冲击矿压的影响因素及防治

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软岩矿井冲击矿压的影响因素和防治技术

软岩矿井冲击矿压的影响因素和防治技术
剧 增加 , 发生 了多起 严重 冲击 矿压 事故 , 这些 事故 均
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
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软 岩矿 井 冲击 矿 压 的影 响 因素 和 防 治技 术


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 。

冲击矿压的分类及防治措施

冲击矿压的分类及防治措施

冲击矿压的分类及防治措施什么是冲击矿压?冲击矿压(也称为冲击地压)是一种地质灾害,通常在采掘过程中出现。

它是由于采矿操作导致地质体内的应力、变形和破裂变化而引起的。

冲击矿压是指在矿井掘进期间,在掘进面及其广阔区域内上、下、左、右和前、后等多个方向上突然形成的、冲击性的矿山压力。

由于矿体在极短时间内发生了无序坍塌现象,形成的巨大瞬积压力引起的破坏现象称为“冲击矿压”。

冲击矿压的分类冲击矿压通常分为以下几种类型:层理面和节理面冲击这种类型的冲击是在煤层顶、煤底和岩层中的节理面上发生的。

由于节理的存在,矿石在受到采矿操作的挤压和剪切力作用下非常容易塌陷和坍塌,导致重大的安全问题。

排水沟和断层面冲击排水沟和断层面是冲击矿压的另外两种形式。

排水沟或断层平面的变形可以导致矿岩的微观结构发生变化,进而导致矿山压力的急剧释放。

冲击矿压的防治针对冲击矿压的不同类型,需要采取不同的防治措施。

以下是一些常见的防治措施:控制采矿面积为了避免冲击矿压的发生,可以缩小采矿面积,提高矿山的稳定性,减少矿山法向应力和剪切力的集中程度。

这可以通过改变采矿方法、加强采矿区的支护和防护设施等方式来实现。

引导矿山压力引导采矿面上的矿山压力是减少冲击矿压的一种有效方法。

这可以通过在采矿面的毗邻区域内预制一些控制性的岩柱或梁来实现,这些岩柱和梁可以引导矿山压力并分散压力影响。

加强矿山的支护和防护加强矿山的支护和防护措施也是减少冲击矿压的一种重要方法。

这可以通过加强矿山的支柱、强化矿山的支撑结构、设置隔离带等方式来实现。

提高岩石力学性质提高岩石的力学性质也是减少冲击矿压的重要方法。

可以通过选取矿体稳定性较好的地层进行采矿、选择较大的采矿半径、采用地质工程措施等方式来实现。

总结冲击矿压是一种常见的矿山灾害,严重危及矿工的安全。

为了避免冲击矿压的发生,需要采取不同的防治措施。

这些措施有助于改善矿山环境,提高矿井的稳定性,减少对矿工的威胁。

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

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。

冲击地压事故的预防和处理

冲击地压事故的预防和处理

冲击地压事故的预防和处理井下煤巷掘进工作面受埋深、地质构造、煤层及顶底板物理性质影响,处于较高的静载应力水平,随着掘进、顶板运动等多因素叠加影响,易发生冲击地压显现现象,造成巷道底鼓、炸帮、顶板下沉、锚杆、锚索拉断等情况,严重时可造成设备损坏,威胁职工生命财产安全。

第一节冲击地压事故的隐患分析一、埋深大,应力集中现象明显当前工作面顺槽掘进期间,煤层虽然具有矿压显现,但由于煤体应力不大,未能达到临界破坏条件,因而不会出现动力灾害事故。

随着掘进深度的加大,煤岩体中聚积的弹性能也因此增加,矿压显现程度将不断升高。

整体来看,xx井田范围内煤层埋深呈西部大,东部小的趋势。

井田大部分区域埋深均远超xx矿区冲击地压临界深度。

尤其xx背斜轴部西侧及井田东南部区域,煤层埋深接近1000m。

xx煤矿受大埋深影响,冲击地压危险性会明显增强。

二、煤层厚度变化造成应力集中程度高井田范围内2煤、5煤及8煤层厚度变化较小,规律稳定,但也出现了煤层局部缺失,出现无煤区,无煤区边缘区域属于煤层厚度变化带,势必存在应力局部集中,冲击地压危险性会明显增强。

其次,在煤层等厚线图中,曲线密集位置煤层厚度变化较大,也容易形成高应力集中区。

在采掘过程中应加强高应力集中区域的地质预测预报,以提高冲击危险性评价的准确性。

三、煤层顶板坚硬层岩层对冲击地压的影响在xx背斜轴部副井及井田西南部,2煤层顶板近距离出现厚度超过36m的半坚硬型岩层,尽管该类砂岩强度不高,但由于厚度较大,容易积聚较大能量而引起冲击地压的发生。

井田内其他大部分区域,在煤层上方50m范围,出现多层较薄的砂质泥岩、泥岩、泥质粉砂岩,强度不高,未出现厚硬顶板。

总体来讲,再出现较厚半坚硬型顶板区域,顶板因素会造成冲击地压危险性明显增强。

四、地质构造对冲击地压的影响根据xx井田煤炭勘探报告,井田主要受xx背斜和里河向斜控制,两条构造走向大致相同,两翼倾角较小。

其余6个褶曲均为长度1km左右的宽缓构造。

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背景煤矿冲击地压是矿井地质灾害中比较突出的一种类型,特别是在深部煤矿和高应力地区,容易引起严重的事故。

冲击地压是指煤层顶板或底板的临界破坏和破裂,并随着矿压的进一步发展而发生巨大变形,从而影响到地下的生产设备和矿工的安全。

影响因素1.煤层结构和地质条件。

2.采煤工艺和技术。

3.采掘区域的厚度和跨度。

4.采掘速度和工作面宽度。

5.采煤工作面的围岩控制能力。

6.煤层中的天然裂隙和岩层断裂。

7.矿井地面水位变化。

预防措施1. 加强钻孔抽放钻孔抽放是煤矿冲击地压预防中的一种重要方法,采用钻杆和钻头对顶部煤层进行钻孔处理,将煤层中的瓦斯、煤屑、粉尘等有害物质抽出,减少对煤层围岩的影响,降低冲击地压的危险。

