冲击矿压及防治.
软岩矿井冲击矿压的影响因素和防治技术

被 鉴定 为二级 以上 的严 重 型 冲击 矿 压 , 煤 矿 安 全 给 生 产造 成 了直 接 威 胁 。因 此 , 效预 测 和防 治 软 岩 有
岩体应力愈高, 高应力所导致的矿压显现和冲击矿 压 等现象 就愈严 重 。
总第 11期 3
di1 .99 ji n 10 o:03 6 /.s .05—29 .00 0 . 1 s 7 8 2 1 .80 2
软 岩矿 井 冲击 矿 压 的影 响 因素 和 防 治技 术
张
摘
杨, 阚士 凯 , 朱 劫 , 代华 明
( 中国矿业 大学 矿 业工程 学院, 江苏 徐州 2 1 1 ) 2 16 要: 通过 分析影响软岩矿井 冲击矿压 的主要 因素及各 因素在 冲击 矿压 中的作用 机制 , 提出 了相应 的防
治措施 , 对软岩煤矿安全生产具有理论指导意义 。
关键词 : 岩 ; 击矿压 ; 响因素; 软 冲 影 防治 中图 分 类 号 :D 2 T 3 文 献 标 识 码 : B 文 章 编 号 :0 5 2 9 (0 0 0 -0 3 0 10 — 7 8 2 1 )8 0 3 — 2
冲击矿压 是矿 山开 采 中发 生 的煤岩 动力 现象 之
当煤层 采动后 , 力重新 分 布 , 应 其应 ~ 3或 4~ 5或者 更 大 。此 时 的最大 主应
力 1" = ol 0 K "。
’
为 泊松 比 ; 煤体 密度 ; y为 日为煤层 开采 深 度 ;
式中: 为体变弹性能 ; E为压缩弹性模量 ; 为
杨 (9 7一) 男 , 18 , 河南安 阳人 ,中国矿业 大学矿业工程学院在读本科生 。
防冲安全技术5篇

防冲安全技术5篇(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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冲击矿压防治煤矿培训课件 (一)

冲击矿压防治煤矿培训课件 (一)冲击矿压是煤矿生产过程中常见的一种灾害现象,给生产带来了极大的危害。
为了防治这种现象的发生,煤矿企业必须对相关人员进行培训,提高他们的防治冲击矿压的技能和意识。
为此,煤矿企业制定了冲击矿压防治煤矿培训课件,培训课件内容主要涉及以下几个方面。
第一,课件内容必须包括对冲击矿压现象的科学解释。
学员需要了解冲击矿压是什么、为什么会发生以及发生的原因等方面的知识。
只有深刻理解了冲击矿压的本质,才能更好地预防和应对冲击矿压的发生。
第二,课件内容需要讲解与冲击矿压相关的规定和措施。
例如,煤矿安全规程中对于冲击矿压的规定以及煤矿企业针对冲击矿压制定的安全措施等。
通过学习,培训对象能够更加明确自己在预防冲击矿压方面的责任以及公司的安全措施。
第三,课件内容需要对冲击矿压的识别、评估及控制方法进行详细阐述。
涉及哪些要素、如何判断和评估、如何实施控制等。
通过这些内容的学习,学员能够更加具体、深入地了解了冲击矿压的特点和防治之策,从而有效避免冲击矿压的危害发生。
第四,课件内容需要加强培训对象的安全意识。
通过介绍冲击矿压的危害及其预防措施,引导学员认识到自身在生产中的责任和任务,增强他们的安全意识,提高自我保护意识。
总之,冲击矿压防治煤矿培训课件内容应该全面覆盖冲击矿压所涉及的各个方面,要结合煤矿企业的实际情况制定出相应的培训计划。
