防冲知识手册_第二部分__冲击地压基本知识

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冲击地压及其防治

冲击地压及其防治

冲击地压及其防治 一、冲击地压冲击地压是指在开采过程中,积聚在煤炭体中的能量,瞬间释放出来,产生一种以突然、急剧、猛烈破坏为特征的动力现象。

特征:常伴随有很大的声响、岩体震动和冲击波,在一定范围内可以感到地震;有时向采掘空间抛出大量的碎煤或岩块,形成很多煤尘,释放出大量的瓦斯。

根据原岩(煤)体应力状态不同,冲击地压可分为3类:重力型冲击地压、构造应力型冲击地压、中间型或重力一构造型冲击地压。

重力应力型冲击地压:主要受重力作用,没有或只有极小构造应力影响的条件下引起的冲击地压。

构造应力型冲击地压:主要受构造应力(构造应力远远超过岩层自重应力)的作用引起的冲击地压。

中间型或重力~构造型冲击地压:主要受重力和构造应力的共同作用引起的冲击地压。

根据冲击的显现强度分类:(1)弹射:一些单个碎块从处于高应力状态下的煤或岩体上射落,并伴有强烈声响,属于微冲击现象。

(2)矿震:它是煤、岩内部的冲击地压,即深部的煤或岩体发生破坏,煤、岩并不向已采空间抛出,只有片带或塌落现象,但煤或岩体产生明显震动,伴有巨大声响,有时产生矿尘。

较弱的矿震称为微震。

(3)弱冲击。

煤或岩石向已采空间抛出,但破坏性不很大,对支架、机器和设备基本上没有损坏;围岩产生震动,一般震级在2.2级以下,伴有很大声响;产生煤尘,在瓦斯煤层中可能有大量瓦斯涌出。

(4)强冲击。

部分煤或岩石急剧破碎,大量向已采空间抛出,出现支架折损、设备移动和围岩震动,震级在2.3级以上,伴有巨大声响,形成大量煤尘和产生冲击波。

根据震级强度和抛出的煤量分类:(1)轻微冲击:抛出煤量在10t 以下,震级在1级以下的冲击地压。

(2)中等冲击:抛出煤量在10t~50t 以下,震级在1级~ 2级的冲击地压。

(3)强烈冲击:抛出煤量在50t以上,震级在2级以上的冲击地压。

一般面波震级Ms=1时,矿区附近部分居民有震感;Ms=2时,对井上下有不同程度的破坏;Ms>2时,地面建筑物将出现明显裂缝破坏。

冲击地压灾害防治宣传材料之:冲击地压灾害防治知识问答 (一)

冲击地压灾害防治宣传材料之:冲击地压灾害防治知识问答 (一)

冲击地压灾害防治宣传材料之:冲击地压灾害防治知识问答 (一)冲击地压灾害是一种常见的非常规灾害,它会给人们的生产、生活带来严重威胁。

为了更好地防治冲击地压灾害,我们需要了解一些冲击地压灾害的基本知识。

以下是冲击地压灾害防治知识问答。

一、什么是冲击地压灾害?冲击地压灾害是指在煤、矿山等地下开采中,由于巷道、工作面支护等有缺陷或支护不稳定,导致地表向内突进并压紧煤、矿石和支护物而引起的灾害。

主要表现为地面突陷、地表裂缝、地裂缝明显等特征。

冲击地压灾害具有突发性、危害性和广泛性等特点。

二、冲击地压灾害的危害有哪些?冲击地压灾害对煤、矿产资源开采和矿山井巷生产、人员财产安全等方面都带来极大的威胁和危害。

1. 损失煤、矿石等矿产资源,影响矿山经济效益;2. 损坏巷道、支护设施、矿山井巷及相关设施,进一步加大矿山的经济负担;3. 损失人员生命财产及矿山现场的工作效率;4. 应急处理不当更会带来二次灾害,甚至情况变得更加严重,如淤积、堵塞等。

