巷道冲击矿压破坏与强弱强结构控制
煤矿巷道围岩“三区三结构”组合加固体防冲击地压
中 图 分 类 号 ：ＴＤ３５３，ＴＤ３２４
文 献 标 识 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：２０９６－４３９０（２０１８）１８—０１８９—０２
目前 ，对煤 层巷 道 的支护形式 及参 数 的选择 必 须考 虑煤 层 在 顶板 上方 ２ｍ、底板 下方 ２ ｍ及 左帮 左边 ２ ｍ处 分别 设 置监
２０１８．１８科 学技 术创新 一１８９一
煤矿巷道围岩“三区三结构’’组合加固体防冲击地压
’
李忠 举
（龙煤 七 台河矿 业有 限责任 公 司安全 监察 部 ，黑龙 江 七 台河 １５４６００）
摘 要 ：根据 煤层巷 道 受动力扰 动 时巷 道 围岩响 应特征 ，提 出了巷 道 的“三 区三结构 ”（破碎 区 、应 力升 高 区、原始 应 力 区、支护
人数投 送 到 ７段 ＬＥＤ显 示 。为 了增加 ＣＰＵ口线 （ＧＰＩＯ：通 用输 出一种简单且廉价地实现类似 门卫技术 的门闸计数装 置 ，安
入输 出 ），每段 ＬＥ维护 都极 为 方便 。可适 用 于 智能 家 居 的 门禁 系 统 ，对
围岩稳定 性 的影响 规律 ，从而 为巷道 围岩 控制 提供借 鉴经 验 ，本 力波动幅值最大 ，随后受往复的振荡作用 。无论硬煤还是软煤
次 通 过数 值 模拟 手 段 对 动力 扰 动 下煤 层 巷 道 围 岩力 学 响 应 进 巷 道 ，帮部 垂直 应力 比顶 、底 板水 平 应力 波动 幅值 明显 。不 同硬
力 。
进 出人员 实行 计 数 ，也 可适 用 于 交 通 工具 门 闸 的人 员 进 出计
本 系统实 现方 案的 软件流程 ，如 图 ４所示 。初 始化 后 ，判 断 数 ，起 到 电子 门卫 的作用 。
巷道围岩连锁冲击破坏机理及稳定控制方法研究
巷道围岩连锁冲击破坏机理及稳定控制方法研究
李皎;刘阳;刘心强;张崟峰;静涛;蒋帅
【期刊名称】《煤炭技术》
【年(卷),期】2024(43)1
【摘要】利用虚拟交界面将巷道围岩整体结构分成若干岩体单元和弹性单元,建立巷道围岩连锁冲击破坏理论及其力学结构模型,分析了不同静载、动载组合巷道围
岩连锁破坏形式,建立了连锁破坏的力学方程和能量方程,揭示了巷道围岩储能结构、阻力结构在冲击启动和破坏过程中的作用和影响机制。
研究表明,冲击地压是动力
扰动诱发煤岩体内部弹性能突然释放的结果,其中煤岩体储能结构是冲击破坏的内
因和动力源泉,动载诱发局部岩体破坏和能量连续释放;煤岩体冲击破坏时,其整体结构转变为向巷道自由空间运动的多滑块(岩体单元)结构,各滑块间存在相对运动、挤压以及弹性单元触发产生的冲击力,使各岩体单元的速度和加速度均处在动态变化
当中;巷道围岩防冲控制的有效思路是调整巷道围岩整体结构,合理分布储能结构和
冲击阻力结构,主动破坏能量持续解锁所需的弹性单元,使巷道周边围岩由储能结构
转变为阻力结构区域。
【总页数】6页(P24-29)
【作者】李皎;刘阳;刘心强;张崟峰;静涛;蒋帅
【作者单位】山东义能煤矿有限公司;中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点
实验室;徐州大月尔科技有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TD324
【相关文献】
1.裂隙带顶板巷道围岩破坏机理及稳定性控制
2.巷道围岩非线性变形破坏机理及其控制方法
3.深部矿井回采巷道围岩变形破坏机理与控制技术研究
