冲击地压简介

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冲击地压概念

冲击地压概念

冲击地压概念
冲击地压是指在地下工程施工中,由于地质条件复杂或施工参数不恰当等原因,导致地层发生变形和破坏,使地下的土体向施工工作面主动运动,并对工作面和支护结构施加强烈的水平和垂直荷载,从而产生的地压现象。

冲击地压是一种常见的地下工程灾害,其发生原因多种多样,如地质条件恶劣、施工工艺不完善、预处理不当等。

冲击地压对施工工作面和支护结构的破坏严重,给工程施工带来了极大的困难和危害。

为了有效防止和控制冲击地压,需要采取一系列措施,如加固地层、改善工艺、优化施工参数等。

此外,还需要利用现代科技手段,如地质勘探技术、地下水调控技术、数值模拟技术等,对地下工程进行科学分析和预测,避免和减少冲击地压的发生。

总之,冲击地压是地下工程施工中常见的灾害之一,对工程施工造成了巨大的损失和危害。

为此,必须加强科学研究和技术应用,有效预防和控制冲击地压的发生,确保地下工程施工的安全和顺利进行。

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冲击地压概念

冲击地压概念

冲击地压概念
冲击地压是指在地面上施工过程中,由于重型机械和施工物料的移动所产生的地面动荷载,导致地下土层受到压缩和变形的现象。

这种现象不仅会对建筑物、桥梁等工程结构造成损害,同时也会严重危害土地资源的保护和可持续发展。

冲击地压是由地面载荷、动态荷载和静态荷载等多种因素引起的。

其中,地面载荷是指由于施工机械和物料对地面施加的静态荷载,动态荷载则是指由于机械和物料在地面上移动而产生的动态荷载,而静态荷载则是由于地面上的人工填筑物或天然岩土层的自重所产生的
荷载。

为了有效地控制冲击地压的危害,需要在施工前对地下土层进行充分的地质勘探和分析,以确定土层的物理性质和力学特性,并制定相应的施工方案和地质工程措施。

同时,在施工过程中,还需要采取有效的技术措施,如加固土层、控制施工机械和物料的速度和载重等,以减少地面荷载对土层的压缩和变形影响。

总之,冲击地压是一种严重的地质灾害,需要加强相应的地质勘探和工程措施,以达到科学合理的施工效果和土地资源的保护。

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冲击地压

冲击地压

冲击地压(岩爆)是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的一种以突然、急剧、猛烈的破坏为特征的动力现象。

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。

冲击地压的特点:(1)一般没有明显的预兆,难于事先确定发生的时间、地点和冲击强度;(2)发生过程短暂,伴随巨大声响和强烈震动;(3)破坏性很大,有时出现人员伤亡。

2.冲击地压的预测方法目前,冲击地压的预测方法主要有以下几种:(1)钻屑法。

钻屑法是通过在煤体中打小直径(42^50~)钻孔,根据排出的煤粉量及其变化规律以及钻孔过程中的动力现象鉴别冲击危险的一种方法,目前在我国应用较普遍。

钻屑法是我国《煤矿安全规程》规定采用的冲击危险程度监测和解危措施效果检验的主要方法。

(2)声发射和微震监测方法。

声发射监测的过程主要是对冲击地压前兆信息的统计,冲击危险的判别依据是能率、事件频度及其变化规律,单个声发射事件的幅度、延续时间、频率等参数作为判别冲击危险的参考指标。

(3)综合指数法。

综合指数法是在进行采掘工作前,首先分析影响冲击地压发生的主要地质和开采技术因素,在此基础上确定各个因素对冲击地压的影响程度及其冲击危险指数,然后综合评定冲击地压危险状态的一种区域预测方法。

3.冲击地压的防治措施根据发生冲击地压的成因和机理,防治措施分为两大类:一类是防范措施;另一类是解危措施。

(1)防范措施。

防范措施主要包括:预留开采保护层;尽量少留煤柱和避免孤岛开采;尽量将主要巷道和硐室布置在底板岩层中;回采巷道采用大断面掘进;尽可能避免巷道多处交叉;加强顶板控制;确定合理的开采程序;煤层预注水,以降低煤体的弹性和强度;等等。