2. 合理支护方式煤矿采煤时需要进行围岩支护,以避免煤层冲击地压。

支护方式有很多种,如钢架支护、液压支架、锚杆支护等。

在选择支护方式时,需要考虑采煤巷道宽度、煤层倾角和支护设备的可靠性等因素。

3. 采煤工艺优化合理的采煤工艺对于减少冲击地压有重要的意义。

在采煤过程中,应该根据不同的煤层结构和地质条件选择适合的采煤工艺,降低采动煤层的应力集中和破坏,从而减少冲击地压的发生。

4. 监测技术的应用采用先进的监测技术对煤矿冲击地压进行监测,可以及时掌握采煤工作区域的变化情况,为采取防范措施提供科学依据。

常见的监测技术有地面实时监测、矿压仪监测、岩石应力监测等。

结论通过加强钻孔抽放、使用合理的支护设备、采用适当的采煤工艺和监测技术,可以有效地预防煤矿冲击地压的发生。

这不仅可以保障矿工的安全,同时也对保障矿山的正常生产具有重要意义。

浅谈冲击地压的危害和防治

浅谈冲击地压的危害和防治

学术论坛1 冲击地压现象及形成原因冲击地压是在指开采过程中,积聚在煤岩体中的弹性变形能量,在一定的条件下瞬间释放出来,产生一种以突然、急剧、猛烈破坏为特征的动力现象。

常伴有很大的响声、煤岩体震动和冲击波,在一定范围内可以感到地震;有时向采掘空间抛出大量的煤块或岩块,形成很多煤尘,释放出大量的瓦斯。

冲击地压的形成是由于煤岩体在高应力作用下内部积聚有大量的弹性能,同时部分岩体接近极限平衡状态。

当采掘工作面接近这些地方时,岩体力学平衡状态被破坏,积聚的弹性能突然释放。

因此,冲击地压的形成和煤岩层中的应力变化和积聚的弹性潜能密切相关。

2 冲击地压的危害2.1冲击地压对人员安全的危害由于冲击地压在瞬间发生,站在底板上的人有可能被弹起甩出,造成伤害;或被颠覆的设备挤伤;巷道或工作面抛出的煤块也可能击打人员造成伤害;或被抛出的煤岩体掩埋。

2011年11月3日河南义马煤业集团千秋矿发生冲击地压事故,致使75人被困,虽经全力救援仍造成10人死亡。

2.2冲击地压对设备的破坏冲击地压发生的煤层片帮或抛出的煤块会挤倒或打倒支柱,顶底板的剧烈震动会造成瞬间猛烈加载压坏支架、支柱,使其泄液或鼓缸而失去支撑作用,发生倾倒或损坏。

输送机、轨道等设备可能被震动、推移及变形。

2.3冲击地压对地表建筑的影响高强度的冲击地压还可能对地表建筑物造成破坏,轻则导致建筑物产生裂隙,重则引起建筑物开裂、倒塌,甚至可能会造成像地震一样的灾难性后果。

3 防冲击地压综合防治方法由于冲击地压发生机理比较复杂,发生前往往没有明显宏观预兆而极难预防。

同时冲击地压种类繁多,任何单独的防治措施都不能完全消除冲击地压危险。

因此必须采取综合防治的办法减少冲击地压的危害。

3.1采用正确的开采方法(1)开采保护层。

当所有煤层有冲击地压危险时,应开采冲击地压小的煤层。

当冲击地压危险的煤层的顶、底板都赋存保护层时,建议开采顶板保护层。

开采保护层,其围岩产生裂隙,引起围岩向采掘空间移动,使采空区上下方的岩层卸载,形成“卸压带”,以及附近岩层产生破裂。

煤矿冲击地压预防措施

煤矿冲击地压预防措施
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。
8 、抢救出的遇险人员要用毯子保温,并迅速运至安全地点,进行输氧或由医生进行急救 包扎,尽快送医院治疗。
9 、对长期困在井下的人员,不要用灯光照射眼睛,搬运出出口时应用毛巾盖住其眼睛。
8 、加强生产期间采煤工作面上下出口、两巷和掘进工作面后方巷道的维修、管理和监督 检查。凡上、下出口断面不足 7m2 或两巷实际净断面不足 7m2 的工作面,必须立即停产 整改。
六、预测责进行。 2 、冲击地压预测预报必须采用电磁辐射法、微震系统和在线应力监测系统同时进行。 目 前以电磁辐射法和微震系统为主,以矿压观测法为辅,同时要采用钻粉率指标法(钻屑法) 进行全过程验证。
4) 、采场开采范围内不得布置与采煤工作面平行或几乎平行的同层位上(下)山。如必须布 置时。夹角应不小于 15 度。
5) 、尽量增加采面走向长度和倾斜宽度,减少分区煤柱和阶段煤柱。
6) 、在构造应力影响范围内,回采工作面不应垂直构造方向布置,应尽量与断层面、向背 斜轴等构造平行或减少夹角。巷道方向最好与构造应力作用方向一致,使巷道周边应力分 布较均匀。
6 、凡经评价为有冲击危险的煤层及岩层,必须由采掘区队负责超前采取防范措施。要按 采区设计和掘进、采煤作业规程中规定的方法、工艺、技术参数和质量标准进行落实和实 施。凡没按规定执行的采掘采掘工作面不得生产作业。