4.高应力动压巷道围岩冲击破坏机理与防治技术研究
5.软破岩体围岩破坏机理和巷道稳定性研究
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冲击矿压巷道围岩控制的强弱强力学模型及其应用分析
360
岩
土
力
学
2008 年
地解释了冲击矿压的发生、载荷的突变对煤岩体破 坏的影响、煤岩体从流变到突变的破坏特征；文 献 [8]采用双状态变量本构模型， 模拟了冲击地压系 统的黏滑特性和冲击地压系统的动力失稳过程；文 献 [9] 采用应变损伤模型对圆形洞室矿震的发生进 行了解析分析,得到了发生矿震的洞室临界塑性区 深度和临界作用力。这些研究都是针对巷道发生冲 击矿压的震源机理而建立的，未对破坏机理进行解 释，而且模型中未充分考虑冲击震动波与煤岩介质 的相互作用，与实际情况有一定距离。 本文分析了巷道冲击矿压的破坏机理，建立了 基于应力波冲击效应的巷道围岩防冲抗震的强弱强 （strong-soft-strong 即 3S）结构控制力学模型，深 入研究了冲击震动波在 3S 结构中的传递效应，得 到了巷道围岩承载体小结构在冲击载荷和高应力作 用下发生破坏的应力判据和能量准则。基于该 3S 结构力学模型，进一步探讨了巷道围岩防冲抗震 对策，为冲击倾向性（岩爆）巷道围岩稳定性控制 提供了理论依据和参考价值。
第 29 卷第 2 期 2008 年 2 月
文章编号： 1000－7598－(2008) 02－359－06
岩 土 力 学 Rock and Soil Mechanics
Vol.29 No. 2 Feb. 2008
煤矿冲击地压的影响因素和防治对策分析
煤矿冲击地压的影响因素和防治对策分析摘要：冲击地压是煤矿生产所面临的严重自然灾害之一，伴随着煤炭开采逐渐往深部转移，冲击地压发生的强度和频繁程度日益增加。
同时，生产实践也表明煤矿冲击地压的发生没有明显的前兆，而且在各种类型的煤层、地质构造、顶板条件下都发生过这种破坏力极大的动力灾害现象。
一旦发生，很可能会造成难以估量的经济损失和巨大的人员伤亡。
因此，研究冲击地压的发生机理和防治措施是急切的并且非常必要的。
关键词：煤矿；冲击地压；防治措施引言：通常煤矿冲击地压的发生都是有一些条件的，是煤层以及应力等共同影响的结果。
冲击地压出现的主要条件是煤岩体，具备较强的冲击倾向性。
煤岩体积累的弹性应变能可以释放的足够空间是发生冲击地压的前提条件，而出现冲击地压的诱发条件是煤岩体积累能量的应力加载。
必须要兼具以上这些条件，才有可能出现冲击地压。
结合煤岩冲击失去稳定性的物理特点，可以将冲击地压划分为三大类，一是岩爆型冲击地压，二是顶板垮落型冲击地压，三是构造型冲击地压。
岩爆型冲击地压主要是指煤岩体一直积累弹性应变能，在能量上升到煤岩的最大承载力时，煤岩就会出现瞬间爆炸的情况，其具体表现是弹射以及抛出媒体。
然后，顶板垮落性冲击地压，主要是指推过回采工作面后，上部较厚而硬度较高的顶板始终没有垮落，在悬顶面积达到规定的数值时，顶板瞬间出现折断而造成的冲击波强烈性损坏。
最后，构造型冲击地压通常出现在构造条件相当复杂的地质环境中，因为构造应力过于集中导致的煤岩失去稳定性冲击损坏。
另外，结合不同的出现位置，能够将冲击地压划分为两大类，一是掘进冲击地压，二是回采冲击地压。
首先，掘进冲进地压通常出现在巷道掘进中，与巷道的布局位置以及布局方法存在联系。
其次，回采冲击地压出现在回采工作面的推进中，一般和回采工作面的回采时间以及长度存在联系。
1、冲击地压具有以下明显的显现特征（1）突发性没有明显的宏观前兆而突然发生，过程短暂（持续几秒到几十秒），难以事先准确确定发生时间、地点和强度。
