本原理 微震监测的基本原理是：岩体在变形破坏的整个过程中会伴随着裂纹的产生，扩展，能量积聚，以应力波的形式释放能量，从而产生微震事件。微震和声波到达预先埋设多个实时微震数据采集??的地震检波器。由于源和检测器之间的距离不同，则检测器的振动波的传播时间是不同的。根据不同的时间差检测器，使用“复杂的定位技术”进行震源定位计算，得到微震发生的位置。 3 基于aramism_e微震监测系统的冲击地压监测技术 aramism_e微震监测系统的主要功能是对整个矿井的实时监控，微震事件自动记录，并微震源位置和能量计算的范围内发生的微震事件，分析主要危险区微震事件的日常规律，动态评估有关的区域影响危险性类别，指导煤矿冲击地压防治工作；摆脱危险的测试和优化相关技术参数，提高防碰撞系统和控制效率的影响。 系统自带的软件区别于其他同类产品不同的功能，是可以监测每个区域的风险，容易掌握的矿难动态范围压缩趋势的影响，进行实时评估影响的结果，一个地区一旦发现异常情况，可以采取更有针对性的解危措施，以防止意外或减少提供了宝贵的时间事故风险水平，大大提高矿山岩爆防治的效率。 aramism_e微震监测系统是实时监控的最基本的功能，记录的微震事件，并计算其坐标计算和能量。在得到上述的基础上，结合实际需要，地质条件，开采技术等因素的因素，从不同角度对监测数据！采取不同的分析方法和手段，进一步做深入的分析，并在可能的冲击地压灾害的研究做出评价，指导现场岩爆防治。 4 微震监测系统架构设计 微震监测系统主要由检波测量探头、emr分站、和地面上位机等组成，系统采用带嵌入式信号传输模块的震动速度型矿震监测拾震器，独立的干线式数据传输系统，进行双向控制传输。可实现拾震器工作状态的远程监控和调试。 emr分站信号采集部分主要包含天线、前置放大电路和a/d转换电路，前置放大器输出的信号经电平调整后进入a/d转换电路，电磁辐射信号由微弱的模拟信号转换成离散数字信号，这样便于电磁辐射数据的存储与处理。通信部分采用现场总线方式，支持rs232、rs485、can和以太网等4种通信协议。分站通过调整通信协议，可以作为安全监测监控系统中的一

我国煤矿冲击地压监测预警技术的现状与展望_鞠文君

综述 我国煤矿冲击地压监测预警技术的现状与展望 鞠文君，潘俊锋 （天地科技股份有限公司开采设计事业部，北京100013） ［摘要］总结分析了我国冲击地压监测预警的主要方法和技术特点，提出了冲击地压矿井的 4种主要监测预警模式，指出了目前我国冲击地压矿井的监测预警模式在监测理论、方案设计、监测目标、设备搭配等方面存在的问题，提出了我国冲击地压监测预警技术的发展趋势：预警模式设计分源、空间层次化；监测点布置信息动态反馈调整；监测设计实施精细化、精度化；预警结果综合权重分析。 ［关键词］ 冲击地压；监测预警；冲击启动理论；分源；权重；信息动态反馈 ［中图分类号］TD324 ［文献标识码］A ［文章编号］1006-6225（2012）06-0001-05Status and Prospect of Rock-burst Monitoring and Alarm Technology in Chinese Coal Mine JU Wen-jun ，PAN Jun-feng （Coal Mining ＆Designing Department ，Tiandi Science ＆Technology Co.，Ltd.，Beijing 100013，China ） Abstract ：By concluding main methods and technical characteristics of rock-burst monitoring and alarm in China ，this paper put for-ward 4main monitoring and alarm modes ，and indicated current problems in monitoring theory ，projection design ，monitoring goal and equipment collocation ，etc.Development tendency of rock －burst monitoring and alarm technology was present including different-source and space-layering alarm ，monitoring layout information dynamic feedback and adjustment ，précised alarm and comprehensive weight analysis of alarm result. Key words ：rock-burst ；monitoring and alarm ；rock-burst start theory ；different-source ；weight ；information dynamic ［收稿日期］2012－11－01 ［基金项目］国家自然科学基金项目（51204097）；国家重点基础研究发展计划（973）项目（2010CB226806） ［作者简介］鞠文君(1965－)，男，内蒙古赤峰人，博士，研究员，博士生导师，天地科技股份有限公司开采设计事业部副总经理，主要 从事巷道支护技术及工程监测技术的研究。 冲击地压是指矿山井巷或采场周围煤岩体，由于弹性变形能的瞬间释放而产生的以突然、急剧、猛烈的破坏为特征的动力现象 ［1］ 。对于煤矿企业 来说，如何预测冲击地压的发生；在什么时候、什么位置去进行解危或诱导；不得已的情况下怎样合理避灾，是冲击地压防治必须面对的问题。因而，探索冲击地压前兆信息，辨识冲击地压危险源分布特征，以及在此基础上探索冲击地压监测预警技术是冲击地压研究的重要内容。 国内外学者针对冲击地压前兆信息探测开展了许多研究 ［1－6］ ，取得了一系列重要理论成果。近年 来，在冲击地压监测手段上也有长足进展，一些高技术含量的监测设备被引入到冲击地压的监测预警中来。但由于冲击地压发生条件复杂，预警模式多样，监测设备繁多，使得煤矿企业在冲击地压防治工作中眼花缭乱，无所适从。 本文分析了我国煤矿冲击地压监测预警的主要方法和模式，指出了冲击地压的监测预警发展趋势， 以期对冲击地压监测预警和防治工作有所帮助。1煤矿冲击地压主要监测预警方法 冲击地压监测预警方法复杂多样，并不断推陈 出新，根据监测目标与原理可将其分为2类：岩石力学方法和地球物理方法。1.1 岩石力学方法 岩石力学方法主要以监测冲击地压发生前围岩变形、离层、应力变化、动力现象等特征为主，属于直观接触式监测方法，主要包括煤粉钻屑法、钻孔应力计法、支架载荷法、围岩变形测量法等。 (1)煤粉钻屑法 由德国首先提出，目前在 国际上已被广泛应用，是我国冲击地压前兆探测最基本的一种监测手段。我国《冲击地压煤层安全开采暂行规定》和《煤矿安全规程》都将钻屑法作为确定冲击危险程度和采取措施后的效果检验方法。该方法简单，便于实施，能直接反映煤体压力大小，并且通过不同深度的取屑，可以测量煤体不同深度的压力状态，实现“线”监测。缺点是：探测范围小，打钻工程量大，钻机布置受巷道断 1 第17卷第6期（总第109期） 2012年12月煤矿开采Coal mining Technology Vo1.17No.6（Series No.109） December 2012