三、哪些原因会导致冲击地压灾害?1. 采动影响:采动范围广泛、覆岩厚度大、岩性结构复杂、采场巷道等支护措施不到位等会导致冲击地压灾害;2. 岩体耦合力破裂:弹性势能超过极限、应力突然释放等原因会导致岩体的耦合力破裂;3. 大规模钻爆破:煤巷内进行大规模钻爆破工作,采动工作不规范等都会导致冲击地压灾害;4. 地质构造影响:地质构造松动、活动等原因都会对煤矿的开采安全带来一定风险;5. 工作面自身条件:工作面的支护和强制通风措施不到位、工作面风量过小、煤柱过大等原因都会造成工作面顶板的松动和下沉。

四、如何预防和防治冲击地压灾害?1. 加大科学煤矿设计、合理布置采煤工作面和巷道;2. 加强煤矿坚固支护工程,增加边角支护;3. 选用高质量支护材料,加强巷道预支护;4. 根据煤的耐压性,合理安排采场;5. 强制通风,排除废气;6. 及时进行测量监测,发现问题及时处理;7. 健全煤矿监测体系和灾害应急体系,提高煤矿安全监管水平。

煤矿防冲专业知识

煤矿防冲专业知识

煤矿防冲专业知识咱今儿就来说说这煤矿防冲的事儿。

你想想啊,煤矿那地儿,就好像一个随时可能发脾气的大家伙。

这防冲工作呢,那就是要给这个大家伙顺顺毛,别让它乱来。

煤矿里的冲击地压就像是个调皮捣蛋的小鬼,时不时就出来捣乱一下。

要是咱不把它给看住了,那可不得了,说不定就会闯出大祸来。

咱得像个警惕的卫士一样,时刻盯着它,不能有丝毫松懈。

怎么防冲呢?这可得讲究方法。

就好像你要驯服一匹烈马,得先了解它的脾气秉性。

咱得对煤矿的地质情况摸得透透的,知道哪里容易出问题,提前做好防范措施。

支护工作那可是重中之重啊!这就好比给房子打根基,根基不稳,那房子还不得摇摇晃晃啊。

得把那些巷道啊、工作面啊都支护得牢牢的,让它们能经得住冲击。

这可不是随随便便就能搞定的事儿,得用心去做,不能马虎。

监测也不能少哇!就跟咱人得时不时量量体温、测测血压一样,得时刻关注着煤矿的“身体状况”。

一旦发现有啥不对劲的地方,就得赶紧采取行动,可不能等问题变大了才着急忙慌地去处理。

还有啊,人员培训也很关键呢!工人们得知道遇到冲击地压该咋办,不能像无头苍蝇一样乱撞。

得教给他们怎么躲避,怎么保护自己,这可都是救命的本事啊。

咱再想想,要是没有做好防冲工作,那会咋样?那煤矿可能就会变得乱糟糟的,到处是危险,工人们的安全都没法保障。

这能行么?肯定不行啊!所以说,这煤矿防冲工作那是绝对不能马虎的呀!咱得把防冲当成一件大事来抓,不能有一点侥幸心理。

就像那句话说的,小心驶得万年船。

咱在煤矿里干活,就得时刻保持警惕,不能让那调皮的小鬼有可乘之机。

这不仅是为了自己的安全,也是为了大家的安全啊。

总之呢,煤矿防冲工作可太重要啦!大家都得上心,都得认真对待。

可别觉得这是小事儿,等出了问题再后悔可就来不及啦!咱得让煤矿这个大家伙乖乖听话,安安稳稳地为我们服务,大家说是不是这个理儿啊!。

冲击地压及防治技术培训

冲击地压及防治技术培训

冲击地压及防治技术培训兴隆庄煤矿冲击地压及防治技术培训本培训共分为六讲第一讲冲击地压概述第二讲冲击地压发生的机理第三讲冲击地压的影响因素第四讲冲击地压预测方法第五讲冲击地压防治措施1 冲击地压概述1.2 冲击地压的显现特征(1)突发性:冲击地压发生前一般无明显前兆,冲击过程短暂,难以确定发生的时间、地点的强度。

(2)多样性:一般表现为煤爆(煤壁爆裂、小块抛射)、浅部冲击和深部冲击。

最常见的是煤层冲击,也有顶板冲击和底板冲击,少数矿井发生岩爆。

(3)破坏性:往往造成煤壁片帮、顶板可能有瞬间明显下沉;有时底板突然鼓起甚至接顶;常常有大量煤块甚至上百立方米的煤体突然破碎并从煤壁抛出,堵塞巷道,破坏支架;从后果来看冲击地压往往造成人员伤亡和巨大的生产损失。