(2)解危措施。

冲击地压解危措施包括卸载钻孔、卸载爆破、诱发爆破和煤层高压注水等。

二、实时监控,超前预防。

该矿为准确预测预报冲击地压灾害,引进波兰防治冲击地压技术,在全国首家建成投用了矿井冲击地压危险区域定位系统。

12煤矿冲击地压

12煤矿冲击地压

第十二章煤矿冲击地压第一节概述一、煤矿冲击地压的定义煤矿冲击地压是指在矿井开采过程中,井巷或采场周围岩体在力学平衡状态破坏时,由于弹性变形能突然释放而产生的急剧、猛烈的动力现象。

二、冲击地压的发生情况表12-1是部分矿区发生冲击地压的情况。

表12—1 矿井发生冲击地压的主要特征Lm=1.7+0.8M L-0.01M L2,M s=1.13m L-1.08。

表中符号:M一煤(岩)层厚度;α-倾角;f一坚固性系数;Rc一单向抗压强度;E一弹性模量。

我国冲击地压大都为煤层冲击,也有少量岩爆和底板冲击,大部分冲击地压矿井是采用的柱式或短壁式采煤法,综合机械化长壁工作面不多,相当一部分冲击地压是由爆破工艺而诱发的,而且有50%以上是发生在煤柱内,冲击强度一般为里氏震级l~3级,很少大于4级。

三、冲击地压研究的内容和方法目前,对冲击地压的研究,主要包括对冲击地压发生的条件和原因的研究,对冲击地压机理的研究,对冲击地压预测的研究和对冲击地压防治措施的研究。

对冲击地压的研究方法主要是实验室研究和现场观测研究。

由于现场观测研究对生产有实际的指导意义,因此,国内外普遍采用。

第二节冲击地压的特征与分类一、冲击地压的特征(1)突然爆发。

冲击地压发生前,预兆不明显。

(2)巨大声响。

冲击地压爆发的瞬间,伴有雷鸣般的响声。

(3)冲击波强。

煤体内积聚的弹性能突然释放,产生强大的冲击波。

它能冲掉工人头上的矿帽,冲倒几十米至几百米内的风门、风墙等设施。

(4)弹性振动。

冲击地压发生时在围岩内引起弹性振动,工作人员被弹起摔倒,甚至输送机、轨道等重型设备都可能被振动和推移,连地面人员有时都能感到这种振动。

该振动所产生的弹性波可以被几百公里外的地震仪检测到,并留有清晰的震相记录。

(5)煤体移动。

据现场观测,浅部冲击时煤体发生移动,煤体移动时在顶板接触面上留有明显的棕褐色擦痕,擦痕的方向即为煤体移动的方向。

(6)顶板下沉或底板臌裂。

冲击地压发生时,常导致顶板下沉或底臌。

冲击地压基础知识

冲击地压基础知识

1、什么是冲击地压?答:冲击地压是聚积在矿井和采场周围煤岩体中的能量突然释放,在井巷发生爆炸性事故,产生的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,支架与设备损坏,人员伤亡,部分巷道跨落破坏等。

(井巷或采场周围煤岩体由于变形能的释放而产生的突然、急剧、猛烈破坏为特征的动力现象。

)2、冲击地压有什么危害?答:冲击地压除了破坏巷道、支架和设备外还会引发其他矿井灾害,尤其是瓦斯、煤尘爆炸、火灾以及水灾,干扰通风系统,严重时会造成地面震动和建筑物破坏等。

因此,冲击地压是煤矿重大灾害之一。

3、冲击地压有什么特点?答:(1)突发性。

无预兆,过程短暂,持续时间几秒到几十秒,难于准确预报发生时间、地点和强度(2)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(3)巨大破坏性。

大量煤体突然抛出,堵塞巷道,破坏支架;造成惨重的人员伤亡和巨大的生产损失(4)复杂性。

各种条件和采煤方法均出现过4、冲击地压如何进行分级?答:根据震级强度和抛出的煤量,可将冲击地压分为三级:(1)轻微冲击(I级)。

抛出煤量在10t以下,震级在1级以下;(2)中等冲击(II级)。

抛出煤量在10—50t,震级在1 —2级;(3)强烈冲击(III级)。

抛出煤量在50t以上,震级在2级以上。

5、冲击地压对矿工有什么影响?答:发生冲击地压后,人员受伤的主要部位是脑部,占91%,其次是胸部的机械损坏,包括肋骨折断等,占60%,而内部器官的损坏主要是肺、心、胃等,占18%,再次是上下肢的折断。