冲击地压的防治措施

冲击地压的防治措施 根据发生冲击地压的成因和机理，防治措施的基本原理有两方面：一是降低应力的集中程度；二是改变煤岩体的物理力学性能，以减弱积聚弹性能的能力和释放速率。 1降低应力的集中程度 减弱煤层区域内的矿山压力值的方法有：①超前开采保护层；②无煤柱开采，在采区内不留煤柱和煤体突出部分，禁止在邻近层煤柱的影响范围内开采；③合理安排开采顺序，避免形成三面采空状态的回采区段或条带和在回采工作面前方掘进巷道，必要时应在岩石或安全层内掘进巷道，禁止工作面对采和追采。 2改变煤层的物理力学性能 改变煤层的物理力学性能主要有：高压注水、放松动炮和孔相卸压等方法。 ⑴高压注水是通过注水，人为地在煤岩内部造成一系列的弱面，并使其软化，以降低煤的强度和增加塑性变形量。注水后，煤的湿度平均增加1%—2.2%时，可使其单向受压的塑性变形量增加13.3%—14.5%。 ⑵放松动炮是人为地释放煤体内部集中应力区积聚的能量。在回采工作面中使用时，一般是在工作面沿走向打4m—6m深的炮眼，进行桧爆破。它的作用是可以诱发冲击地压和煤壁前方经常保持一个破碎保护带，使最大支承压力转入煤体深处，随后即使发生冲击地压，对采场的威胁也大为降低。 ⑶钻孔槽卸压是用大直径钻孔或切割沟槽使煤体松动，达到卸压效果。卸载钻孔的深度一般应穿过应力增高带。在掘进石门揭开有冲击危险的煤层时，应距煤层5m—8m处停止掘进，使钻孔穿透煤层，进行卸压。 此外，还可依靠选择最佳采煤方法、回采设备、开采参数和工作制度等方法，局部降低煤层边缘的冲击危险程度。例如，当开采有冲击危险的单一煤层时，应采用直线式长壁工作面授前进式采煤方法，并在巷道侧不留煤柱。对有冲击危险的厚煤层，应采用倾斜分层长壁式采煤方法。上分层的开采厚度应当最小。 开采有冲击危险的煤层时，无论是在回采工作面还是在掘进工作面中，都应采用支撑力大的可缩性金属支架。 综合上述可以认为，在现有技术水平下对冲击地压认真地进行测定和预报工作，并针对具体情况采取有效的防治措施，完全可以消除或大大减少冲击地压事故。

深部开采冲击地压产生机理及防治技术研究

毕业专题 深部开采冲击地压产生机理及防治 技术研究 摘要：冲击地压是煤矿开采过程中，井巷和采场周围煤、岩体在一定高应力条件下释放变形能，而产生的煤岩体突然破坏、垮落或抛出现象，并伴有巨大声响和岩体震动，经常造成支架折损、片帮冒顶、巷道堵塞、人员伤亡，对安全生产威胁巨大。冲击地压对矿井生产的危害是及其巨大的，如何预防冲击地压是全世界共同面临的一个重要技术问题。冲击地压受很多因素影响，并具备一定的条件才能产生。冲击地压发生的范围比较广，而且随着采深的增加发生的几率逐渐增加。针对上述问题本文提出了对深部开采冲击地压预防采取的主要措施。 关键词：冲击地压；煤炭开采；冲击地压防治；机理