(4)复杂性:在自然地质条件上,除褐煤以外的各种煤种都记录到冲击现象,采深从200~1000m,各种地质条件都发生过冲击地压。

在生产技术条件上,各种采煤方法都出现了冲击类型:第一类:底板冲击(鼓起)型:东滩矿42轨3#提(两次修复)、43上07轨顺、143上06(西)工作面;第二类:顶板冲击(下沉)型:东滩矿43上04(北)工作面运顺、济三矿6300工作面辅助顺槽,东滩矿4305工作面切眼导硐;该类冲击具有顶板活动诱发冲击的特点。

第三类:巷帮冲击型:济三矿6303工作面辅助顺槽;北京:门头沟煤矿是我国冲击地压最严重的矿井之一,现在是木城涧、大安山矿和房山矿具有冲击危险。

黑龙江:鸡西、鹤岗。

辽宁:抚顺矿务局,胜利矿为最早,而龙凤矿最为严重,现在是老虎台矿较严重。

阜新(五龙、孙家湾)、北票(台吉、冠山)。

开滦:唐山矿,开滦矿务局唐山矿的冲击地压大多发生在两面或三面临空的半岛形或孤岛形煤柱中。

徐州矿务局,三河尖矿为“三硬”矿区,冲击地压危害较严重。

旗山矿与权台矿同属“三软”矿井,事实上这两个矿都曾发生了较为严重的冲击地压事故。

四川:砚台、天池。

山西:大同。

山东省从1960年到2004年共在13个矿井发生231次冲击地压、死亡25人,重伤46人。

煤矿冲击地压基本常识

煤矿冲击地压基本常识

第一部分冲击地压发生的机理及其危害性1、冲击地压的机理是什么答:冲击地压又称岩爆,是指井巷或工作面周围岩体,由于弹性变形能地瞬间释放而产生突然剧烈破坏的动力现象。

2、列举几个你所认为是冲击矿压的现象答:(答案只要能和冲击地压发生的机理吻合即可)例如:煤岩体被突然抛出,巨浪及气浪,煤(岩)体遭破坏,伴随着震动和声响,在煤(岩)体边缘可能出现裂缝,震动时还可能发生粉尘飞扬,并伴有煤(岩)喷出或散落在巷中的现象等。

3、什么是矿震答:矿震是指由于开采活动引起的矿山岩层震动,它是巷道周围介质突然在一瞬间发生震动,同时伴有巨大声响、冲击波、弹性回跳等现象,但不发生煤岩抛出的一种弹性能释放现象。

它是矿山岩层冲击式破坏的一种表现形式,与天然地震不同,其发生原因也是多方面的。

与天然地震相比,震中浅、强度小,震动范围宽,从弱的几百米到强的几百、甚至几千公里。

4、什么是煤炮答:煤炮是指在煤层开采过程中,由于岩体震动、顶板断裂或小范围岩体变形卸压所产生的声响,是矿震的一种显现形式。

它是煤岩体在卸压所产生的,有时可能会引起最小的,实际上可以不考虑的巷道压缩,支架变形,或某个地点岩体的零星破坏。

5、什么是冲击地压答:冲击地压又称岩爆,是指井巷或工作面周围岩体,由于弹性变形能的瞬时释放而产生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。