矿压防治

矿压防治

危险程度。


冲击地压防治是一项长期艰巨任务,其显现的机理极为
复杂,任何一种人为和自然因素都可能引起冲击地压发生, 当前的技术水平只能减轻冲击地压破坏程度,而无法从根本 上杜绝。冲击地压的防治也是一项艰巨而长远的系统工程, 在保障资金投入的同时,要有“治疾病下猛药”的手段,但 不能抱“立竿见影”的期望,要遵循循序渐进,持久战的原 则,以逐步提升防治效果。
六、强领导是前提
好的措施及制度,均要得到贯彻落实才能真正发挥它的
效用,强有力的领导机构是各项制度措施落实的根本保障, 且新版《煤矿安全规程》也明确规定冲击地压矿井要设专门 机构及人员,我矿虽设有专职机构、配齐了相应的管理及防 治人员,但在矿级管理人员中,只由总工统筹管理,无专职 矿领导负责日常冲击地压防治工作。建议设置负责冲击地压 防治的专职矿领导,其他矿领导极力配合,建立起管生产必
四、禁限员是核心
在无法完全杜绝冲击地压的情况下,最行之有效的
手段就是对工作面作业区域划分危险区域及时段,在危险 时段杜绝危险区域人员作业,停产时段实行“多批、分散 作业”原则,将危险区域同时作业人员控制在最少程度, 牢固树立“人少则安”的思想。尤其巷修任务紧张时,宁 可通过延长检修时间来确保巷修质量,尽量压缩作业人员 数量,避免密集式作业。
冲击地压防治意见及建概况
华亭煤矿自急倾斜区503工作面掘进期间出现强矿压灾
害后,就开始着手进行强矿压防治工作,经过多年不断探索 与实践,目前已形成了比较完善的监测防治体系,且自2010 年开始,杜绝了人身重伤以上事故,强矿压防治取得了阶段 性成果。但随着冲击地压防治的规范化、精细化,日常管理 难度加大,且矿井进入二分层开采,冲击地压与煤层自燃发 火呈现出复合灾害的模式,灾害孕育、发生及发展过程中互