目录 1 绪论 ............................................................................ 错误！未定义书签。 1.1概述 ................................................................................................ 错误！未定义书签。 1.2灾害现状与发展状态 .................................................................... 错误！未定义书签。 2 冲击地压特征与机理 (2) 2.1冲击地压的特征 (2) 2.2冲击地压的分类 (2) 2.3冲击地压的成因机理 (3) 2.4冲击地压影响因素 (6) 3 冲击地压的防治 (6) 3.1冲击地压的防治原则 (6) 3.2冲击地压的防治措施 (6) 4 冲击地压的预测方法 (8) 5 结束语 (9) 6 参考文献 (9)

煤矿冲击地压预防和处理方法

浅谈煤矿冲击地压预防和处理方法 摘要：本文介绍了冲击地压的预防措施以及处理方法。清晰地阐述了冲击地压的发生原因，并对其实施预测预报，能够做到及时发现，及时补救处理。 关键词：冲击地压灾害预测灾害治理 冲击地压是采场周围煤岩体，在其力学平衡状态破坏时，由于弹性变形能的瞬间释放而产生一种以突然、急剧、猛烈破坏为特征的动力现象。冲击地压是一种特殊的矿山压力显现。其显现强度特征一般为弱冲击、强冲击、弹射、矿震、岩爆、煤炮、冲击波、弹性振动等，常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象；其发生突然剧烈，冲击波力量巨大，瞬间摧毁巷道、设备、人员。 一、冲击地压发生的原因 1）煤层具有冲击倾向性。冲击地压的发生与煤岩体物理力学性质有直接关系。煤炭科学研究总院北京开采研究所对桃山煤矿79#层煤冲击倾向性试验结果表明，桃山煤矿79#层煤具有强烈冲击倾向性，其直接顶具有中等冲击倾向性。 2）砾岩活动是发生冲击地压的主要力源。桃山煤矿79#层煤上方基本顶为70余米厚的砂岩层，随着工作面的推进周期性跨落；其上为40 余米厚的红土层。 3）层煤工作面采动集中应力对工作面影响较为明显。79# 层煤分层开采时上分层工作面周期来压强度最大达510kn/m2，来压较为强烈。据不完全统计，79#层煤冲击地压83%发生在顶板来压期间，且对工作面超前压力影响范围破坏最为严重。 4）工作面推采速度的影响。回采工作面推采过大后，工作面煤体集中应力得不到及时释放，容易造成应力集中，因此工作面推采速度也是影响冲击地压发生的因素之一。 5）放炮诱发。回采工作面放炮容易造成煤岩体能量释放，因此工作面放炮是诱发冲击地压的主要工序，据统计，桃山煤矿放炮诱发冲击地压占75%以上。 二、冲击地压灾害预测预报及治理 （一）冲击地压灾害预测方法 1）经验类比法。经验类比法是预测采区或工作面冲击危险程度和区域的常用方法。工作面开采或巷道掘进前，利用经验类比法对工作面进行冲击危险程度划分，采空区边缘、断层附近、煤柱区等均为冲击危险程度相对较高的部位，应优先进行防冲治理。 2）煤粉监测法。煤粉监测是操作方便、效果明显的一种冲击危险监测措施。监测方法：使用MSZ12 电煤钻、Φ42 套节麻花钎子配Φ42 钻头打眼，从孔口开始每米收集1次煤粉，并用弹簧秤称其重量记录在记录表上，每打完1个孔，必须立即将结果填入记录表，当监测煤粉量超过危险煤粉量时，预报有冲击危险。再利用电磁辐射法进行校核监测，当两种监测手段均有冲击危险时，应及时实施卸压爆破，炮后再打1~2个煤粉监测孔，校验卸压效果，如不能消除冲击危险，必须继续实施卸压爆破，直至消除冲击危险。 3）电磁辐射监测法。电磁辐射监测是近几年由中国矿业大学发展研究的一种新型冲击危险监测方法，利用KBD5型流动电磁辐射仪和KBD7电磁辐射监测系统对工作面进行电磁辐射监测。操作简便，实用性较强。 4）工作面矿压监测法。每班对上、下平巷超前支柱进行阻力监测，找出工作面超前支承压力影响范围及应力集中系数，确定超前支护距离及方式。根据阻力大小预报工作面顶板来压及应力集中区域。在工作面中部布置2个测区，测区

冲击地压防治流程(修改)

目录 一、防冲技术路线 (1) 二、防冲体系构建 (2) 三、防冲工作流程 (4) 四、防冲保障体系 (9)

一、防冲技术路线 冲击地压防治思路：防治结合、先防后治、以防为主，即优先进行冲击地压区域防范设计，以冲击地压危险预评估为基础，分阶段和分区域进行冲击地压的动态防治。 图1防冲技术路线 所谓冲击地压区域防范设计就是从煤层开采顺序、煤柱留设、开采方法等方面考虑，设计冲击地压危险最小的开采方案。