它具有很大的破坏性,是煤矿重大灾害之一。

冲击地压发生前一般没有明显的宏观前兆,发生过程短暂,持续震动时间不超过几十秒。

6、什么是破坏性冲击地压答:造成停产八小时以上或发生大型机电设备损坏以及造成人身伤亡事故等的冲击地压称为破坏性冲击地压。

7、冲击地压和冒顶有啥关系答:冲击地压和冒顶有一种互为逆向的现象,易于冒顶的地方很少发生冲击地压,易于发生冲击地压的地方很少有冒顶现象。

因为煤层顶板极破碎时易于冒落,不易于对煤体加载,不能形成高度应力集中,破碎顶板本身也不能积聚能量。

8、冲击地压的特点是什么答:(1)在一个煤矿、一个煤层发生后,永远都有再次发生冲击地压的可能。

防冲知识培训

防冲知识培训

煤矿冲击地压防治知识手册一、填空题1、冲击地压根据冲击的显现强度分为(弹射) 、(矿震) 、(弱冲击) 、(强冲击)。

2、当井下发现(冲击地压事故预兆),发生冲击地压事故时,有关人员必须立即利用最近的(电话或其他手段)汇报矿调度室,并(通知)附近受灾害威胁地点人员撤离。

3、开采有(冲击危险)煤层的矿井,必须编制(防冲长远规划)和(年度计划),制定防冲安全技术措施。

4、相邻工作面(切眼)、停采线应对齐,避免出现(梯形)、三角形或锯齿形等不规则煤柱。

5、电磁辐射预报指标有(幅值平均值)、幅值最大值、(脉冲数)。

6、冲击地压煤层进行采掘前,必须编制包括防治冲击地压内容的作业规程及专项防治措施的实施规程,由(矿总工程师)批准。

7、冲击地压矿井必须建立冲击危(预测预报制度),各开采工作面的冲击危险程度预测预报结果由矿井总工程师组织审定,提出意见,逐一建档,以备分析。

8、每个观测研究项目结束后必须在(20天)内提出观测研究报告,一式两份报公司生产技术处。

9、采掘工作面根据(矿压观测资料)和(围岩分类)结果,编制支护设计和安全措施,确定合理的支护方式。

报矿总工程师批准。

10、所有正规采煤工作面必须进行(支护质量与顶板动态监测)预报。

工作面结束后,必须提出(监测分析)报告。

11、工作面放炮或卸压放炮时,躲炮半径不得小于(150 m),躲炮时间不得小于(30分钟)。

12、冲击地压矿井和按冲击地压管理的矿井开采新水平、新煤层,必须对开采煤层、煤层顶底板岩层按照国家相关标准进行(冲击倾向鉴定)。

13、开采冲击地压煤层的新采区,必须编制包括冲击地压防治措施的(专门设计),报集团公司审批。

正在开采的冲击地压煤层应编制(补充设计),报集团公司备案。

14、冲击地压煤层进行采掘前,必须编制包括(防治冲击地压)内容的作业规程及(专项防治措施)的实施规程,由矿总工程师批准。

15、煤矿企业、矿井必须建立冲击地压防治培训制度,定期对从事开采冲击地压煤层的有关人员,进行冲击地压知识教育,熟悉冲击地压发生的原因、条件、前兆等基础知识以及需要采取的防治措施。

防冲知识普及手册 大小(宽10、长13.9)

防冲知识普及手册 大小(宽10、长13.9)

防冲知识普及手册新矿集团新巨龙公司前言为了提高新巨龙公司全体员工的业务素质,增加员工对冲击地压知识的认识,特编制冲击地压基本知识和个体防护供大家学习参考。

一、冲击地压的概念矿山井巷和采场周围煤岩体由于变形能释放而产生的以突然、急剧、猛烈地破坏为特征的动力现象。

冲击地压是伴随人类深井采矿而引起的一种矿山动力现象,它已成为煤矿深部开采的主要灾害,严重威胁矿井的安全生产。

冲击地压(“冲击矿压”、“岩爆”)是煤矿开采中的动力灾害之一,通常是在煤、岩力学系统达到极限强度时,以突然、1急剧、猛烈的形式释放弹性能,导致煤岩层瞬间破坏并伴随有煤粉和岩石的冲击和突出,造成井巷的破坏及人身伤亡事故。