浅谈冲击地压的危害和防治

浅谈冲击地压的危害和防治
下 瞬 间释 放 出 来 , 生 一种 以 突 然 、 剧 、 压 的 危 险 。 产 急 猛 烈 破 坏 为 特 征 的动 力 现 象 。 伴 有 很 大 常 ( ) 免 形 成 孤 立 煤 柱 。 分 井 田和 盘 2避 划 的 响 声 、 岩 体 震 动 和 冲 击 波 , 一定 范 围 煤 在 区时, 应保 证 有 计 划 的 合 理 开 采 , 免 形 成 避 内 可 以 感 到 地 震 ; 时 向 采 掘 空 间 抛 出大 应 力集 中 的 孤 立 煤 柱 , 有 不许 在 采 空 区 内 留 量 的 煤块 或 岩 块 , 成 很 多 煤 尘 , 形 释放 出大 煤 柱 , 巷道 上 方 不 留煤 柱 , 条 件 的 盘 区 上 有 量的瓦斯 。 山 、 区 边 界 及 区 段 巷 道 采 用 无 煤 柱 开 采 盘 避 冲击 地 压 的 形 成 是 由于 煤 岩 体 在 高应 技 术 , 免 应 力集 中 。 力作用 下内部积聚有 大量的弹性 能 , 同时 ( ) 择 合 理 的 开 采 方 法 。 采 有 冲 击 3选 开 部 分 岩 体 接 近 极 限 平 衡 状 态 。 采 掘 工 作 地 压 的 煤 层 时 , 当 应尽 量 采 用 长 壁 采 煤 法 , 采 面 接 近 这 些 地 方 时 , 体 力 学 平 衡 状 态 被 用 全 部 垮 落 法管 理顶 板 。 柱 支 撑 法 、 柱 岩 煤 房 破坏, 聚的弹性 能突然释放 。 此 , 积 因 冲击 式 及 其 它 留 煤 柱 的 开 采 方 法 , 击 地 压 发 冲 采 地 压 的 形 成 和 煤 岩 层 中 的应 力变 化 和 积 聚 生 频 繁 。 煤 工作 面 宜 采 用 机 械 化 采 煤 工 艺 , 进 工作 面 应 采 用 综 掘 生 产 工 艺 。 掘 的弹性潜能 密切相关 。 ( ) 择 合 理 的 巷 道 布 置 方 式 。 采 有 4选 开 冲 击 地 压 危 险 的 煤 层 时 , 尽 量 将 主 要 巷 应 2冲击地压 的危害 2. 冲击 地压 对人 员 安全 的危 害 1 道 和 硐 室 布 置 在 底 板 岩 石 中 。 化 巷 道 布 优 由 于 冲 击 地 压 在 瞬 间 发 生 , 在 底 板 置 :1 巷 道 尽 量 避 免 布 置 在 支 撑 压 力峰 值 站 () 用 高 压 水 注 入 煤 体 。 般 开 始 注 水 压 力 为 一 1 MP, 2 以后 保 持 在 4 6 P 注 水 时 间必 须 - M 。 保 证 连续 注 水 5 7 。 压 注 水 的 作用 效 果 — 天 高 是 压 裂 煤 体 , 煤 体结 构 破 坏 , 而 达 到 降 使 从 低 承 载 能 力 、 低 压 力 的 目的 。 降 ( ) 孔 卸 压 法 。 孔 卸 压 法 是 利 用 钻 4钻 钻 孔 降 低 积 聚 在 煤 层 中 的 弹 性 能 , 释 放 弹 是 性 能 的 一 种 方 法 。一 般 采 用 直 径 1 0~ 0 30 0 mm的钻 孔 。 由于 钻 孔后 , 孔 周 围的 煤 钻 体 受 力 状 态 发生 了 变 化 , 束 条件 减 弱 , 约 使 煤体卸载 , 支撑 压 力 的 分布 发 生 了变 化 , 峰 值 向 煤 体 深 部 转 移 。 支 承 压 力不 超 过 煤 当 层孔 壁 稳 定 范 围时 , 壁 不破 坏 , 孔 不 变 孔 钻 形 , 出 的 煤 粉 量 为 正 常 值 , 层 没 有 卸 排 煤 压。 当支 承压 力超 过 煤 层孔 壁 稳 定 范 围时 , 孔 壁 被 破 坏 , 承 压 力 愈 高 , 孔 的破 坏 范 支 钻 围愈大 , 因此 , 层 积 聚 的 应 力 愈 高 , 用 煤 利 () 上 的 人 有 可能 被弹 起 甩 出 , 成 伤 害 ; 造 或被 位 置 或 构 造 应 力 影 响带 内 。2 采取 集 中 巷 直 径 钻 孔 卸 压 愈 有 效 。 颠 覆 的 设 备 挤 伤 ; 道 或 工 作 面 抛 出 的 煤 道 应 布 置 在 无 强 矿 压 危 险 的 煤 层 或 岩 层 巷 ( ) 卸 压 槽 。 有 冲 击地 压 危 险 的 巷 5打 在 块 也 可 能 击 打 人 员造 成 伤 害 ; 被 抛 出 的 中 。 3 尽量 增 加 采面 走 向长 度 和倾 斜 宽 度 , 道 , 巷 道两 侧 挖 卸压 槽 , 或 () 在 释放 巷 道 围岩 的 使 同煤 煤岩 体 掩 埋 。 0 1 1 月3日河 南 义马 煤 业 减 少 分 区 煤 柱 和 阶 段 煤 柱 。 能 连 续 开 采 弹 性 能 , 巷 道 变 形 降 低 到 最低 程 度 。 2 l年 1 凡 集 团 千 秋 矿 发 生 冲 击 地 压 事 故 , 使 7 人 的 就 不 要 分 区 , 避 免 煤 柱 形 成 高 集 中 应 青矿 7 层3 3 区部 分 地 段 , 致 5 已 # 0盘 由于 上 覆 煤 力 区 。4 永 久 硐 室 不 得 布 置在 具 有 强 矿 压 柱 和 向斜 轴 部 应 力 叠 加 , 生 冲 击地 压 。 () 产 采 被困 , 经全力救援仍造成l 人死亡。 虽 0 2 2 冲 击地 压对 设备 的破坏 . 危险煤 层 中。 用 打 卸 压 槽 、 伸 缩 性 钢 棚 支 护 取 得 了很 可 ( ) 理 安 排 开 采程 序 。 止 采 煤 工 作 好 效 果 。 5合 防 冲击 地 压 发 生 的 煤 层片 帮 或 抛 出 的煤 形 半 。 ( ) 动 爆 破 法 。 动 爆 破 法 是 在 安 全 6震 震 块 会 挤 倒或 打 倒 支 柱 , 底 板 的 剧 烈 震 动 面 三 面 被 采 空 区包 围 , 成 “ 岛 ” 采 煤 工 顶 避 回 条 件 下 , 用爆 破 方 法 释 放 煤 层积 聚 的 能 量 , 会 造 成 瞬 间猛 烈加 载 压 坏 支 架 、 柱 , 支 使其 作 面 应 采 用 后退 式开 采 , 免 相 向 采 煤 。 且 是 泄 液 或 鼓 缸 而 失 去 支 撑 作 用 , 生 倾 倒 或 采 线 应 尽 量 呈 直 线 , 有 规 律 地 按 正 确 的 使 煤 层 裂 隙 松 动 , 预 防 冲 击 地 压 的 一 种 发 一 保 方 法 。 是 在 高应 力 区附 近 打 钻 , 钻 孔 中 就 在 损坏 。 送 机 、 道等 设备可能被震动 、 输 轨 推 推 进 速 度 开 采 , 般 推进 速 度 不 易 过 大 。 持 工 作 面 均 衡 稳 定 推 进 和 均 匀放 煤 , 免 装 药 进 行 爆 破 , 主 要 目的是 改 变 支 撑 压 避 其 移及变 形。 支承压力急剧变 化对冲击地压的扰动 。 力带 的 形 状 和 减 少 峰 值 , 眼 布 置 尽 量 接 炮 2. 冲 击地 压对 地表 建 筑的 影响 3 近 于 支 承 压 力带 峰 值 位 置 。 高 强 度 的 冲 击 地 压 还 可 能 对 地 表 建 筑 3. 2局 部卸 压措施 ( ) 层预 注 水 。 目的 是 降 低 煤 体 的 1煤 其 ( ) 发 爆 破 。 是 在 具 有 冲 击 地 压 危 7诱 就 物 造 成 破 坏 , 则 导 致建 筑 物 产 生 裂 隙 , 轻 重 采 使 人 则 引起 建 筑 物 开 裂 、 倒塌 , 至 可 能 会 造 成 弹 性 和 强度 , 用 向煤 层注 水 的 方 法 , 相 险 的 区 域 进 行 大 药 量 的 爆 破 , 为 地 在 工 甚 当煤 层 中 应 邻 巷 道 、 煤 工 作 面 的 煤 岩 层 边 缘 区减 少 作 人 员 撤 出 后 诱 发 冲 击 地 压 。 采 像地震一样 的灾难性后果 。 内部粘结力 , 低其弹性 , 少其 潜能 。 降 减 从 力 已达 到 或 超 过 峰 值 强 度 后 , 生 产 过 程 在 根 本 上 消 除 煤 体 爆 发 式 破 坏 的 能 力 。 水 中 或 在 采 取 治 理 措 施 时 , 时 有 可 能 诱 发 注 随 3防冲击地压综合防治方法 把 由 于 冲 击 地 压 发 生 机 理 比较 复 杂 , 发 通 常 是 以 小 流 量 和 尽 可 能 低 的 压 力 向 煤体 冲 击地 压 , 冲 击 地 压 发 生 时 间 的 不 确 定 注 诱 生 前 往 往 没 有 明 显 宏 观 预 兆 而 极 难 预 防 。 长 时 间 的注 水 。 水 可 以 在 预 先 掘 好 的 巷 性 固定 在 放 炮 的时 间 。 发 爆 破 只 作辅 助 只有 在 存 在 严 重 冲 击 地 压 危 险 , 他 其 同时 冲 击 地 压 种 类 繁 多 , 何 单 独 的 防 治 道 内 进 行 , 水 的 超 前 距 离 应 当 超 过 开 采 手 段 , 任 注 0天 方 法无效或无法实施 的情况使用 。 措 施 都 不 能 完 全 消 除 冲 击 地 压 危 险 。 此 l 的 进 度 。 因 ( ) 板 预 注 水 。 板 注 水 的 作 用 主 要 2顶 顶 () 8 强制 放 顶 。 用 人工 强 制 放 顶 卸 压 , 利 必须 采 取 综 合 防 治 的 办 法