所谓冲击地压危险预评估就是在新的煤层开采、新的采区布置、新的工作面开采前均要进行冲击倾向性鉴定和冲击危险性评价，对于评价有冲击地压危险的区域，必须提前进行防治准备工作。 所谓分阶段进行冲击地压防治就是将防治工作分成开采设计、准备、和回采三个阶段分别进行。在开采设计阶段力求从源头上消除冲击地压危险；在准备阶段要划分出冲击危险区域，提前做好冲击地压防治预案；在开采阶段要根据监测数据分析结果及时发现冲击地压危险源并采取解危措施。 所谓分区域进行冲击地压防治就是根据预评价结果将采掘空间 划分为强、弱和无冲击危险区，针对不同冲击地压危险区域采用不同的巷道支护方案、开采推进速度、卸压解危措施等，保证在冲击危险区域的安全。 所谓对冲击地压的动态防治就是要在开采过程中对监测方案、解危措施和参数不断进行调整优化并对解危措施实行效果检验，以达到最有效和最经济的防治目的。 二、防冲体系构建 很多矿井发生冲击地压主要都是因为冲击地压防治机构不健全，没有采取任何的冲击地压防治措施。冲击地压防治体系的构建是有效防止冲击地压发生的一个必要条件，建立完善合理的矿井防冲体系是矿井安全高效生产的基本保证。 雨田一号井冲击地压防治原则是在区域防范的基础上，以煤层冲击倾向性鉴定和冲击危险性评价为依据，形成“监测预警—防治解危

冲击地压实时监测预警技术及其应用

第38卷第8期 煤炭科学技术 Vol 138　No 18 2010年 8月 Coal Science and Technol ogy Aug .　2010　 冲击地压实时监测预警技术及其应用 桂　兵1 ,张广文1 ,张士斌1 ,于正兴2 ,姜福兴2 ,董晓宁 1 (11兖矿集团济宁三号煤矿,山东济宁　272169;21北京科技大学土木与环境工程学院,北京　100083) 摘　要:为了加强对强冲击危险工作面冲击地压的监测,根据覆岩运动理论提出了钻屑当量与煤体相对应力之间的关系,研制了属于中后期预警和局部预警的冲击地压在线实时监测系统。通过现场应用,结果表明:该系统能够动态监测不同孔深的煤体应力变化,能有效地对现场冲击危险状况进行实时在线监测和预警,使强冲击危险工作面及时采取防范措施和局部解危措施。实践证实冲击地压在线监测预警技术有助于强冲击危险工作面的安全开采。 关键词:冲击地压;强冲击危险;在线监测预警;系统构成;支承压力中图分类号:T D32412 文献标志码:A 文章编号:0253-2336(2010)08-0022-03 On -L i n e M on itor i n g and Pre -W arn i n g Technology of Pressure Bu m p and Appli ca ti on G U IB ing 1 ,ZHANG Guang 2wen 1 ,ZHANG Shi 2bin 1 ,Y U Zheng 2xing 2 ,J I A NG Fu 2xing 2 ,DONG Xiao 2ning 1 (1.J ining N o 13M ine,Yanzhou Coal M ining Group,J ining 272169,China; 2.School of C ivil and Environm ent Engineering,U niversity of Science and Technology B eijing,B eijing 100083,China ) Abstract:I n order t o enhance the monit oring and measuring of the p ressure bu mp in the coal m ining face with the high bu mp ing danger,the relati onshi p bet w een the drilling cutting equivalent and the coal related stress was p r oposed based on the overburden strata move ment theory and a p ressure bu mp on -line monit oring syste m f or the mediu m and later p re -warning and regi onal p re -warning was devel oped .The site app licati on results showed that the syste m could have a dynam ic monit oring and measuring t o the coal stress variati on in different borehole dep th and could be effectively t o have a real ti m e on -line monit oring and p re -warning t o the site p ressure bu mp danger status .The syste m could p r ovide the scientific basis t o ti m ely take the p reventi on measures and the regi onal danger releasing measures t o the coal m ining face with the high bu mp dangers for the safety m ining .The p ractices showed that the on -line monit oring and p re -warning tech 2nol ogy of the p ressure bu mp would be favorable t o the safety m i m ing of the coal m ining face with the high bu mp danger . Key words:p ressure bu mp;high bu mp ing danger;on -line monit oring and p re -warning;syste m compositi on;support p ressure 基金项目:国家自然科学基金资助项目(507740127);国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2010CB226803) 监测与预警是冲击地压防治重要工作是及时采取区域性防范措施和局部性解危措施,降低和避免冲击地压危害具有十分重要的意义。关于冲击地压监测,目前国内外已提出微震监测技术、电磁辐射 法、钻屑法、地音法等多种方法[1-7] ,这些方法初步实现了对冲击地压从区域到局部、局部到点的联合分级监测。其中,钻屑法是目前针对局部(点)区域冲击危险的通用监测手段,但其存在劳动强度高、耗时长、在断层等特殊地质条件下无法施工、高冲击危险区域易诱发冲击等缺陷,尤其不能实现 对局部(点)区域冲击危险的实时预警预报[2,4] 。因此,对冲击危险的局部(点)预警技术这一难 题进行攻关非常有必要。针对该研究现状,本文以兖州济宁三号煤矿163下00综放工作面为主要实践点,提出以围岩钻孔相对应力值为主要预警指标的冲击地压局部(点)实时监测预警技术。 1　冲击地压局部实时监测预警技术 1)预警基本原理。冲击地压局部(点)区域内的实时监测预警的基本原理主要是揭示覆岩运动、支承压力、钻屑量与钻孔围岩应力之间的内在关系,其监测的参数是煤体中的垂直应力。随着工作面的推进,采空区上方顶板岩层产生运动、垮落,整个采空区上覆岩层的自重应力转移至采空区周围,导致采空区周围(包括工作面前方)垂直应力升高,即支承压力分布范围及峰值将逐渐增大,直到覆岩破断高度达到其最终破断高度。岩层 2 2