冲击地压已成为煤矿开采特别是深井开采的主要灾害,严重威胁煤矿的安全生产。

二、冲击地压发生的特点1、突发性。

没有明显的征兆,过程短暂,伴随有强烈的震动和声响。

2、巨大的破坏和损失,造成人员伤亡、破坏生产、地面房屋开裂等。

3、类型多样,有煤体冲击、顶板冲击、底板冲击、岩爆等不同类型。

4、冲击能量差异大,从0.5至3.8级各种等2级都有。

5、引发次生事故。

在高瓦斯矿井中发生冲击地压,易引起煤与瓦斯突出事故。

6、发展趋势是逐渐增多,日趋严重。

三、冲击倾向性鉴定2009年6月,新巨龙矿井委托煤炭科学研究总院北京开采所对3煤层及顶底板岩层进行冲击倾向性鉴定,鉴定结果如下。

(1)3煤层冲击倾向性:3煤层具有弱冲击倾向性。

(2)3煤层顶板冲击倾向性:3煤层顶板具有弱冲击倾向性。

四、冲击地压的类型及预兆3类型:以多种应力(采动应力、构造应力)耦合因素诱发冲击和煤柱诱发冲击为主的冲击地压类型;表现形式为“炸帮”、强烈连续震顶或局部煤体涌出。

预兆:①回采工作面巷道顶板压力骤然增大,工作面超前支护段顶梁、单体变形、破坏;②采掘工作面巷道片帮严重,顶板下沉加剧,巷道底板鼓起;③掘进工作面钻孔钻进时,动力效应明显,有卡钻、顶钻、吸钻、钻杆跳动剧烈、钻孔内有异响等现象,钻孔内排出煤粉大大超过正常量,有碎煤块;④煤炮频繁,声响由小逐渐增大、加密,由清脆变沉闷;⑤利用电磁辐射仪监测时,电磁辐射值或脉冲数随时间呈增长趋势或先随时间呈增长趋4势,而后突然降低,然后又呈增长趋势。

冲击地压防治措施

冲击地压防治措施

冲击地压防治措施冲击地压是指在地下开采或施工中,因地下岩石失去支撑导致的地层塌陷、地板下沉或地表凹陷等现象。

冲击地压会给工程施工和人员安全带来严重影响,因此需要采取科学有效的防治措施来减小冲击地压对工程的不良影响。

一、预防冲击地压的措施1. 地质条件调查:在工程施工前,应对地下岩层进行详细的地质条件调查。

通过对地质结构、岩层稳定性等方面的分析,为工程设计和施工方案提供基础数据。

2. 合理布设支护:在地下开采或施工过程中,应根据地质条件合理布设支护结构,增强地层的稳定性,减小地压的作用。

常用的支护措施包括钢支撑、混凝土喷射支护、预制拱形支护等。

3. 加强对地层形变的监测:通过安装变形传感器、测量仪器等设备对地层形变进行实时监测,及时发现地压变化趋势,从而采取相应的措施防止地层失稳。

4. 控制施工速度:在地下开采或施工过程中,要控制施工速度,避免过快的施工速度导致地层的破坏和失稳。

二、应急处理冲击地压的措施1. 现场应急处理:一旦出现冲击地压事故,应立即停止施工,组织人员迅速撤离危险区域,确保人员安全。

2. 安全巡查和警示标志:在冲击地压发生的区域,要设置明显的警示标志,禁止非相关人员进入施工区域,加强巡查,及时发现和处理地质灾害隐患。

3. 应急抢险:在冲击地压发生后,要迅速组织专业队伍进行抢险处理,及时清除地层塌陷物,恢复地面秩序。

4. 救援与伤员转移:在冲击地压事故中,如有人员被困,要及时展开救援工作,并对伤员进行及时的转移和治疗。

三、追责和防范未来的措施1. 追责问责:对于因冲击地压事故造成的重大人员伤亡或经济损失,要严格依法追究相关责任人的责任,并进行相应的纠正和整改。

2. 加强监管力度:加大对冲击地压防治工作的监管力度,建立健全相关法律法规和标准,确保施工单位和相关人员依法依规进行施工。

3. 提高应急救援能力:加强冲击地压应急救援队伍的建设和培训,提高应急救援工作的响应速度和效率。

4. 加强宣传教育:通过开展冲击地压防治知识宣传教育活动,增强公众的防范意识和自救互救能力。

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第二部分冲击地压基本知识第一章概念解释冲击地压:采场周围煤岩体,在其力学平衡状态破坏时,由于弹性变性能的瞬间释放而产生的一种以突然、急剧、猛烈破坏为特征的动力现象。