同时,针对不同的岗位需要设置不同的课程内容,组织相应的讲解人员,从多个角度及形式引导学员了解冲击矿压现象并具备应对能力。
只有充分了解、熟悉和掌握相关内容,才能有效预防和减少冲击矿压灾害的发生,减少煤矿企业经济损失和人员伤亡,确保煤矿安全生产。
煤矿冲击矿压动静载叠加原理及其防治

煤矿冲击矿压动静载叠加原理及其防治随着煤矿深度的不断增加和采掘规模的扩大,煤矿冲击矿压问题日益突出。
冲击矿压是指在矿井开采过程中,由于煤层岩体的变形和破裂,导致煤岩体内部应力的突然释放,从而引起地面沉降、煤柱挤压等现象。
煤矿冲击矿压是煤矿安全生产中的一个重要问题,对于煤矿生产的安全和稳定具有重要影响。
煤矿冲击矿压的形成机理非常复杂,其中涉及到很多因素,例如煤层厚度、煤层结构、煤层岩性、煤层应力状态、采掘方式等。
在煤矿开采过程中,采掘工作面的推进会引起煤层应力的重新分布,从而导致煤层内部应力的变化。
当煤层内部应力超过煤层岩体的强度极限时,就会发生煤矿冲击矿压。
煤矿冲击矿压的动静载叠加原理是指在煤矿开采过程中,煤层内部同时受到动态和静态载荷的作用,从而引起煤层内部应力的变化。
动态载荷是指由于采掘工作面的推进和煤岩体变形而引起的振动载荷,静态载荷是指由于地面沉降和煤柱挤压而引起的静态载荷。
在煤矿开采过程中,煤层内部同时受到动态和静态载荷的作用,两者之间相互叠加,从而引起煤层内部应力的变化。
为了有效地防治煤矿冲击矿压问题,需要采取一系列的措施。
首先,需要制定科学合理的采掘方案,合理布置采掘工作面和支护措施,减少煤层内部应力的变化。
其次,需要加强煤层应力监测和预测,及时发现煤层内部应力的变化趋势,采取相应的措施进行调整。
另外,需要采用先进的支护技术和设备,提高支护的稳定性和可靠性,减少煤柱挤压的程度。
同时,还需要加强煤层岩体的加固和加强措施,提高煤层的整体强度和稳定性。
总之,煤矿冲击矿压是煤矿安全生产中的一个重要问题,其防治工作需要全面、系统的考虑。
只有采取科学合理的措施,才能有效地降低煤矿冲击矿压的风险,保障煤矿生产的安全和稳定。
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。
冲击矿压防治

在回采过程中,自切眼开始,随着工作面的推 进,靠近工作面的煤壁因顶板自重应力的作用, 出现应力集中现象,此应力并经过煤体向底板内 传递,而在回采过程中形成的孤岛煤柱,其相临 采空区的煤壁均因应力集中而出现叠加的集中应 力现象,使整个煤柱成为一个极大的压应力源, 一旦集中应力远大于煤体的承载极限,就极容易 发生冲击矿压,加上煤柱的顶底板均为完整性好、 质地坚硬的砂岩,使得影响范围进一步扩大。
3、当采掘工作面发生冲击矿压事故时,矿调度室立即汇报矿 值班领导及有关矿领导和集团公司调度室。矿压科及时抽调电 磁辐射仪对冲击矿压现场进行检测,判断该区域和地段的冲击 危险性是否降低、减弱或升高,如有所升高时,立即撤出所有 人员,待采取相应措施后方可继续作业。
4、处理事故区域,应由外向里加固和修复破坏的支 架,清理堵塞物,尽快抢救遇险人员。
第三篇 防冲相关制度
第一章 冲击矿压危险区域实行“准入”的制度
随着矿井开采深度的增加,冲击矿压危险区域将日趋增多, 严重影响矿井的安全生产,为了提高危险区域的安全可靠性, 实现其有序生产。除专职防冲人员要严格落实各项解危措施 外,在此区域的施工人员还应认真实行冲击矿压危险区域的 “准入”制度。