岩爆发生机理及防治措施

岩爆发生机理与治理措施 摘要：岩爆是深埋长大隧道的主要地质灾害之一，目前基于岩爆发生机理和治理方式国内外专家都提出了不少理论方法，但用于生产实践时都遇到或多或少的问题。内外相关文献资料的基础上，笔者通过两年多来在岩爆洞段的 施工经验，并查阅国对岩爆的发生机理和防治对策进行探讨。 关键词：深埋长隧道断裂型岩爆应力型岩爆水胀式锚杆爆破应力释放孔1、岩爆发生机理 岩爆是高地应力地区岩石地下工程中的一种常见灾害。它常常表现为声响、片状剥落、严重照片帮和岩爆性的坍塌，有的伴的声响及岩片弹射、能量猛烈释放、洞室豁然破坏，往往给人员、机械设备和建筑的安全带画巨大的损失。在地下洞室的修建过程中，由于开挖使地应力重新分布，围岩应力集中，在洞壁平行于最大初始应力σ1的部位，切向应力梯度显著增大，洞壁受压导致垂直洞壁方向产生张应力。这种应力的作用不断增强，首先产生环向的张裂或劈裂，进而发生剪切破坏。一旦岩块被剪断，且又具有较高的剩余能量时，致使岩块发生弹射，完成弹性势能到动能的转换，形成岩爆。岩爆的发生有外部和内部两方面的原因。其外因在于：岩体中蓄存有高地应力，特别是地下洞室的开挖改变了岩体内存的力学环境，其内因是岩石矿物结构密度、坚硬度较高，一般发生岩爆的岩石单轴搞压强度均在120Mpa以上，内因和外因同时成立是即发生岩爆。 2、岩爆的分类 根据对辅助洞1000多米的岩爆洞段的观察分析，可将岩爆划分为应力型岩爆和断裂型岩爆，应力型岩爆主要发生在围岩结构完整，无贯穿性结构面的岩层中，岩石的主应力达到40%岩石单轴抗压强度以上，岩爆表现形式以片状剥落为主，并伴有声响及岩片弹射，一般破坏性不大；断裂型岩爆主要发生在岩石结构完整，并伴有贯穿性结构面或断层的岩体中，岩体的应力主要集中在贯穿性结构面附近，往往岩体内的最大主应力大于或接近岩石单轴抗压强度，主要表现形式为突发性的震动，并伴有强烈的响声，在有相交结构面的围岩中往往还因岩爆震动引起大规模的坍塌，破坏性较大。对辅助洞施工安全造成严重威胁的极强岩爆多属于断裂型岩爆，从本质上讲，岩爆的发生并不是洞周高应力直接作用结果，而是开挖面附近某一范围内存在的断裂构造在高应力作用下发生破坏（如错动），

冲击地压测定、监测与防治方法 第7部分：采动应力监测方法(标准

I C S73.040 D20 中华人民共和国国家标准 G B/T25217.7 2019 冲击地压测定二监测与防治方法 第7部分:采动应力监测方法 M e t h o d s f o r t e s t,m o n i t o r i n g a n d p r e v e n t i o no f r o c kb u r s t P a r t7:M o n i t o r i n g m e t h o do fm i n i n g-i n d u c e d s t r e s s 2019-08-30发布2020-03-01实施 国家市场监督管理总局

前言 G B/T25217‘冲击地压测定二监测与防治方法“分为14个部分: 第1部分:顶板岩层冲击倾向性分类及指数的测定方法; 第2部分:煤的冲击倾向性分类及指数的测定方法; 第3部分:煤岩组合试件冲击倾向性分类及指数的测定方法; 第4部分:微震监测方法; 第5部分:地音监测方法; 第6部分:钻屑监测方法; 第7部分:采动应力监测方法; 第8部分:电磁辐射监测方法; 第9部分:煤层注水防治方法; 第10部分:煤层钻孔卸压防治方法; 第11部分:煤层卸压爆破防治方法; 第12部分:开采保护层防治方法; 第13部分:顶板深孔爆破防治方法; 第14部分:顶板水压致裂防治方法三 本部分为G B/T25217的第7部分三 本部分按照G B/T1.1 2009给出的规则起草三 本部分由中国煤炭工业协会提出并归口三 本部分起草单位:天地科技股份有限公司二煤炭科学技术研究院有限公司二兖矿集团有限公司二北京科技大学二辽宁工程技术大学二中国矿业大学三 本部分主要起草人:齐庆新二潘俊锋二张修峰二姜福兴二王书文二张宏伟二窦林名二刘少虹二赵善坤二秦子晗三