巷道变形破坏的因素及控制方法
第 27 卷第 4 期 2008 年 4 月
煤 炭 技 术 Coal Technology
2
效果
该套设计技术方案简捷可靠, 省略了动力排水
设备和高低压供配电系统。仅在后期以很小的真空 动力启动系统, 便可利用池内水位标高能量, 实现无
收稿日期 : 2007- 12- 27; 修订日期 : 2008- 02- 28
作者简介 : 曾正良 ( 1955- ) , 男 , 云南文山人 , 高级讲师 , 毕 业于原中国矿业 学院矿建 专业 , 现 在云南能 源职业 技术学 院从事 管 理和教学工作 ,T el: 0874- 9228688。
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煤 炭
技
术
第 27 卷
节理。层理是原生沉积形成的弱面 ; 节理主要是指 地质构造应力引起且通常成组出现的微细裂隙; ( 3) 顶板岩层的分层厚度、 顶板中是否存在软弱 岩层以及软弱岩层赋存的位置和厚度, 也对掘巷后 的顶板动态和巷道变形破坏有重要影响。 1 1 2 巷道埋藏深度 随着开采深度的增加, 以自重应力为主的地应 力也随之增加。 大而增加 ; 巷道顶底板移近量通常随采深加 深部巷道很容易出现底鼓现象, 这对底
板软弱的情况 更为严重; ! 随着采深 增加, 地 温升 高, 促使岩石从脆性向塑性转化, 也容易使巷道围岩 产生塑性变形, 所以底鼓问题是深部矿井巷道控制 的难题之一。总之, 对巷道变形破坏的影响, 随着采 深加大巷道控制将更加困难。 1 1 3 煤层倾角 由于围岩主要来压方向通常垂直于顶底板, 故 煤层倾角不同时 , 巷道主要受压方向不同, 往往改变 巷道变形破坏形式和使支架受载不均衡。如近水平 煤层中的巷道, 顶板多出现对称弯曲下沉; 而倾斜或 急斜煤层中的巷道则常出现非对称变形和破坏 , 当 顶板中存在大倾角的密集光滑节理时, 可能出现抽 条式局部冒顶。通常, 位于大倾角煤层中的巷道顶 部压力较小, 而侧向压力尤其是顶帮一侧压力较大 , 常导致巷道鼓帮和支架腿产生严重变形。 1 1 4 地质构造 主要是指断层、 褶曲等影响。煤 ( 岩) 层中最常 遇到的构造破坏是断层, 断层两侧通常存在大量断 层泥和断层角砾岩等未经胶结 成岩石的松散 集合 体, 而且有的已经片理化 , 具有断层擦痕或镜面 , 因 此断层破碎带内物质之间的粘结力、 摩擦力都很小 , 自承能力很差, 一旦悬露就很容易冒落。褶曲有时 会改变原岩应力分布, 小褶曲可能使巷道顶板局部 破碎。巷道处于这种地质构造破坏带, 经常会发生 不同规模的冒顶事故。 1 1 5 水 巷道围岩中含水较大时 , 将会加快和加剧巷道 的变形和破坏。对于节理发育的坚硬岩层, 水使受 节理剪切的破碎岩块之间的摩擦系数减小, 容易造 成个别岩块滑动和冒落。同时 , 岩石受水后普遍有 软化现象 , 使其强度降低。对于泥质类软岩, 遇水后 会出现泥化、 崩解、 膨胀、 碎裂等现象, 从而可能造成 围岩产生很大的塑性变形。由于通过裂隙流到巷道
煤矿冲击地压灾害及其控制技术
煤矿冲击地压灾害及其控制技术发表时间：2019-09-11T09:15:16.390Z 来源：《建筑模拟》2019年第31期作者：惠楠[导读] 随着经济和煤矿行业的快速发展，冲击地压是矿压显现最为突出的一种现象，破坏形式迅猛、严重，并伴有冲击能量释放。
惠楠中国平煤神马集团平煤股份一矿河南平顶山 467000摘要：随着经济和煤矿行业的快速发展，冲击地压是矿压显现最为突出的一种现象，破坏形式迅猛、严重，并伴有冲击能量释放。