冲击矿压动态防治技术

力降低区 中,以此达 到有效维 护巷道 的 目的。该 项技术 包括开槽 ( )应 力转移技 术 、掘进 工作 面 孔
前方应力转移技术 、松动爆破应力转移 、巷 道 一侧 或两侧 布 置卸压 巷 、巷 道顶部 开掘 卸压巷 硐 、巷
道底 部开掘卸压巷硐 、开采解放层应力转移 等技术 。 该技术 已成功应用 于开滦赵各庄煤 矿 、蒋 庄煤 矿 、平煤集 团十一 矿等煤 矿 ,解决 了复 杂条件 下
击危险指数 ,提 出冲击矿压 的早期 预报 ;采 用非 接触定 向连续 监测 的电磁辐 射技术 结合钻 屑法 ,对 冲击矿压危 险提出及 时预报 ;对分析 和监测 到 的高 冲击 危险 区 ,采用 卸压爆 破 、煤层 注水 、顶 板爆 破 、钻孔卸压 等技术 ,减弱或 消除 冲击危 险 ;采用 电磁 辐射 和钻 屑法 检验 冲击危 险 治理效 果。如果 检测 到冲击矿压危 险上升 ,则继续采用解危措施 ,防治 冲击矿压 的发生 。
破碎 围岩巷道极难维护的问题 。
该技 术已在潞 安 、平顶 山 、徐州等矿 区得 到广泛应 用 ,成 功地解决 了 以下问题 :①综采 ( 综放 ) 沿空掘巷 ;②埋深 90 的深井高应力 回采巷道及准备巷道 ;③近距离煤层群 、复合 顶板巷道 ;④ 高 5m
应力多次返 修巷道 ;⑤ 再生胶结顶板巷道 ;⑥膨胀性泥岩大跨度 ( 开切眼宽度 7 2 . m)开切 眼等方 面 的支护问题 。
顶 板 破 碎 、难 以支 护 的 技 术 难 题 。
冲 击 矿 压 动 态 防 治 技 术
冲击矿压的动态防治技ຫໍສະໝຸດ ,就是采 用 “ 测预报—— 卸压解 危—— 效果检 验” 的循 环技术 。该 监 项技术是采用综 合指数法 和数 值模 拟分析 方法 ,预先划定 出冲击矿压 危 险的重点 防治 区域 ,确定 冲
矿井冲击矿压防治方案及防范措施

+475东翼B1+2采煤工作面预防冲击矿压方案及防范措施苇湖梁煤矿从建矿以来开采+730m水平至今开采+475水平几十年未发生过冲击矿压灾害事故,考虑随着采深增加矿压增大的因素,以及邻近的神华新疆能源有限责任公司煤矿已出现冲击矿压现象,为了预防发生冲击矿压事故,根据我矿实际情况,本着早预谋、早安排、早落实的原则,特制定矿井预防冲击矿压方案及防范措施。
一、煤层赋存条件及地质概况1、煤层赋存条件+475东翼B1+2煤层为急倾斜、特厚、低瓦斯、易自燃煤层,煤层倾角为64°,煤层厚平均30米。
2、煤层地质概况受南北强应力作用而使煤层发生急倾斜,为单斜地质构造,未受其它构造破坏,地质条件简单。
煤层产状为东西走向,倾向为北压南。
煤层层理、节理发育,结构复杂,含有多层夹矸层,其空间形态比较稳定。
为弱含水煤层,水文地质条件简单,除地面雨雪水灌入塌陷坑内、上部采空区少量积水、采掘工作面用水外,无其它水源危害。
3、煤层顶底板情况(1)煤层顶板煤层直接顶板以泥岩和碳质泥岩为主,间夹少量沙质泥岩或沙岩,其厚度为3.62米,工作面推进一段距离后垮落。
煤层老顶一般为砂岩或砂质泥岩,随工作面推进,周期来压明显,一般厚度为22.55米。
(2)煤层底板直接底板岩性为泥岩或砂质泥岩,少数为砂岩,一般不随煤层开采垮落,对生产基本上没有直接影响。
一般厚度3.98米,老底岩性为砂质泥岩和细砂岩,厚度为10米,不易垮落。