华丰煤矿发生冲击地压事故案例分析0

华丰煤矿冲击地压事故案例 前言 我们华丰煤矿四层煤具有强烈冲击地压倾向性，井田煤系地层以上覆盖着巨厚砾岩层，矿井采深大、地压高，特殊的地质条件决定了矿井深部将受到冲击地压灾害的威胁。自1992年3月8日矿井发生第一次冲击地压以来，矿井发生了100余次破坏性冲击地压，造成工作面停产的12次，发生了4起多人伤亡事故，累计造成多人伤亡，给矿井造成了巨大的经济损失，严重影响了矿井正常的安全生产秩序。 为回顾以往我矿冲击地压事故惨痛教训，举办了这次防冲案例牌板展览。牌板展览共分为两部分，第一部分是我矿历史上典型冲击地压事故案例，第二部分是防冲基本知识。通过举办防冲牌板展览旨在进一步强化全员防冲意识，使各级人员切实认识到防冲工作对矿井安全生产的极端重要性，人人自觉遵守防冲规章制度，将各项防冲工作切实落实到实处，确保矿井安全生产。 1、华丰煤矿第一次冲击地压事故—“3.8”冲击事故 92年3月8日2406东(上分层)工作面初采期间发生了矿井的第一次冲击地压事故。工作面上平巷自切眼推采13米时，发生1次冲击地压，由工作面回柱放顶诱发。本次冲击地压造成上平巷60米内断面缩小70%，开关被掀翻，轨道变形，上平巷注浆管路被弹起造成两人重伤，工作面停产生产3天。 本次冲击地压属于华丰矿的第一次冲击地压事故，事故位置标高为-530米水平，因此矿井的临界冲击深度被确定为-530米。 主要原因：1、四层煤达到临界冲击深度； 2、工作面处于三面采空区受阶段煤柱和边界煤柱影响； 3、工作面初采期间受顶板跨落影响。

2406工作面 3.8冲击位置 13米 1405采空区 2405采空区 "3.8"2406东（上分层）工作面冲击地压事故示意图 2、华丰煤矿第一次冲击地压死亡事故—“4.20”冲击事故 92年4月20日1405东(中分层)工作面下平巷距停采线55米时在下平巷发生一次冲击地压事故，由工作面回柱放顶诱发。本次事故造成下平巷底鼓0.5-1.2米，顺槽皮带全部被掀翻，机头接触顶板。石门以东机头处底鼓0.8米，局部顶煤冒落造成1人死亡。 本次冲击地压是华丰矿第一次冲击地压死亡事故，事故发生后引起原矿务局领导及煤炭部领导的高度重视，于5月20日在我矿召开了第一次由原煤炭部、全国防冲专家参加的冲击地压研讨会，会议确定了全矿的近期及中长期防冲规划，制定了我矿防冲工作的技术路线。 主要原因：1、工作面向煤柱方向推采，造成工作面应力不断升高。本次事故后改变了四层煤工作面的推采方向，一律背向采空区推采； 2、受边界煤柱支承压力与工作面超前压力叠加影响； 3、受工作面周期来压的影响。

煤矿冲击地压预防措施

煤矿冲击地压预防措施 煤矿冲击地压预防措施 冲击地压是聚集在矿井巷道和采场周围岩体的能量突然释放。在井巷中发生的爆炸事故。动力将煤岩抛向巷道，同时发出强烈声响，造成煤岩体振动和煤岩体破坏、支架与设备、人员伤亡，部分巷道跨落破坏等。冲击地压具有突发性、发生条件复杂性的特点。 新城煤矿开采至今无冲击地压现象发生，但根据临矿(城山煤矿)以前25#煤层发生过冲击地压现象及我矿部分采区开采深度已经达到-580水平，矿井开采深度的增加，矿山压力显现日趋明显，为做好矿井冲击地压预测和预防工作，防止冲击地压危害，确保矿井安全生产，依据《煤矿安全规程》和有关规定及法律法规，特制定以下防范措施如下： 一、管理机构 组长：王连军 副组长：杨庆胜谢学文沈广东王杰黄万胜 金邵柱 成员：生产科机电科地测科安监处供应科 运输区通风区调度室 二、抢险准备工作 1、全矿各单位人员、工种，必须熟知矿井冲击地压灾害基本知识，掌握冲击地压发生的机理、预兆、影响因素及危害，以便及时采取相应

的救援措施。 2、根据矿井冲击地压事故的特点，必须提前准备好各类技术装备，以便抢险救灾工作的需要。(液压起重器、大绳、矿工斧、镐、刀锯、两用锹、担架、检测仪器、苏生器、生命探测仪等) 3、生产科负责编制并贯彻落实施工措施，确保抢险施工安全进行。 4、机电科负责抢险期间机电设备及供电系统的安装使用，并在事故发生第一时间，停止矿井生产电源。 5、地测科负责了解事故现场情况，分析判断事故严重程度、波及范围及存在的威胁。 6、安监处负责现场监督抢险过程的安全情况，杜绝二次事故的发生。 7、供应科负责准备抢险期间需要的所有工具并保证其安全质量。8、运输区负责各类材料、工具、空重车皮的运输，确保各类材 料、工具车皮及时达到作业地点。 9、通风区负责通风系统的巡查、调风、风机安设等工作，确保 井下无串联风、微风、无风等现象。 10、调度室负责联系组织各单位抢险工作，并在事故发生的第一时间，通知矿井所有人员进入新鲜风流中躲避。 三、技术管理 1、要对各开采煤层进行煤层冲击倾向性鉴定，并认真做好待采区段冲击地压危险性评价。 2、编制防治冲击地压专门设计。评价为有冲击地压危险性的区段，采