冲击地压已成为煤矿开采特别是深井开采的主要灾害,严重威胁煤矿的安全生产。

矿震:采场上覆高位巨厚坚硬岩层的断裂运动引起的以地面震动为标志的矿山动力现象。

岩爆:岩体中较高的地应力,超过岩石本身强度,且有较高的脆性度和弹性,由于地下采掘活动破坏了岩体原有的平衡状态,岩体中积聚的能量导致岩石破坏,并将破碎岩石抛出。

第二章冲击地压显现特征第一节冲击地压的显现特征一、突发性。

冲击地压发生前一般无明显前兆,冲击过程短暂,持续时间几秒到几十秒,难已确定发生的时间、地点的强度。

二、多样性。

一般表现为煤爆(煤壁爆裂、小块抛射)、浅部冲击和深部冲击。

最常见的是煤层冲击,也有顶板冲击和底板冲击,少数矿井发生岩爆。

三、破坏性。

往往造成煤壁片帮、顶板可能有瞬间明显下沉;有时底板突然鼓起甚至接顶;常常有大量煤块甚至上百立方米的煤体突然破碎并从煤壁抛出,堵塞巷道,破坏支架;从后果来看冲击地压往往造成人员伤亡和巨大的生产损失。

四、复杂性。

在自然地质条件上,除褐煤以外的各种煤种都记录到冲击现象,采深从200~1000m,各种地质条件都发生过冲击地压。

在生产技术条件上,各种采煤方法都出现了冲击地压。

五、瞬时震动性。

像爆炸强烈震动,重型设备被移动,人员被弹起摔倒,震动波及范围可达几公里甚至几十公里,地面有地震感觉。

六、冲击能量差异大。

从里氏0.5级至里氏3.8级各种能级都有。

七、引发次生事故。

易引发煤尘爆炸事故、高瓦斯矿井易引起煤与瓦斯突出事故。

第二节冲击地压的分类一、根据冲击地压的物理特征,按发生原因分(分为三类:压力、突发、爆裂型);二、根据冲击地压的能量特征,按冲击时释放的地震能大小分(分五个等级);三、根据参与冲击的岩体类别分(分为二类:煤爆、岩爆);四、根据煤岩体应力来源(分为三种类型:重力、构造、复合型);五、根据显现强度及其对煤和岩层、支架、设备的破坏程度分(分为四类);1.弹射:单个碎块从煤岩体表面弹射出来,并伴有强烈的声响。

2. 煤炮(深部冲击):深部的煤岩体发生破坏,但煤或岩石不向已采空间内抛出,只有片帮或散落现象,岩体震动,伴有声响,有时产生煤尘。

3.微冲击:煤或岩石向已采空间抛出,但对支架和设备无损害,围岩震动,伴有很大声响,产生煤尘,在瓦斯煤层中可能有大量瓦斯涌出。

4.强冲击:部分煤或岩体急剧破坏,大量的煤或岩石向已采空间抛出,出现支架折损、设备移动和围岩强烈震动,伴有巨大声响,形成大量煤尘。

六、根据冲击地压的能量特征,按冲击时释放的地震能大小分(分七、根据冲击地压的破坏后果分(分为三类)1. 一般冲击地压。

2.破坏性冲击地压。

3.冲击地压事故。

八、按发生的力源分1.压力(煤柱)型:煤柱在高应力作用下,聚集的能量突然释放,造成煤岩体的冲击破坏。

2.冲击(顶板或构造)型:由于煤层顶板厚岩层突然破断或滑移(或构造应力突然释放),造成巷道周围煤岩体的破坏冲击。

3.冲击压力(复合)型:多种因素参与。

九、根据发生的层位分:煤层冲击岩层冲击(顶板冲击、底板冲击)第三章冲击地压成因分析冲击矿压发生的原因是多方面的,下面分别从自然因素和技术因素浅析。

第一节冲击地压事故的自然因素一、开采深度研究表明,随着开采深度的增加,煤层中的自重应力随之增加,煤岩体中聚积的弹性能也随之增加,统计分析表明,开采深度越大,冲击地压发生的可能性也越大。