煤层顶底板特征详见下表。
B1+2煤层工作面顶底板特征表二、冲击矿压防治方案+475东翼B1+2煤层走向1191米,绝对标高为+478--+503m,阶段高25米,机采高度2.8米,放顶煤高度22.2米,采放比为1:8。
采用综采放顶煤采煤方法,后退式开采,采空区处理方法为陷落法,采场支护方式为16架ZF5000/17/28型和2架ZF5600/19/35型支撑掩护式支架。
经多年开采经验分析,采煤工作面周期来压为70—100米,为预防冲击矿压,采取在采煤工作面周期来压前沿走向上每隔60米进行人工强制性放顶,切断顶板的方案,即每60米切一次顶的方案。
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一、冲击矿压及其特点:
1、冲击矿压 —— 发生在高应力区井巷、回采工作面 围岩体内,以突然、急剧、猛烈破坏为特征的矿压动力 现象。 2、特点: 突发性————无明显前兆,发生时间短;
瞬时震动性——过程急剧,似爆炸,有强烈震动;
巨大破坏性——常造成惨重伤亡和巨大损失; 复杂性————发生范围广泛。
可见:H 越大,体积能越大,越容易冲击 冲击发生采深: H 1.73
Rc
K0 c
式中: K 0 —应力状态系数 c—体积能变形常数
一般:
H≤350m 不发生冲击矿压; 350m< H≤500m危险增大; H≥500m 冲击危险急剧增加。 采深与冲击矿压发生频次关系
2)煤岩力学性质:
任何煤层均可发生冲击; 煤越脆硬,所需冲击能越小,越容易发生冲击。 冲击能指数
减小阻力————放炮、截煤。
冲击矿压发生在巷道多(72.6%),发生在采场少(27.4%)
在残采区、停采线、断层及超采处发生冲击多(89%)
1)采序——影响煤岩体内应力分布;
采向——采面向采空区方向推采,易发生冲击;
2)上层煤柱、停采线——推进、穿过时冲击危险大; 3)采空区——距采空区20~30米,冲击危险大; 4)开采面积——开采面积大,冲击危险增大。
Wt max Wt1 ,Wt 2
不安全 Wt 0.95
2、钻屑法:
实质:通过钻孔排粉量的变化确定支承压力的特征, 从而确定冲击的可能性。
(钻孔排粉量与支承压力具有定量关系)
钻屑量指数:
Vb K Vz
*
Vb ——钻出煤量
Vz ——正常排粉量
五、冲击矿压的防治
1、防范措施: 主要解决开采技术不合理问题
3、冲击矿压分类:
弹射——单个碎块射落,微冲击现象;
矿震——内部冲击,不外抛,外观为震动、煤炮;
1)按冲击强度分 弱冲击——煤岩抛出,规模及破坏性不大; 强冲击——煤岩大量抛出,破坏严重。
Ⅰ级——轻微冲击(10t以下)
2)按抛出煤量分
Ⅱ级——中等冲击(10—50t)
Ⅲ级——强烈冲击(50t以上)
4、冲击矿压的危害: 1)对井下巷道: 强冲击将大量破坏煤岩抛入巷道,破坏巷道支护 系统及围岩结构。小型冲击影响不大。
2)开采因素指数:
Wt 2
W
i 1
i 1 n2
W
n2
i
Wi ——第 i个开采因素实际危险指数
Wi max ——第 i 个开采因素最大危险指数
i max
Wt 2 ——开采因素冲击危险指数
3)危险等级评定综合指数: 无冲击 Wt 0.3 弱冲击 Wt 0.3 ~ 0.5 中等冲击Wt 0.5 ~ 0.75 强冲击 Wt 0.75 ~ 0.95
弹性能指数计算图
动态破坏时间曲线
煤冲击倾向鉴定指标值