山东龙郓煤业有限公司“10.20”重大冲击地压事故调查报告

山东能源龙矿集团山东龙郓煤业有限公司 “１０·２０”重大冲击地压事故调查报告 2018年10月20日22时37分51.79秒，山东能源龙矿集团山东龙郓煤业有限公司1303工作面泄水巷及3号联络巷发生重大冲击地压①事故，造成21人死亡、4人受伤，直接经济损失5639.8万元。 事故发生后，党中央、国务院领导同志作出重要批示，山东省委书记刘家义、省长龚正、副省长王书坚带领有关部门负责人和专家赶到现场，成立了以王书坚副省长为组长、有关部门及菏泽市组成的应急救援指挥部。应急管理部党组书记黄明多次与救援现场视频连线，安排部署抢险救援，派出应急管理部副部长、国家煤矿安监局局长黄玉治和国家煤矿安监局副局长桂来保带领的工作组，指导协调应急救援工作。经9天全力搜救，至10月29日15时30分，最后1名遇难人员升井，救援工作结束。 依据《中华人民共和国安全生产法》《煤矿安全监察条例》（国务院令第296号）、《生产安全事故报告和调查处理条例》（国务院令第493号）等法律法规，经山东省委常委会研究决定，由山东煤矿安全监察局（以下简称山东煤矿安监局）牵头，组织省公安厅、应急管理厅、总工会、能源局、菏泽市人民政府等有关单位 ①冲击地压是指井巷或工作面周围煤（岩）体，由于弹性变形能的瞬时释放而产生的突然、剧烈破坏的动力现象。常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象。（《煤矿安全规程》主要名词解释） -1-

和部门，成立山东龙郓煤业有限公司“10·20”重大冲击地压事故调查组（以下简称事故调查组），邀请国内知名教授、专家组成专家组参与事故调查。事故调查组下设技术组、管理组和综合组。同时，省纪委省监委成立山东龙郓煤业有限公司“10·20”重大冲击地压事故专门工作组，与事故调查组共同开展工作。 事故调查组按照“科学严谨、依法依规、实事求是、注重实效”的原则，通过现场勘查、专家论证、调查取证，查明了事故发生的经过、原因、人员伤亡和直接经济损失，认定了事故性质和责任，提出了对有关责任人员、责任单位的处理建议及整改防范措施。 一、事故单位基本情况 （一）上级公司基本情况 1.山东能源集团有限公司。 山东能源集团有限公司（以下简称山东能源）是山东省属国有独资公司，2011年3月挂牌成立，2015年8月改建为国有资本投资公司，注册资本169.6亿元。山东能源下辖6个矿业集团、2个省外区域能化公司、12个非煤专业化公司，在册职工16万人。共有生产矿井67处，核定生产能力13388万吨/年，2017年生产原煤10562万吨。龙口矿业集团有限公司为山东能源全资子公司。 2.龙口矿业集团有限公司。 龙口矿业集团有限公司前身为龙口煤炭生产建设指挥部，始建于1968年10月，1987年5月成立龙口矿务局，2003年3月改 -2-