6、什么是煤岩层的冲击倾向性?答:煤岩层的冲击倾向是指煤岩层产生冲击式破坏的能力。

煤层具有冲击倾向是煤层发生冲击地压的必要条件。

有强烈冲击倾向的煤岩层及有中等冲击倾向的煤层统称为有冲击倾向的煤层。

经鉴定我矿 1 煤煤层具有弱冲击倾向性,9 煤煤层具有强冲击倾向性,1煤与9煤顶板为具有弱冲击倾向性的岩层。

冲击地压概述

冲击地压概述
压的组织管理系统,并制定丁有蔓技术规程,发展并逐步完善了一整套行之有效 的防治措施和预报方法,取得了良好效果,冲击次数大为减少。1955~1977年冲 击危险矿井数由8个增至36个,而冲击次数由83次降至7次,l980年以后又降至 5~6次。
孙茂来
§1—2冲击地压的历史与现状
一、国外冲击地压历史与现状
孙茂来
§1—2冲击地压的历史与现状
一、国外冲击地压历史与现状
4、非煤开采中的冲击地压 在世界的采矿实践中,冲击地压现象不仅发生在煤矿,也 发生在其他矿物的开采过程中。除前述苏联的实例外,开采 金属矿发生冲击地压的还有;捷克的普希勃拉姆多种金属共 生矿床、奥地利的铅锌矿、美国的铜矿、加拿大的铜镍矿和 金矿、印度科拉尔矿区的金矿和采深超过3000 m的南非的维 持瓦切尔斯兰德金矿。到目前为止,世界范围内最强烈的冲 击地压发生在盐矿中,破坏面积达1~3 km2,震动传播距离 达几百千米。例如,1958年民主德国维尔钾盐公司台尔曼矿 所发生的冲击地压,曾被莫斯科、土耳其和两班牙的地震站 记录到。此外,冲击地压还发生在露天矿中。
煤矿冲击地压灾害最严重而且防治工作最有成效的国家是 苏联、波兰和德国。
孙茂来
§1—2冲击地压的历史与现状
一、国外冲击地压历史与现状
1、苏联 苏联的冲击地压最早于1 947年发生在吉谢罗夫矿区,此后共有9个矿 区出现了冲击地压问题。 发生冲击地压的一般条件是:初始深度为400~1860 m,煤厚为0.5~ 20 m,在各种倾角、各种煤种(包括褐煤)中都记录到冲击地压现象。多 数情况下顶板为坚硬砂岩,也有一些煤田是破碎顶板。开采技术条件涉 及到刀柱式或长壁式等开采方法,充填或垮落等顶板管理方法.整层或 分层开采情况。 自1 951年起,全苏地质力学及矿山测量研究院、其他研究单位和高等 院校等几十个单位,配合国家技术监察部门与生产单位,一起着手解决 煤矿的冲击地压问题。经过25年的努力,基本上形成了一整套防治冲击地

第一章 冲击地压概述

第一章 冲击地压概述

第一章冲击地压概述第一节冲击地压的概念、特征及分类一、冲击地压的概念冲击地压属矿井动力现象,是矿山压力的一种特殊显现形式。

可以定义为:矿山井巷和采场周围煤岩体,由于变形能的释放而产生的以突然、急剧、猛烈的破坏为特征的动力现象。

简单地讲,冲击地压就是煤(岩)体的突然破坏现象。

它是影响煤矿安全生产的重大灾害之一。

冲击地压在我国不同地区的煤矿和不同书刊中有不同的称谓,常见的有“冲击矿压”、“矿山冲击”、“煤爆”等。

在具体矿山地质条件下,矿井的开拓准备方式、开采方法及其工艺参数一经确定,也就基本确定了采场和巷道支架上的载荷特征和数值。

随着采掘工作的展开,采场和巷道附近岩石中可能发生不同形式的变形和破坏过程,导致一系列矿山压力现象的发生。

这些过程的组合、范围和强度可能各不相同,采掘巷道会表现出不同的状态。

有的巷道可以保存很长时间,而有的巷道掘出后很快就失去稳定性。

采场和巷道围岩的破坏规模和延续时间的差异是很大的,规模上可以是围岩产生破裂直至波及地表的大范围岩层移动;延时上可以是几周、几个月或几年的缓慢破坏,直至突然发生冲击式破坏。