断层造成的冲击地压作用机制一直以来是矿压界研究的热点。
经过冲击地压理论的研究、完善，对冲击地压有了一定的认识。
断层在采掘扰动下会直接诱发冲击地压，比如巷道发生的冲击地压是断层、煤层和顶板共同作用造成的结果。
斜沟煤矿23107工作面回采巷道发生冲击地压后，巷道变形严重，风筒被拉裂，支护立柱偏斜严重，巷道最窄处只有1m左右，设备被损坏，瓦斯浓度显著增加，严重制约了工作面生产。
因此研究分析冲击地压显现及影响，采取措施防控冲击地压的危害是有必要的。
关键词：动力灾害；防治措施；监测预警引言随着浅部煤炭资源的枯竭，煤矿的开采深度逐步加深，地压大，水温高，深部岩石岩性改变等特点逐步突出显现，随之而来的各种动力灾害现象也显著增加。
根据巷道及工作面冲击震动破坏的原因和机理，现对煤矿冲击地压发生的情况进行了统计并分析了其特点，提出了冲击地压防治的有效技术手段和监测预警系统。
1冲击地压的特点和技术研究冲击地压问题主要考虑以下3个方面：①研究煤矿冲击地压发生机理机制，主要有冲击地压发生前内部受力情况；冲击矿体的物理、力学、化学性质；冲击矿体赋存环境情况。
②研究冲击地压破坏性、危险性并进行分析总结，研究冲击地压监测与预测技术，以服务于冲击地压的监测，预防其发生。
③研究在冲击地压发生后应如何进行人员救护和其他灾难的妥善治理，以减少人员伤亡或无伤亡，并使其损失降到最低。
冲击地压的发生主要由错综复杂的煤岩性质及煤岩构造造成的，而煤岩性质和煤岩构造的研究困难度很高，导致现今冲击地压的发生机理仍没有一套成系统的、统一的理论来做指导。
冲击矿压及其防治措施
冲击矿压及其防治措施【摘要】随着我国煤矿开采深度的增加，各种煤岩地质灾害也日益严重，其中冲击矿压因其发生突然，破坏性极大，严重威胁煤矿生产安全。
该文讨论了冲击矿压的发生机理、影响因素和防治措施，为煤矿安全评价提供了理论依据，在煤矿安全生产中具有重要的指导意义。
【关键词】冲击矿压；发生机理；影响因素；防治措施1.冲击矿压分类根据国内外的分类方法，冲击矿压可分为由采矿活动引起的采矿型冲击矿压和由构造活动引起的构造型冲击矿压。
而采矿型冲击矿压可分为压力型、冲击型和冲击压力型。
压力型冲击矿压是由于巷道周围煤体中的的压力由亚稳态增至极限值，其聚集的能量突然释放。
冲击型冲击矿压是由于煤层顶底板厚岩层突然破断或位移引发的，它与震动脉冲地点有关，而与事故地点无关。
在某种程度上，构造型冲击矿压也是冲击型的。
冲击压力型冲击矿压则介于上述两者之间，当煤层受较大压力时，在来自周围岩体内不大的冲击脉冲作用下发生的冲击矿压[2]。
2.冲击矿压发生机理冲击矿压发生的原因是多方面的，但总的来说可以分为三类，即自然地质因素、开采技术条件和组织管理措施。
冲击矿压的发生需要满足能量条件、刚度条件和冲击倾向条件。
这些条件可以用煤层和顶底板的刚度来说明。
（1）当煤层和顶底板的刚度均大于零，煤岩体稳定。
（2）当煤层刚度小于零，但煤层和顶底板的刚度之和大于或等于零，煤岩体亚稳定或静态破坏。
（3）当煤层和顶底板刚度之和小于零，煤岩体强烈破坏，发生冲击矿压。
煤矿中，煤层，底板，顶板构成一个平衡系统。
其中顶底板的强度均比煤层大，而且煤层是开采对象，故在压力作用下，煤体容易遭受破坏，如果是稳定破坏，则表现为煤柱的变形、巷道压缩等，如果是非稳定、突然破坏，则表现为冲击矿压或突出。
3.常见的几种显现状态冲击矿压现象就是一种以急剧、猛烈破坏为特征的矿山压力的动力现象。
主要表现为以下几种状态：（1）弹射：单个碎块从处于应力状态下的煤或岩体上弹射出来，并伴有强烈声响，这种是属于微冲击现象。
深部掘进巷道爆破卸压防治冲击地压技术