煤矿冲击地压产生机理及防治研究

煤矿冲击地压产生机理及防治研究 发表时间：2019-09-03T10:41:30.040Z 来源：《防护工程》2019年11期作者：路皓然钟旭东[导读] 在煤矿开采作业实施过程中，冲击地压一直以来都是其中非常严重的灾害之一。 山东能源临沂矿业集团菏泽煤电公司郭屯煤矿山东菏泽 274700摘要：在煤矿开采作业实施过程中，冲击地压一直以来都是其中非常严重的灾害之一。由于现阶段我国各个行业在发展过程中加大了对煤矿资源的需求量，所以煤矿井下的开采力度也有所增加。如果出现冲击地压的灾害问题，很有可能会引发严重的安全事故。因此，本文针对煤矿冲击地压的产生机理进行分析，这样才可以提出有针对性地防治措施。 关键词：煤矿；冲击地压；防治措施 煤矿资源一直以来都是我国社会经济以及各个行业在发展过程中非常重要的资源之一。在煤矿开采行业发展过程中，由于当前的竞争形势比较严峻，所以煤矿行业要想实现经济效益的有效增长，就必须要对当前存在于其中的问题进行妥善处理。冲击地压对于煤矿开采行业的发展而言，不仅造成了非常严重的影响，而且造成了巨大的威胁。冲击地压可以被看作是矿山的一种应变情况，一旦发生会直接导致煤矿巷道出现严重的变形，甚至还会导致矿井内部的支架被严重损坏。如果这种现象在发生之后无法得到及时有效的制止和控制，那么很有可能会引起人员伤亡。由此可以看出，冲击地压对整个煤矿行业的发展和运作而言，会产生非常严重的影响。 1煤矿冲击地压的形成机理 1.1强度理论煤矿冲击地压一旦出现，不仅会直接影响到煤矿开采作业的效率和质量，而且还会引起严重的安全事故发生。为了从根本上保证煤矿冲击地压的问题可以得到有效防治，需要结合实际情况，特别是要对煤矿冲击地压的形成机理进行分析，这样才可以保证防治措施在制定和落实过程中的有效性和针对性。在与实际情况进行结合分析时，发现强度理论是煤矿冲击地压形成的机理之一。在分析过程中，如果是从强度理论的角度出发对其进行研究，那么与其相对应的就是矿山通常在还没有被经过开采之前，煤层一般都会处于相对比较坚硬的岩层状态下，同时还会受到岩层的夹影响。这种夹持力在煤层当中，会产生非常高的高压力和高弹性，这样就会导致很多能量大量集中在煤层壁的区域范围之内，同时在其中还会保持相对力的这种平衡状态[1]。但是在与实际情况进行结合分析之后，发现在实践中由于煤矿在开采过程中的深度的增加，煤层在其中会受到的夹持力也会产生一定的变化影响。在这种背景下，与其相对应的应力也会有所增加，由于煤矿开采作业在具体实施过程中会一直推进，所以在某种程度上会直接导致其自身在承受力量时的这种平衡性被打破。这样不仅会直接导致煤岩逐渐朝着采空区域方向发展，而且在整个推进过程中还会出现严重的变形、挤压情况，最终导致冲击地压的形成。 1.2能量理论近年来，随着当代社会对煤矿资源的需求量不断增加，煤矿作业的开采量和开采力度也一直在不断增加。在与煤矿矿山的开采现状进行结合分析时，发现在煤矿矿山的开采和作业实施过程中，由于会受到引力、重力等各种不同类型因素的影响，导致其自身在内部的差异性比较明显。一旦煤矿开采作业在实施过程中达到一定程度时，就会导致煤矿当中的地质能量平衡被严重的破坏。在这种背景下，煤层自身就会释放出大量的能量，同时这些能量将会集中爆发在矿井的采空区域范围之内，这样就会直接引发严重的冲击地压。由此可以看出，在针对冲击地压产生机理进行分析和研究的时候，不难发现能量理论在其中的重要性[2]。通过能量理论在其中的合理利用，不仅可以对冲击地压与能量相互之间的关系进行深入分析，而且还可以促使两者之间可以建立一种具有良好平衡特征的关系。 2针对煤矿冲击地压提出的防治措施 2.1开采解放层煤矿冲击地压一旦出现，将会直接对煤矿开采作业产生影响，同时还有可能会影响到开采人员的人身安全。所以在煤矿开采作业实施过程中，要与实际情况进行结合，积极采取有针对性的措施，针对煤矿冲击地压提出有针对性地防治措施，为煤矿开采的安全性和稳定性提供保障。在具体操作过程中，要与煤层的特点进行结合分析，煤群相互之间会存在一定的相对联系性特征。所以通常情况下，在对一个煤层进行开采完成之后，可以促使相邻的煤层获取到相对应的时间实现卸载。在整个卸载过程中，可以被看作是煤层内部弹性能量的一种释放方式，这种现象也可以被看作是煤矿行业在发展过程中的开采解放层。在针对解放层进行开采和具体操作时，为了保证整个开采过程的效率和水平，通常会直接选择利用无冲击的倾向措施。与此同时，还可以结合实际情况，针对冲击地压倾向相对比较弱的煤层进行操作。在整个开采过程中，为了保证开采的质量和效率可以得到有效提升，一般都会加强对开采时间或者开采空间的有效控制，这样做的根本目的是为了避免在整个开采过程中会留下安全隐患。在对解放层进行开采的时候，不仅可以利用上行开采措施，而且还可以利用下行开采方式，具体选择哪一种方式要与实际情况进行结合，这样才可以保证开采效果。通常情况下，在对解放层进行开采时，开采的时间一般都会控制在2年左右。另外，在针对解放层进行具体开采的时候，还需要在实践中对其进行大量有验证和操作。如果条件允许的情况下，可以结合实际情况，对其进行有针对性地三维模拟操作，这样做的根本目的是为了保证开采的稳定性和可靠性。 2.2卸压爆破卸压爆破在具体实施过程中，其主要目的是针对已经形成冲击危险的煤体进行有针对性地处理。通过这种防治措施在实践中有效落实，对应力的集中反应可以得到有效控制，同时对其造成的后果可以起到良好的缓解效果。在与一系列的实践研究结果进行结合分析时，发现在针对煤矿冲击地压进行具体处理的时候，卸压爆破方法的应用比较广泛，同时应用效果普遍比较良好，其反应速度不仅非常快，而且还可以针对现有危机起到良好的处理效果。 3结束语冲击地压可以被看作是当代煤矿开采过程中不可避免的灾害之一。要想实现对该问题的妥善处理，同时提高防治力度，保证防治效果，就必须要对造成其出现的机理进行分析。同时，还要积极引进和利用一些先进的技术手段，这样不仅可以实现对冲击地压的有效控制，而且还可以提高煤矿开采效率。参考文献