破坏过程也是随着岩石的力学性质、地质因素和开采技术条件的不同而变化的。

因此,研究采场和巷道围岩破坏现象的实质,对安全开采具有重要意义。

一般的矿山压力现象及其显现规律,诸如顶底板闭合、支架折损、冒顶、片帮和底鼓、围岩应力分布规律等,都带有一定的普遍性。

在某些特定条件下发生的特殊的矿山压力现象,例如,冲击地压、顶板大面积来压、煤和瓦斯突出、矿震等矿山四大动力现象,对生产及矿工安全都具有很大威胁。

这些现象具有突然发生的特点,呈现明显的动力特征,它们之间既有区别又有联系。

其区别主要是发生机理各异,其联系主要表现在它们可以互为诱发因素,都具有动力特征,并且存在介于两种动力现象之间的“中间型”动力现象。

目前,上述动力现象等有关术语的运用已渐趋统一。

冲击地压的同义词有岩爆、煤爆、矿山冲击、岩石突出等。

煤矿冲击地压的定义

煤矿冲击地压的定义

煤矿冲击地压的定义
煤矿冲击地压是指在煤矿开采作业中,由于采煤工作面的进退制造产生的应力波动,从而引发的地质灾害现象。

冲击地压主要表现为地面沉降、岩层破裂和巷道变形等现象,对煤矿的安全生产和采煤工人的人身安全带来了严重威胁。

煤矿冲击地压的主要原因是煤层的开采引起的应力调整不平衡。

在煤矿采煤过程中,由于煤层的剥离,导致剩余岩层承载能力减小,应力释放不平衡,使得岩层应力在剥离煤柱面周围逐渐积累。

当这种岩层应力达到破坏临界值时,就会引发冲击地压灾害。

冲击地压除了受到煤层开采引起的应力调整不平衡影响外,还存在着其他一些影响因素。

例如,煤矿采煤工作面的进退速度、煤柱宽度、顶板岩性、支护方式以及地质构造等因素都会对冲击地压的发生和发展产生影响。

煤矿冲击地压的防治是煤矿安全生产的重要任务之一。

为了有效地防治冲击地压,煤矿企业需要采取一系列的防治措施。

其中包括合理布置采煤工作面、科学控制采煤工作面的进退速度、采取适当的支护方式、加强巷道的加固以及实施动态监测等措施。

总之,煤矿冲击地压是指在煤矿开采过程中由于应力调整不平衡引发的地质灾害现象。

了解冲击地压的定义及其形成原因对于煤矿企业和采煤工人来说是至关重要的。

只有通过合理的防治措施,才能有效地预防和减轻冲击地压带来的风险,确保煤矿的安全生产。

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冲击地压简介冲击地压又称岩爆,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。

1992年以前,我国有50余个煤矿发生了冲击地压。

比较突出的有北京矿务局门头沟煤矿、抚顺矿务局龙风煤矿、枣庄矿务局陶庄煤矿、大同矿务局忻州窑煤矿、四川省天池煤矿和新汶矿务局华丰煤矿等。

2008年6月5日15时57分,河南省渑池县果园乡附近发生3.5级地震,3分钟后,义煤集团公司千秋煤矿突发冲击地压,造成750米——850米处巷道瞬间被毁,正在该段修理巷道的20名矿工被困井下。

冲击地压发生后,义煤集团公司迅速成立了抢险救灾领导小组,紧急启动应急救援预案,实施抢险救援。

截至6月6日4时,20名被困矿工中,9人死亡,11人获救。

获救矿工正在医院接受治疗,没有生命危险。

世界上几乎所有国家都不同程度地受到冲击地压的威胁。

1783年英国在世界上首先报导了煤矿中所发生的冲击地压现象。

以后在前苏联、南非、德国、美国、加拿大、印度、英国等几十个国家和地区,冲击地压现象时有发生。

在我国,冲击地压最早于1933年发生在抚顺胜利煤矿。

以后,随着开采深度的增加和开采范围的不断扩大,北京、抚顺、枣庄、开滦、大同、北票、南桐等矿区的许多矿井,都先后有冲击地压现象发生。

随着开采深度的不断增加,冲击地压的危害将更加突出。

我国煤矿冲击地压特征1、突发性。

发生前一般无明显前兆,冲击过程短暂,持续时间为几秒到几十秒。

2、一般表现为煤爆(煤壁爆裂、小块抛射)。

浅部冲击(发生在煤壁2m~6m范围内,破坏性大)和深部冲击(发生在煤体深处,声如闷雷,破坏程度不同)。

最常见的是煤层冲击,也有顶板冲击和底板冲击,少数矿井发生了岩爆。

在煤层冲击中,多数表现为煤块抛出,少数为数十平方米煤体整体移动,并伴有巨大声响、岩体震动和冲击波。

3、具有破坏性。

往往造成煤壁片帮、顶板下沉、底鼓、支架折损、巷道堵塞、人员伤亡。

4、具有复杂性。

在自然地质条件上,除褐煤以外的各煤种,采深从200m~1000m,地质构造从简单到复杂,煤层厚度从薄层到特厚层,倾角从水平到急斜,顶板包括砂岩、灰岩、油母页岩等,都发生过冲击地压;在采煤方法和采煤工艺等技术条件方面,不论水采、炮采、普采或是综采,采空区处理采用全部垮落法或是水力充填法,是长壁、短壁、房柱式开采或是柱式开采,都发生过冲击地压。