(如图一所示。

)可以确定,当深度H ≤350m时,冲击地压一般不会发生;当深度350m<H<500m时,在一定程度上冲击危险逐步增加。

从500m开始,随着开采深度的增加,冲击地压的危险性急剧增加。

图一、采深与冲击地压的关系二、顶板岩层结构特征研究表明,顶板岩层结构,特别是煤层上方坚硬、厚层砂岩顶板是影响冲击地压发生的主要因素之一,其主要原因是坚硬厚层砂岩顶板容易聚积大量的弹性能。

在坚硬顶板破碎或滑移过程中,大量的弹性能突然释放,形成强烈震动,导致顶板型冲击地压的发生。

三、煤层性质的因素冲击地压的发生与煤的物理机械性能密切相关。

煤质中硬以下,弹性、脆性较大,光泽较强的煤易发生小型冲击地压;煤质中硬,较均质、致密,裂隙、层节理较不发育的煤易发生较大冲击地压;硬度很高的不易发生冲击地压。

四、构造影响地质构造,特别是断层构造也是影响冲击地压发生的重要因素之一。

实践证明,冲击地压经常发生在向斜轴部,特别是构造变化区,断层附近,煤层倾角变化带,煤层皱曲,构造应力带。

当巷道接近断层或向斜轴部时,冲击地压发生的次数明显上升,而且强度大。

例如在我矿47次冲击矿压中,11次(23%)与断层有关。

图为冲击地压次数与巷道距断层距离之间的关系。

图二、冲击地压次数与巷道距断层关系工作面地质构造变化区,断层附近是防冲的重点区域。

断层对地压的影响断层是岩层运动的一种形式,在高应力的作用下,断层比完整性岩层先运动。

随着掘进头的推进,在其超前支护压力的影响范围不断向前发展,当达到断层影响区域后,断层本身构造应力与掘进头超前支护压力叠加,使断层附近的支护压力增高,重新分布。

断层与掘进头中间位置为应力叠加高峰区,如果断层本身能够积聚能量,则叠加后的应力高峰区同样容易积聚较大能量。

当满足冲击条件时,可以诱发冲击地压。

大断层附近一般来说地质应力较为集中,这是因为形成断裂并不意味着相应的地质应力完全释放,而仅是部分释放后达到一种的暂时的平衡。

相对而言,剩余的应力可能仍比附近其它区域为强,而且由于应力场总是处于永不停息的变化之中,断裂并不一定产生于应力形成的最初时期,即应力的作用是持续不断的,从而导致断层附近的应力值往往偏高。

特别是由于挤压而形成的逆断层及某些正断层附近,表现更为明显。

围岩性质围岩性质主要是顶板岩性和厚度及其在煤层开采后的可冒性,是影响冲击地压的主要因素。

特别对老顶是厚层砂岩或其它坚硬岩层,底板也是坚硬岩层结构的冲击危险煤层更具冲击危险性。

厚层坚硬顶板的悬露下沉首先表现为煤层的缓慢加压或压缩,经过一段时间后可以集中在一天或几天的突然下沉,载荷极快上升达到很大的值。

在悬露面积很大时,不仅本身弯曲积聚变形能,而且在附近地层中(特别是老顶折断处)形成支承压力。

当老顶折断时还会造成附加载荷,并传递到煤层上,通过煤层破坏释放变形能(包括位能),产生强烈的岩层震动引起冲击地压,而且底板也参与冲击地压的显现。

第二节冲击地压事故的技术因素一、开采因素的影响冲击地压的影响因素除了地质因素以外,开采条件和生产技术条件也是很重要的影响因素。

若由于采区内工作面的接替顺序、停采线位置、相邻区段留设煤柱尺寸等因素安排不当,将导致煤岩体应力高度集中,最易发生冲击矿压。

图一、不同宽度护巷煤柱中垂直应力分布图二、不同宽度煤柱中最大垂直应力分布从上面的数值模拟结果可以看出,随着护巷煤柱宽度的增大,煤柱中的最大垂直应力也由小变大,然后在变小。

也就是当煤柱宽度小于10m时,最大垂直应力较小,而当煤柱宽度在10~15m时,煤柱中的最大垂直应力相对较大,随着煤柱宽度的继续增大,煤柱中的最大垂直应力又将减小。