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

煤矿冲击矿压动静载叠加原理及其防治随着我国煤炭工业的发展,煤矿冲击矿压等地质灾害问题也日益凸显。

煤矿冲击矿压是指在煤矿开采过程中,由于煤岩体受到地质构造、地应力、采动影响等因素的作用,而发生岩层破裂、位移、变形等现象,导致煤矿压力异常增大,对矿井和矿工安全造成威胁的一种地质灾害。

煤矿冲击矿压是煤矿生产中的一大难题,其防治对于煤矿生产的安全和稳定具有重要意义。

煤矿冲击矿压的形成机理很复杂,其中地应力是主要因素之一。

地应力是指地下岩石受到地表及其它地下岩石的压力作用而引起的应力状态。

在煤矿采掘过程中,地应力的变化会导致煤层应力的变化,从而引发煤矿冲击矿压。

此外,采煤工作面的不断推进也会造成煤矿冲击矿压的增加。

煤矿冲击矿压的形成机理是多方面的,需要从地质、地震、工程等多个方面进行综合分析和研究。

煤矿冲击矿压的防治是一个长期而复杂的过程,需要采用多种措施进行综合治理。

其中,动静载叠加原理是一种有效的防治方法。

动静载叠加原理是指在煤矿采掘过程中,采煤机等设备的振动会产生动载荷,而煤岩体受到地应力等因素的影响会产生静载荷,这两种载荷会叠加在一起,导致煤矿冲击矿压的增加。

因此,采取减小动载荷和静载荷的措施可以有效地防治煤矿冲击矿压。

减小动载荷的措施主要有以下几种。

一是采用低振动的采煤机和输送机等设备,减小设备振动对煤岩体的冲击。

二是采用减振材料和减振措施,减少振动的传递和反射。

三是采用声波爆破等技术,减小爆破对岩石的冲击。

这些措施可以有效地减小动载荷,降低煤矿冲击矿压的风险。

减小静载荷的措施主要有以下几种。

一是采用支护技术,加强煤岩体的支撑和固结,使其能够承受更大的静载荷。

二是采用预应力技术,对支护结构进行预应力处理,增加其承载能力。

三是采用注浆技术,对煤岩体进行加固和加强,提高其抗压强度和稳定性。

这些措施可以有效地减小静载荷,降低煤矿冲击矿压的风险。

除了动静载叠加原理外,煤矿冲击矿压的防治还需要采取其他措施。

冲击矿压的影响因素及防治

冲击矿压的影响因素及防治

生 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 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 的冲 击 擦 痕 。 底 板 鼓起 导致 导轨 扭 曲变 形 。 冲击地压发生后 , 冲 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 击 源 附近 巷 道 会 变 形 严重 时 , 甚 至 被堵 死 。 击记录 , 开采深度 在 2 0 0 m 以下, 地质条件划 分从简单到复 杂,
采、 综采全 部垮 落法 或水 力充填等各种采煤工艺都 发生过冲击 区 , 停采 线, 断层 区域或煤层超采 的地方 。( 1 ) 开采 设计 和开采
地压。
顺序 。当在几个煤层 中同时布置几个采面时 , 采面 的布置方 式
随着 , 开 采 深 度 的增 加 , 矿 井 的 开采 条 件 越 来 越 复 杂 , 冲 击 和开采 顺序将强烈影响煤岩体 内的应力分布。冲击矿压经常出 地 压 所 造 成 的矿 井 灾 害 也 日趋 严 重 。 所 以深 入 探 讨 发 生 冲 击 地 现 在 采 面 向采 空 区 推 进 时 ; 在距采空 区 1 5 m~ 4 0 m 的应 力 集 中
射性塌 落 , 多 发 生 在 煤 帮上 部 到 顶 板 的一 段 , 越 靠 近 顶 板 塌 落 比例 大 , 一 般 冲 击 倾 向较 强 。
越深, 强烈冲击时, 塌落深度可达 1 . 5 m~2 . 0 m。 在煤岩体浅部发
3 .地 质 构 造 因 素 。实 践 证 明 , 地 质 构 造 如褶 曲 、 断裂 、 煤 层
3 .破坏 严重 。冲击地压发 生时, 常导致 顶板下沉 、 底板突 击 地 压 ; 直接 顶厚度适 中、 与老顶组合性好 、 不 易冒落, 冲 击 危 起或两 帮煤岩体塌落 。据事故现场观测 , 冲击地压造成煤 帮抛 险较大 ; 煤的强度 高、 弹性模量大 、 含水量低、 变质程度高 暗煤