只是无煤柱长壁开采法冲击次数较少。

冲击地压的分类冲击地压可根据应力状态、显现强度和发生的不同地点和位置进行分类。

1、根据原岩(煤)体的应力状态分类(1)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。

如枣庄、抚顺、开滦等矿区发生的冲击地压。

(2)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,如北票矿务局和天池煤矿发生的冲击地压。

(3)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。

2、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,有时产生煤尘。

较弱的矿震称为微震,也称为煤炮。

(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。

3、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。

4、根据发生的地点和位置分类(1)煤体冲击。

发生在煤体内,根据冲击深度和强度又分为表面、浅部和深部冲击。

(2)围岩冲击。

发生在顶底板岩层内,根据位置有顶板冲击和底板冲击。

冲击地压成因的机理对冲击地压成因和机理的解释主要有强度理论、能量理论、冲击倾向理论和失稳理论。

1、强度理论该理论认为,冲击地压发生的条件是矿山压力大于煤体——围岩力学系统的综合强度。

其机理为:较坚硬的顶底板可将煤体夹紧,阻碍了深部煤体自身或煤体——围岩交界处的变形(见图1)。

由于平行于层面的摩擦阻力和侧向阻力阻碍了煤体沿层面的移动,使煤体更加压实,承受更高的压力,积蓄较多的弹性能。

从极限平衡和弹性能释放的意义上来看,夹持起了闭锁作用。

在煤体夹持带内,压力高、并储存有相当高的弹性能,高压带和弹性能积聚区可位于煤壁附近。

一旦高应力突然加大或系统阻力突然减小时,煤体可产生突然破坏和运动,抛向已采空间,形成冲击地压。

2、能量理论该理论认为:当矿体与围岩系统的力学平衡状态破坏后所释放的能量大于其破坏所消耗能量时,就会发生冲击地压。

刚性理论也是一种能量理论,它认为发生冲击地压的条件是:矿山结构(矿体)的刚度大于矿山负荷系(围岩)的刚度,即系统内所储存的能量大于消耗于破坏和运动的能量时,将发生冲击地压。

但这种理论并未得到充分证实,即在围岩刚度大于煤体刚度的条件下也发生了冲击地压。

3、冲击倾向理论该理论认为:发生冲击地压的条件是煤体的冲击倾向度大于实验所确定的极限值。

可利用一些试验或实测指标对发生冲击矿压可能程度进行估计或预测,这种指标的量度称为冲击倾向度。

其条件是:介质实际的冲击倾向度大于规定的极限值。

这些指标主要有:弹性变形指数、有效冲击能指数、极限刚度比、破坏速度指数等。

上述三种理论提出了发生冲击地压的三个准则,即强度准则、能量准则和冲击倾向度准则。

其中强度准则是煤体破坏准则,能量准则和冲击倾向度准则是突然破坏准则。

三个准则同时成立,才是产生冲击地压的充分必要条件。

4、失稳理论近年我国一些学者认为:根据岩石全应力——应变曲线,在上凸硬化阶段,煤、岩抗变形(包括裂纹和裂缝)的能力是增大的,介质是稳定的;在下凹软化阶段,由于外载超过其峰值强度,裂纹迅速传播和扩展,发生微裂纹密集而连通的现象,使其抗变形能力降低,介质是非稳定的。