深部掘进巷道爆破卸压防治冲击地压技术摘要：目前我国煤矿开采逐步从浅埋深煤层向深部转移。
在进行深部煤层开采过程中,覆岩除了承担比浅部煤层更高的自重应力外,其初始应力也有了较大幅度的增大,复杂的地应力对巷道围岩稳定性影响十分严重。
针对深部掘进巷道采用大直径钻孔卸压防治冲击地压存在卸压强度低、卸压不及时、劳动强度大等问题，提出了爆破卸压治理方案，通过工程实践，有效控制了巷道围岩变形。
本文主要对深部掘进巷道爆破卸压防治冲击地压技术进行分析，仅供参考。
关键词：深部掘进巷道；爆破卸压；冲击地压技术引言我国煤矿冲击地压灾害85%发生在回采巷道，破坏性强、危害性大，主要原因是巷道近场高应力区煤岩体所受载荷超过其强度极限，积聚的弹性应变能瞬间释放导致巷道剧烈破坏。
爆破卸压通过主动致裂煤层避免高集中应力形成，具有卸压及时、卸压强度大及对地质条件适应性强等优势，可快速、有效降低煤层应力集中程度。
1爆破卸压减冲作用及对巷道支护的损伤效应分析1．1煤层爆破卸压现场试验为研究煤层爆破卸压减冲效果及对巷道支护的损伤效应，矿开展了井下试验研究。
采用不同的装药量、不同钻孔深度在巷道两帮煤层中进行爆破试验，评判煤层爆破卸压效果，分析煤层爆破对锚杆工作阻力、巷道围岩结构等的影响。
爆破前，局部巷道浅部围岩裂隙区宽度已经大于支护结构宽度，说明现有支护水平已经不能够较好控制巷道围岩的裂隙发育，巷道围岩稳定性较低。
爆破后，巷道浅部围岩裂隙区的宽度进一步增大，巷道围岩的整体性进一步降低，试验区域内围岩不稳定性升高。
1.2爆破卸压的减冲作用煤层爆破卸压的减冲作用表现在以下3个方面:（1）增塑。
相比于完整煤体的脆性破坏，爆破后的煤体由于径向裂隙的存在，整体结构发生改变，强度降低，变形特性呈现明显“塑化”特征，导致煤的冲击倾向性大幅减弱。
（2）降载。
巷道帮部应力峰值区是冲击地压高危区域，在该区域爆破后，巷帮集中应力峰值减小，峰值点向巷旁外侧转移，分布形态由单峰变为低双峰分布。
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1e6
5e5 1e6 5e5 1e6 1e6
1.巷道冲击破坏临界速度及最小能量值;
开巷无支护 0米 2.5×105 冲击效应
khns 0米 3×105J冲击效应
khns50e6冲击效应
khnsdyh50e7冲击效应
巷道顶板50米处不同能量冲击效应
50米3e6 塑性区
50米4e6塑性区
3.震源距离与冲击破坏相关性
顶板10米 5e6 冲击效应
khns 20米 5e6 冲击效应
khnsdyh 30米 5e6 冲击效应
khnsdyh 50米 5e6 冲击效应
khnsdyh 80 5e6 冲击效应
khnsdyh 100 5e6 冲击效应
震源距离（5×106 J）对巷道冲击效应曲线
3 巷道围岩冲击矿压的破坏过程动态演化 3.1 单轮瞬间冲击破坏 3.2 多轮累积冲击破坏 3.2 轻微损伤不破坏
2000
C
1600 2000
B
B冒顶区
1700
A
A冒顶区
2500
7200 2000 4306切眼 切眼停头位置 4305轨顺
综掘机 转载机
28000
刮板运输机
2000
C冒顶区
6800 68100
16000
5300 6000 6000
掘进迎头 冒顶处
距4305运顺巷中 124.9m
43上05切眼导硐冲 击地压破坏情况
生的准确性约75%，还有一部分冲击矿压的发生是无法事先预测到
的，只有通过加强巷道围岩稳定性控制来防治和减弱冲击矿压造成 的破坏和损失。
从能量角度来说：冲击矿压的发生实质就是巷道周围岩体中弹性能