冲击矿压的分类及防治措施

冲击矿压的分类及防治措施

冲击矿压的分类及防治措施冲击矿压是煤矿和金属矿山中经常出现的一种地质灾害。

它是由于地质构造变化、采煤工艺、煤层性质等多种因素的综合作用而引起的,给矿山生产和人员安全带来了巨大的威胁。

因此,及早识别、防范和控制冲击矿压是很有必要的。

冲击矿压被广泛地分为顶板冲击、底板冲击和夹层冲击三种类型,下面将逐一介绍它们的特点和防治措施。

一、顶板冲击顶板冲击是冲击矿压中最为严重的一种,主要表现为煤层顶板发生裂隙、位移、坍塌等现象。

顶板冲击的成因比较复杂,但其主要原因是顶板强度低于地压力。

此外,顶板厚度、顶板松散程度、支护方式等因素也会对顶板冲击的发生和发展产生影响。

为了预防和控制顶板冲击的发生,必须选择合适的支护方式,如采用弓形支架、锚杆网、注浆加固等,加强矿山地质探测和监测,及时发现和处理顶板裂隙和松散带,合理调整掘进路线和采煤工艺。

二、底板冲击底板冲击是指煤层底板发生裂隙、位移、变形等情况,特点是突然、猛烈、不可预测。

底板冲击的成因也比较复杂,主要包括以下因素:底板强度低于采煤工艺所需、采煤工艺与地质条件不匹配、用水量过大等。

为了预防和控制底板冲击,采用恰当的开采方法和支护方式是非常重要的。

例如,可采用顶板预先支护和防水、间隔放炮等措施,加强对煤层底部的勘查,及时发现和处理底板裂隙和松散带。

三、夹层冲击夹层冲击是指煤层中的夹层发生裂隙、移位、倾斜等现象,它不仅影响煤层的采煤效果,还会引起安全事故。

夹层冲击的成因主要有夹层的强度低于地压力、夹层与煤层的接触面积较小、采煤工艺不当、supporting方式不当等。

为了预防和控制夹层冲击的发生,需要选择合适的采煤工艺和支护方式,及时开展对夹层的勘查、调查和评价,加强煤层的地质监测和预警,合理控制夹层的厚度和采煤进度。

总的来说,冲击矿压一直是矿山安全的一个热点问题,其防治措施也和地质特点、采煤工艺、支护技术等因素息息相关。

所以,煤矿和金属矿山应加强科学的管理和监督,建立完善的安全管理体系,优化煤层开采,采取科学防治措施,切实把冲击矿压的灾害降到最低程度。

煤矿冲击矿压灾害及其控制

煤矿冲击矿压灾害及其控制

40 35

30
25
20
15

10

5
0
0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014 0.016 0.018 应变
煤样百分比与弹性模量关系曲线
5000
E = -9493.3b + 6894.8
4000
R2 = 0.7364
3000
2000
1000
0
0.25
0.3
煤矿冲击矿压灾害及其 控制技术
煤岩动力灾害— 冲击矿压
冲击矿压事故
冲击矿压是煤岩 体中聚集的能量 突然大量释放, 快速破坏煤岩体, 并产生强烈震动。
我国最大的冲击 矿压为里氏4.3 级,地面震感明 显,已成为公共 安全问题。
冲击矿压研究
冲击矿压发生原因机理研究 冲击矿压危险性评价及预测预报研究 冲击矿压治理措施研究
0 300 400 500 600 700 800 900
开 采 深 度 /m
煤矿冲击矿压严重程度 与开采深度统计曲线
一、冲击矿压灾害现象
煤矿冲击矿压灾害
冲击矿压是采掘空间周 围煤岩体中聚集的能量 突然大量释放,快速破 坏煤岩体,并产生剧烈 震动,造成人员伤亡和 采掘空间严重破坏的煤 矿灾害。
我国最大的冲击矿压里 氏4.3 级,破坏巷道 500多米,地面震感明显, 已成为公共安全问题。
2.67
3.00
加速度振幅, m/s2
200 160 120
80
2001年1月23日1:30震动 震 动能 量 7× 10 8 x方向
^ 加速度仪测量的结果 震动加速度频谱图 >
40

冲击地压防治措施十六字方针

冲击地压防治措施十六字方针

冲击地压是矿山开采中一种常见的地质灾害,对矿井和工人安全构成严重威胁。

为了有效地防治冲击地压,需要采取一系列的措施。

以下是冲击地压防治措施的十六字方针:
预测预报:通过地质勘察和矿压观测,预测采掘工作面及周边区域可能发生冲击地压的时间、地点和强度,为防治决策提供依据。

合理布局:合理安排采掘工程,避免开采集中于某一区域或开采顺序不合理,以减少冲击地压发生的风险。

强制解危:在采掘工程接近可能发生冲击地压的区域时,采取强制解危措施,如钻孔卸压、爆破卸压等,以降低应力集中程度,避免冲击地压的发生。

强化支护:对可能发生冲击地压的区域采用加强支护措施,如增加支柱密度、使用高强度材料等,以增强巷道的抗冲击能力。

改变地质条件:采取合理的设计方案和施工工艺,如采用分层开采、充填采空区等,以改善采场的地质条件,降低冲击地压发生的风险。

优化开采顺序:合理安排相邻采区的开采顺序,避免采区之间相互影响,以减少冲击地压发生的风险。

监测预警:利用各种监测手段,如应力在线监测、声发射监测等,对可能发生冲击地压的区域进行实时监测预警,以便及时采取防治措施。

制定应急预案:针对可能发生的冲击地压事故,制定完善的应急预案,包括应急组织、救援装备、人员培训等方面,确保在事故发生时能够迅速响应并有效处置。

以上是冲击地压防治措施的十六字方针,旨在通过预测预报、合理布局、强制解危、强化支护、改变地质条件、优化开采顺序、监测预警和制定应急预案等措施,有效地防治冲击地压,保障矿山安全生产。