在非稳定的平衡状态中,一旦遇有外界微小扰动,则有可能失稳,从而在瞬间释放大量能量,发生急剧、猛烈的破坏,即冲击地压。

由此,介质的强度和稳定性是发生冲击的重要条件之一。

虽然有时外载未达到峰值强度,但由于煤岩的蠕变性质,在长期作用下其变形会随时间而增大,进入软化阶段。

这种静疲劳现象,可以使介质处于不稳定状态。

在失稳过程中系统所释放的能量可使煤岩从静态变为动态过程,即发生急剧、猛烈的破坏。

冲击地压的影响因素1、地质因素主要包括开采深度、地质构造、煤岩结构和力学特性等。

开采深度的加大使地应力值增加。

一般在达到一定开采深度后才开始发生冲击地压,此深度称为冲击地压临界深度。

临界深度值随条件不同而异,一般大于200 m,总的趋势是随采深增加,冲击危险性增加。

这主要是由于随采深增加,原岩应力增大的缘故。

地质构造如褶曲、断裂、煤层倾角及厚度突然变化等也影响冲击地压的发生。

宽缓向斜轴部易于形成冲击地压;断裂如是一个开采边界,若回采方向朝向断层面,则冲击危险增加;煤层倾角和厚度局部突然变化地带,实际是局部地质构造应力积聚地带,因而极易发生冲击地压。

煤岩结构及性能也是冲击地压影响的主要因素。

坚硬、厚层、整体性强的顶板(老顶),易形成冲击地压;直接顶厚度适中、与老顶组合性好、不易冒落,冲击危险较大;煤的强度高、弹性模量大、含水量低、变质程度高、暗煤比例大,一般冲击倾向较强。

2、开采技术因素开采多煤层时,任何造成应力集中的因素,如开采程序不合理、本层回采不干净、相邻两层开采错距不合适等,均对防治冲击地压不利。

从防治冲击地压的角度而言,璧式开采优于柱式开采,旱采优于水采,直线工作面优于曲线工作面,冒落法优于充填法。

煤柱和开采边界是最主要的应力集中因素,应尽量避免和减少这些因素的有害影响。

国内外大量实践表明,冲击地压往往伴随着井下生产过程的某些工序(如爆破、冒顶、采煤等)而发生,这些因素称为诱导因素。

诱导因素本身的能量可能很小,但其诱发冲击地压而释放的能量及其破坏性却很大。

因而,诱导因素也是发生冲击地压的一个不可忽视的因素。

冲击地压的预报(一)WET法该方法是波兰采矿研究总院提出的,用于测定煤层冲击倾向。

WET为弹性能与永久变形消耗能之比。

波兰采矿研究总院规定:WET>5为强冲击倾向;2<WET<5为弱冲击倾向;WET<2为无冲击倾向。

该方法虽存在一些不足之处,但基本适于我国情况,可作为煤层冲击倾向鉴定指标之一。

(二)弹性变形法它是前苏联矿山测量研究院提出的用于测定冲击地压的方法。

即在载荷不小于强度极限80%的条件下,用反复加载和卸载循环得到的弹性变形量与总变形量之比(K),作为衡量冲击倾向度的指标。

当K≥0.7时,有发生冲击地压的危险。

(三) 煤岩强度和弹性系数法该方法是用煤岩的单向抗压强度或弹性模量的绝对值,作为衡量冲击倾向度的指标。

这种方法较为简单,经常用作辅助指标。

其指标的界限值必须根据各矿井的试样进行试验确定。

我国《煤矿安全规程》中规定:“开采冲击地压煤层时,冲击危险程度和采取措施后的实际效率,可采用钻粉率指标法、地音法、微震法等方法确定”。

1、钻粉率指标法钻粉率指标法又称为钻粉率指数法或钻孔检验法。

它是用小直径(42mm~45mm)钻孔,根据打钻不同深度时排出的钻屑量及其变化规律来判断岩体内应力集中情况,鉴别发生冲击地压的倾向和位置。

在钻进过程中,在规定的防范深度范围内,出现危险煤粉量测值或钻杆被卡死的现象,则认为具有冲击危险,应采取相应的解危措施。

2、地音、微震监测法岩石在压力作用下发生变形和开裂破坏过程中,必然以脉冲形式释放弹性能,产生应力波或声发射现象。

这种声发射亦称为地音。

显然,声发射信号的强弱反映了煤岩体破坏时的能量释放过程。

由此可知,地音监测法的原理是,用微震仪或拾震器连续或间断地监测岩体的地音现象。

根据测得的地音波或微震波的变化规律与正常波的对比,判断煤层或岩体发生冲击倾向度。

[例5—1]山东肥城矿务局陶庄煤矿用微震仪研究了发生冲击矿压的规律,结论为:微震由小而大,间有大小起伏,次数和声响频繁;在一组密集的微震之后变得平静,是产生冲击矿压的前兆现象;稀疏和分散的微震是正常应力释放现象,无冲击危险。

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