而且煤柱宽度的增大,引起巷道附近煤体中的应力集中程度也增加。

煤体中产生的最大垂直应力的分布和煤柱中的最大垂直应力分布类似。

由此可见,留设3~5m 宽的护巷煤柱时是较容易维护的,同时也可以节省煤炭资源。

从防冲的角度来讲,煤柱越窄对防冲越有利,因为窄煤柱中的煤体几乎会全部被“压酥”,其内部不存在冲击核,也就不会存储大量的弹性能,所以发生强矿压的危险性就小。

二、工作面长度研究表明,回采工作面和采空区的大小对冲击矿压的影响是非常大的。

对于一个新采区的第一个工作面来说,由于两边都是实体煤,开始,顶板处于四周固支状态。

当顶板初次断裂后形成三边固支状态,这种状态下,工作面的压力是最小的,冲击矿压危险性也是最小的。

对于同一采区的第二、第三工作面,当采空区的宽度之和还没有完全影响到地表时。

根据岩层移动理论,此时,当采空区的宽度之和S一般小于0.4倍的开采深度,即:S<0.4H (2-1)此时,工作面周围岩体内的应力逐步增加。

当采空区的宽度之和达到了完全影响地表的程度,即S=0.4H (2-2)此时,由于上覆岩层的充分移动,在煤系地层中,震动释放的能量是最大的,即冲击地压的危险性是最大的。

古城煤矿2103工作面开采深度约在1050m,S=0.4×1050=420m,因此当采空区的宽度之和达到了420m时,冲击矿压的危险性时最大的。

当回采工作面继续开采,采空区继续增加时,即S>0.4H (2-3)在这种情况下,由于上覆岩层的移动处于平衡状态,煤层中释放的震动能量将处于某一水平。

从上述分析可知,工作面长度对冲击矿压危险程度的影响主要是在采空区宽度为S>0.4H时的条件下。

此时,回采工作面的一边为采空区,另一边为实体煤。

从工作面边缘到采空区形成一个直角,在这部分煤体上,因工作面前方移动应力集中区和采空区边缘煤体上的应力集中相互叠加,形成很高的应力集中现象。

而且在工作面推进过程中,这种现象一直存在。

研究表明:①应力峰值距采空区边缘10~20m。

②上述直角区的应力集中影响范围为40~50m。

③当工作面长度大于50m以后,直角对应力集中程度不会产生影响,而且对动力现象的发生也不会产生影响。

在这种情况下,加大工作面长度对限制冲击矿压的发生是有利的。

由上述分析可知,对于不同的工作面,不同开采时间和不同位置,其对冲击地压危险性的影响是不一样的。

因此,对于某一工作面,应具体分析和具体考虑。

图三、煤层中应力集中系数与工作面长度之间的关系三、采高因顶板坚硬岩层引起的顶板冲击,则与该岩层的厚度、强度、距煤层的距离以及煤层采高等有关。

采高的增加,将使顶板的坚固性下降,该层顶板引起的震动强度将会降低。

如果降低采高不能保证坚硬顶板不断裂运动,则可使顶板的坚固性增加,在其破断时,将会释放更大的能量。

在这种情况下,降低采高是无益的,除非保证坚硬顶板岩层不发生断裂破坏。

四、推进速度大量的研究表明,回采工作面的推进速度与低能量的矿山震动之间存在着明显的关系,即工作面的推进速度越快,产生的矿山震动就越多。

而对于冲击地压,波兰的研究结果是:顶板冲击地压危险性与工作面开采过程中,发生的最大震动事件成正比。

统计表明,当回采工作面推进速度为匀速时,冲击矿压发生的次数最少。

但是,由于开采技术条件的不同,地质构造条件的不同,防治冲击地压发生的最有利的推进速度也不同,需要根据具体条件而定。

回采工作面匀速推进对防治冲击地压的发生是有利的。

工作面停采以后的恢复生产时期,推进速度突然加速等均有可能引发冲击地压。

图四为某矿在工作面推进过程中释放能量的大小与工作面推进之间的关系,图中表明了该矿工作面在停采两周前,停采两周期间及停采两周后释放的能量的大小。

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