浅谈冲击矿压预防与防治

浅谈冲击矿压预防与防治

出, 造成支架折损 , 片帮 冒顶 , 巷道堵 塞 , 伤及人 员 , 并伴有 巨大声 井 田划分必须保证合理的开采顺序 , 最大限度地避免形成煤柱 等 特别是岛形或半 岛形煤 响和岩体震动。监测到的震动频率 1 H z ~ 1  ̄ 1 0 H z以上 , 冲击 矿压 应力集 中区。因为煤柱承受的压力很高 , 造成的震 动有 时在几公里范围内的地面都能感觉到。在巷道内形 柱 , 要承受几个方向的叠加应力 , 最易产生冲击矿压。上层遗留的 成大量煤尘和强烈的空气波。在瓦斯煤层 , 往往还伴有 大量 瓦斯 煤柱还会 向下传递集 中压力 , 影响深度 可达百米 以上 , 导致下部 涌出。冲击矿压发生前一般没有 明显 的宏观前兆。
4 煤矿 冲击 矿 压 防 治 措 施
态显现要缓和得多 。对于下部煤层 , 由于受到保护层开采时的前 、 后支承压力产生 的加载和卸载 的交替 作用 , 在很大程 度上改变了
煤 矿冲击矿压 防治措施 的主要 原则是及 时查 明冲击危 险煤 下部煤层 的结构和层间岩石 的性质 , 特别是改变 了它们的裂隙度
2 矿 冲 击矿 压 发 生 原 因
煤层开采时也 易发生冲击矿压。 4 . 2 开采保护层 开采保护层是 防治冲击矿压 的一项有效 的 , 带有根本性 的区
煤矿 冲击矿压发生的原因主要有三方面。一是 自然的有较大
冲击矿压煤层安全开采暂行规定》 中规定的开 的原岩应力 、 煤层 冲击倾 向性 ; 二是技术 的局部 应力集 中 、 生产过 域性防范措施 。在《 度集中 、 采矿地质 因素 限制 、 防治措施 的限制 ; 三是组织管理 的无 采设计原则第一条就是首先开采保护层 。所谓开采保护层是指一 或 分层 ) 先采 , 能 使临近煤层得到一定时 间的卸载 。先 采 投资及投资没到位 、 防治措施采取不 当 、 采矿作 业不 当、 缺乏培训 个煤层( 违反规程。冲击矿压以煤层冲击最常见 , 也有顶板 冲击 和底板冲 的保 护层 必须根据煤 层赋存条件选 择无 冲击倾 向或 弱冲击倾 向 击, 冲击类型多种 多样 , 冲击矿 压发生采深从 2 0 0 — 1 0 0 0 m。矿井开 的煤层。实施 时必须保证开采的时间和空间同步。不得在采空区 以使 每一个 先采煤层的卸载作用能依 次地使后 采煤 层 采深度增加 ,伴随而来的是冲击矿压造成 的灾害必将 日趋严重 。 内留煤柱 , 得到最大限度 的保护 。保护层开采后 , 在其围岩中产生裂隙 , 引起 所以 , 要做好有针对性地采取预测预报和预防措施 。

窦林名-冲击矿压类型及其防治

窦林名-冲击矿压类型及其防治

“3.15”冲击
13/03/15 5.76E6 J 13/01/21 8.21E6 J
“3.15”冲击 四次见方
12/08/30 4.60E5 J
三次见方
“1.21”冲击 “1.9”冲击
13/03/15 停采线
12/09/09
7.12E5 J
13/2/1 止采线
12/09/12 1.80E6 J
13/1/21 止采线
13/1/9 止采线
13/02/01 1.99E6 J
13/01/09 4.67E6 J
受坚硬顶板影响,冲击主要发生在 工作面见方阶段,表现为风道显现
二次见方 “11.24”冲击
12/11/24 4.16E5 J
13/01/13 3.83E5 J
12/11/24 止采线
12/10/19 2.54E5 J
一、冲击矿压现状及分析
冲击矿压的调查与统计分析
冲击破坏长度主要在90m范围以内; 冲击能量主要:E4-E6J。其中华亭主要为E4-E5J,义马主要
为E6J。义马矿区有4次E8J的冲击; 震中距冲击地点最小距离主要分布在150m范围以内。
合计
华亭矿区
义马矿区
鹤岗矿区
山东各矿
300
245 250
矿压事故; (4)构造应力集中区域及断层滑移容易诱发冲击矿压; (5)采掘相互扰动容易诱发冲击,采深越大,采掘扰动越
容易诱发冲击; (6)坚硬煤层、坚硬顶底板条件下,容易发生冲击矿压。
2
2015/11/21
煤柱区域冲击矿压
冲击矿压实例
华亭煤矿,采深600m,区段煤柱宽20m。在250102工作面 回采过程中,共发生冲击63次。