量的积聚和突然释放过程。若在冲击矿压发生时，支护构件系统能及 时吸收冲击产生的全部或部分动能，那么就有可能消除或减弱冲击灾
巷道冲击矿压破坏与强弱强结构控制
高明仕
教授
中国矿业大学
2013年8月
主讲人简介
1992年7月获中国矿业大学采矿工程专业学士学位，在 煤矿一线工作8年后重新考入中国矿业大学攻读硕士， 2006年7月获得博士学位，博士学位论文《冲击矿压巷 道围岩的强弱强结构控制机理研究》获2007年江苏省 优秀博士学位论文。
掘进迎头
C处冒顶区
B处冒顶区
鲍店煤矿“2004.9.6”冲击矿压事故 事故地点概况：2310一号进风联络巷，西部为
2310、2311工作面采空区；北部为大马厂断层与 2310停采线之间的煤柱；东侧、南侧为大马厂断 层（落差10m），断层外为2306切眼。2310运顺、 轨顺外分别建有3道密闭砖墙。
6·19事故位置
8·06事故位置
华丰煤矿冲击矿压事故
1996年4月27日， 1407（1）工作 面过上阶段采区 煤柱期间在上平 巷发生2.9级冲 击地压，造成10 人重伤、1人轻 伤，损坏巷道 100余米，工作 面停产3天。
大巷 基本运输 第四水平
透
置 面位 工作
1407面
H= 2. 5∠ 35 °
鲍店煤矿冲击矿压事故地点平面图
1#闭
第三次建8米长，锚杆、 金属网、沙袋混合防爆闭
21m
被摧跨的密闭
2#闭
3#闭
事故经过 2004年9月6日下午，2310轨顺密闭顶部有微量
烟雾，决定采用闭前喷射混泥土及向采空区注浆
的封堵措施，在准备过程中发生事故。冲击波将
采空区附近2310轨顺外2道密闭砖墙摧毁，碎砖向
1 H=
.0
55 ∠
°
4.27冲击位置
1 4 0 6 西
28°
集运巷 -675岩石
切
中
1
4
0
5
西
28°
-604岩
17 °
巷 石集运
交
2001年7月5日，3406（1）工作面正常推采期间在下出口发生1.7 级冲击地压，造成12人重伤，损坏巷道60余米，工作面停产1天。
7.5冲击位置
11.3冲击位置
3.10冲击位置
这一领域最早的教育家。在国际岩石力学界于先生首先提出“轴变
论”、“岩石记忆”与非确定性科学理论，为我国现代采矿科学理 论发展奠定了基础；于先生是中国地铁建设“暗挖”法的创建者、 倡导者和积极推动者，采用“暗挖”法实施中国地铁建设的奠基人。
研究手段
实验室相似模拟 计算机数值模拟
很困难 难以真正实现
43上05 回采工作面
北 边 消 界 火 轨 道 道 巷
冒顶区域
43上05 回 采 面 切 眼
60m
切眼导峒
西皮上山 通向北翼
43上05运输顺槽 45岩石集中运输巷
二号提斜
溜煤
四号提斜
43上04 （分层综放）
43上04 综 采 面 切 眼
43上05工作面平面位置图
01.11.01开采
东滩矿“2005.1.3”冲击地压事故基本情况
煤炭工业协会煤矿巷道锚杆支护培训授课教师，全国 煤矿远程教育培训授课教师。
2008年被中国煤炭工业协会支护委员会评为全国煤矿 支护先进个人。
巷道破坏
常规静载渐变破坏 冲击动载突变破坏
常规静载渐变破坏的研究
目前大量研究基本都是，特点： 载荷基本稳定，强度较低 变形速度较慢，几个~几十mm/d 人员来得及逃离
上
华丰煤矿9.9冲击地压事故示意图
1611下平巷
2006年9月9日 1410上平巷掘 进头发生一起 2.0级冲击地压， 造成2人死亡， 2人重伤，摧毁 巷道71米。
1410工作面距16
11工作面700米
1410下平巷
1410工作面
1611上平巷 1610下平巷
冲击地压发生破坏区
已掘进480米
巷 1410上平 1409下平 巷
1410工作面已推采287米