指 冲击能指数
标
强冲击 ≥5.0
弱冲击 5.0~1.5
无冲击 <1.5
KE
/kj
弹性能指数 WET
≥5.0
≤50
5.0~2.0
50~500
<2.0
>500
动态破坏时间 D t /ms
煤层含水,可增加塑性,减小弹性能积存,减缓冲击危险。 厚煤层比薄煤层更容易发生冲击。
四、冲击矿压预测方法:
1、综合指数法: 实质:对已发生冲击矿压进行统计,分析其各方面影响 因素并确定各因素的影响权重,综合建立预测预 报指标。 1)地质因素指数:
Wt1
W
i 1
i 1 n1
Wi
i max
n1
Wi ——第 i 个因素实际影响指数 Wi max ——第 i 个因素最大影响指数 Wt1 ——地质因素冲击危险指数
煤的冲击倾向性指标 弹性能指数
动态破坏时间
冲击能指数 K E ——全
应力应变曲线, 峰前能量与峰后
能量之比。(比值越大,则冲击能力越大)
弹性能指数 WET ——单压破坏前,弹性能与塑性消耗能 之比。 (弹性能所占比重越大,则冲击可能性越大)
动态破坏时间 D t ——单压时,从极限载荷到完全破坏所 经历的时间。 (破坏时间越短,则越容易发生冲击)
2)对井下人员: 遭受突然伤害,现场人员大多遭受脑部受伤,其 次是胸部机械受伤,内部器官损伤等。
3)对地表建筑: 冲击伴发矿震,对地表可造成震害。
二、冲击矿压发生理: 1、强度理论:
煤、岩体发生冲击矿压,是由于所受应力超过其强度 所致。
(夹持煤体理论——夹持使煤体具有更高弹性能,一旦应力突然 加大,或系统阻力突然减小,发生冲击)
同时满足三个准则,才可能发生冲击。
三、冲击矿压影响因素:
自然地质条件(原岩应力、煤岩力学性质) 影响因素 开采技术条件(局部应力集中) 组织管理措施(作业质量、技术设备)
1、地质条件影响: 采深; 煤岩力学性质; 顶板岩层结构; 地质构造
1)采深: 体积变形能 U V 形状变形能 U f
2 1 2 1 2 2 H 破坏煤并使其运动 2 6 E 1 2 1 1 2 2 2 H 消耗于塑性变形 2 3E 1
3)顶板岩层结构: 具有厚层坚硬砂岩顶板是发生冲击矿压的主要原因。 体积弹性能 煤层内弹性能 变形弹性能
顶板弯曲弹性能
顶板弯曲能计算图
4)地质构造影响:
冲击多发地点: 向斜轴处; 断层附近; 煤层倾角变化处; 构造应力带。
2、开采技术影响:
产生高应力区——煤柱、采空边缘、孤岛、采序;
影响分两类
依三种理论有三个准则:
强度准则:
i 1 R
dU E dt
全部应力大于强度
能量准则:
dU S dt 1 dU p dt
煤岩释放 能量大于 消耗能量
冲击准则:
K 1 * K
冲击倾向度大于实验临界值
第一个为破坏准则,后两个为突然破坏准则。
2、能量理论: 煤、岩体受力积蓄弹性能,当系统破坏时,消耗能 量少于积蓄能量时,多余能量促使发生冲击。
(似炸弹爆炸杀伤原理)
3、冲击倾向理论:
煤、岩体发生冲击是几个方面性能的反映,当某性 能达到冲击引发标准时,可发生冲击。 冲击倾向度——煤、岩产生冲击破坏的能力。 弹性变形指数; 有效冲击能指数; 极限刚度比; 破坏速度指数。
1)开拓布置应有利于开采解放层; 2)最大限度避免形成煤柱高应力区; 3)避免工作面相向开采; 4)工作面由断层、褶曲轴始采; 5)巷道布置在底板岩层或无冲击危险煤层; 6)采用长壁无煤柱全部垮落法; 7)选择整体性强的可缩性支架。