1610上平巷
1611工作面
2006年9月9日 1410上平巷掘 进头冲击地压 事故现场
2012年春季永煤集团学术讲座
东滩矿“2005.1.3”冲击地压事故 工作面概况：
43上05工作面为四面采空的“孤岛”工作面，
倾斜宽187.3m，走向长度490.4m。切眼北邻143上
43上06 综 放 面2(南） 工 作 面 停 采 线 一 分 层 停 采 线
85m
掘进迎头
掘进迎头
143上02 （分层综采）
一分层：93.01.03～93.11.01 二分层：00.03.12～00.10.24
68.1m
顺槽
97.04.16停采
94.03.21停采
义马千秋煤矿冲击地压事故
义马煤田冲击矿压从20世纪80年代就有显现。主要表现为响煤 炮和局部支架损坏。首次有人员伤亡的冲击矿压是千秋煤矿。 1998年9月3日，18152下巷开口掘进100m处发生冲击矿压事故， 造成巷道破坏约55m，损坏工字钢支架105棚，冲击出煤量约 532m3，停产约60d。该段巷道埋深455m。
相对有效、接近
冲击矿压的发生具有瞬时性和突然性，在瞬间
的物理爆炸过程中，游离煤岩体发生弹射，或者是 断面发生急速收缩和垮冒。在这一过程中，从冲击
开始到冲击结束，只不过短短的几毫秒到几秒。
这个过程到底是
怎样的一个过程？ 冲击震动波是怎样在 岩体中发生效应的？
数值模拟各岩层几何力学参数
位置 顶板厚层 顶板3 顶煤2 老顶 岩层名称 泥硅质砂岩 中砂岩 泥煤互层 细粉砂岩 厚度 (m) 80 8 2 16 体积模量 (Pa) 1.1e10 1.1e10 1e10 1.1e10 剪切模量 (Pa) 5.5e10 5.5e10 5e9 5.5e10 密度 (kg/m3 ) 2400 2500 1800 2500 内摩擦角 Ф（°） 35 35 26 35 内聚力 C(Pa) 1e6 1e6 5e5 1e6
工 作
面
位 置
工 作 面 位
槽
置
下
顺
透
Ⅵ
Ⅴ
2001年11月3日 3407（1）工作 面推采83m时 在工作面下出 口发生了1.9级 冲击地压，造 成13人重伤、1 人死亡，损坏 巷道100余米， 工作面被迫停 产封面。
下 顺 槽
工
Ⅴ
作
面
位
置
上 顺 槽 顺 槽
2001年3月10日3406工作面于发生1.7级冲击地压，造成1人重伤 12棵柱子歪斜局部冒顶。
链接巷道破坏过程模拟
《中华人民共和国行业标准》MT/T174-2000
煤的冲击倾向鉴定指标值
指标
动态破坏时间 DT/ms 冲击能量指数KE/kJ 弹性能量指数WET
强冲击
≤50 ≥5.0 ≥5.0
弱冲击
50~500 5.0~1.5 5.0~2.0
无冲击
＞500 ＜1.5 ＜2.0
4、巷道冲击矿压破坏机理
外抛出40～50m，造成密闭附近2人死亡，6人受伤。
3、巷道冲击矿压破坏过程
• 岩石力学的科学主题是“过程”的研究。 （于学馥）
• 于学馥(1919-2010)，是我国采矿工程界第一批博士生导师（全国共2 人），是中国岩石力学与工程学科的创始人、奠基人与学科前沿开 拓者之一，是北京科技大学矿业工程学科主要创建人之一，是中国
43上05切眼导硐施工至距停头位置2m左右发生冲击
地压，迎头后28～68m范围内巷道发生3处冒顶。切眼两
帮移近0.9～3.8m，工作面一侧煤帮抛出0.4～2.3m；顶底 板移近1.35～3.0m，三处断面几乎全部堵塞，堵塞长度
18.1m。事故损坏风筒193m，折断单体液压支柱55棵，倒
柱115棵，拉断锚杆366根、锚索39根。事故造成1人死亡， 4人受伤。
统计表明：冲击矿压总量的85%发生在回采工作面的两道顺槽，