浅谈冲击矿压的形成机理及防治技术

浅谈冲击矿压的形成机理及防治技术
了冲击矿 压的形成机理及条件 , 并根据产生的原 因, 讨研 究 了冲击矿压的 防治技术及其展 望。 探
【 关键词 】 冲击矿压 ; 形成机理 ; 防治技术
“ 三准则” 理论是我国学 者李玉生在总结强度理论 、 能量理论 、 冲击 结合国外 的研究结果所提 出来的。该 理论认为 , 冲击矿压定义为: 山井巷和采场周 围煤 、 由于变形能释放而 倾 向性理论的基础上 , 矿 岩体 产生 的以突然 、 急剧、 猛烈的破坏为特征的动力现象 。冲击矿压是煤矿 强度理论是煤岩体的破坏准则 .而能量准则 和冲击倾向性准则是突然 因而只有 当这三个准则同时满足时. 才能发生冲击矿压。 开采中典型 的动力灾害之一 。通常是在煤 、岩力学 系统达到极 限强度 破坏准则 . 226 三 因 素 ” 理 ..“ 机 时, 以突然 、 急剧 、 的形式释放的弹性能 。 猛烈 导致煤岩层瞬时破坏并伴 “ 因素” 三 机理是齐庆新从煤 岩体结构特性 的角度 . 冲击矿压 研究 随有煤粉和岩石的冲击. 造成井巷 的破坏及人身伤亡事故。随着开采深 度 的增加 , 冲击矿压已经成为 日 益威胁煤矿的安全生产的要灾害之一 发生 的机理时提出来的。 该理论认 为, 冲击矿压多发生在断层 、 煤层变 化等构造 区域 。 冲击矿压与煤岩体结构具有密切关系 。 2冲击矿压的机理分析 . 21冲击矿 压的影 响因素 . 21 开采深度的影响 .1 . 开采 深度越 大 . 冲击矿压发生的可能性也越大 。我 国各煤矿首次 发 生冲击矿压 的采深为 20 0m到 60 0m之间不等 2. .2易于发生 冲击矿压 的围岩结构 1 易于发生冲击矿压 的围岩结构可归纳 为 : 在煤层顶 、 板至少有 底 层 坚硬 岩层 。根据地层结构分析方法 . 易于发生冲击矿压的 围岩大 致 可以概括 为七种力学结构类 型 。 分别 为坚硬 一 硬一 坚 坚硬 型 、 坚硬 一 坚硬一 软弱型 、 坚硬一 软弱一 坚硬 型 、 坚硬一 软弱一 软弱型 、 软弱一 坚硬一 坚 硬型、 软弱一 坚硬一 软弱型 、 软弱一 软弱一 硬型。 坚 22冲击矿压的发生机理 . 221 ..强度理论

矿井强矿压影响因素分析及其防治措施应用

矿井强矿压影响因素分析及其防治措施应用

矿井强矿压影响因素分析及其防治措施应用摘要:矿井高压是矿井深部开采过程中发生的一种矿井压力灾害,严重威胁着煤炭生产的安全。

目前,关于强矿石压力的几种理论已经研究并取得了一些成果,但由于区域的限制,执行效果各不相同。

近年来,随着矿山作业的深化,矿山回收过程中的压力问题,特别是受二次作业电压叠加影响的分支,逐渐凸显出来,已成为煤炭企业持续安全高效运行的障碍。

如何解决高开采压力的影响,也成为了复杂条件下煤矿安全开发的首要问题。

在此基础上,研究了影响强矿压力的因素分析和预防措施的应用以供参考。

关键词:强矿压;地质因素;开采技术;应力监测;引言随着采矿深度的增加,煤气、水、地温、冲击压力等采矿灾害也日益严重,对矿山安全生产提出了重大挑战。

由于矿山生产条件恶化引起的一系列问题,矿山的地震是最典型的,矿山的地震可以同时引起煤炭和瓦斯爆发等一系列灾害,因此矿山的地震及其灾害的预测和预防对矿山的安全生产至关重要。

1工作面回采期间动力事件2017年8月9日至11月6日,在工作面31102发生了5起重大事件。

8月9日,惠丰巷煤柱一侧37-38号公路上发生了严重的压力,其中一些主支座打开了安全阀,8月19日,煤炮明显增加,在31102号公路附近发生了一起微震事件,安装的微震系统捕捉到了距平面约8m的微震事件,该组位于8月26日,工作区31102号在风巷35号倒塌,其中10英尺弯曲,35根梁在45m处下沉,4-5根梁弯曲,应力监测系统的压降为700mm,10月17日在莲巷入口突然增加矿压,顶板下沉400mm,底部鼓部分弯曲, 11月6日倾倒式整体式支架,在飞机后部102路的顶板下沉约300mm,煤柱后部的顶板上升约400mm,煤柱后部的顶板在20个单位之前下沉到300mm,水翼船翻复,微震系统记录了两次微震事件,其中一次是在8.8×103处被截断的,离煤柱后方约80m处。

2强矿压的影响因素地质因素:(1)煤的性质决定了煤层可以累积弹性能量的条件;(2)在分析了矿内大量煤层的结构后,发现其顶部往往有较厚的硬岩层;(3)煤厚度变化较大,地质区应力集中程度较大;(4)开采深度越大,形成煤(岩)能量聚集条件的地面应力越大。

冲击矿压现象及特点

冲击矿压现象及特点

冲击矿压现象及特点
冲击矿压是煤矿生产中常见的一种矿山地质灾害,主要是由于
矿层顶板的承载能力不足,导致顶板失稳掉落,形成一次突然的矿
压而引起的。

其主要特点包括以下方面。

一、突发性
冲击矿压的发生时机难以准确预测,往往是突然发生的。

一旦
发生,其破坏范围和破坏程度也难以预测,容易给煤矿生产造成危害。

二、规模大
冲击矿压破坏的规模较大,往往涉及到多个采动工作面,属于
整个矿区系统性的矿山地质灾害。

因此,冲击矿压一旦发生,其破
坏的范围比较广,造成的损失也非常严重。

三、速度快
冲击矿压的破坏速度非常快,往往在短时间内就能引起矿井大
面积坍塌。

因此,当发生冲击矿压时,一定要及时采取措施,加以
消除或减轻矿压的影响。

四、反复性
冲击矿压在煤矿生产中是一种反复出现的地质现象,一旦发生,往往难以完全消除其影响。

只有加强矿区的综合治理、提高矿压预
测和控制技术的能力以及采取有效的安全措施,才能有效保障煤矿
生产中的安全。

冲击矿压是一种具有突发性、规模大、速度快和反复性特点的矿山地质灾害。

针对冲击矿压的存在,必须采取一系列措施,从源头上减轻其影响,保障煤炭生产的安全。

冲击矿压现象及特点

冲击矿压现象及特点

冲击矿压现象及特点简介冲击矿压是指在煤矿开采过程中,由于矿壁受到矿体重力作用、附近开采工作面的进度、煤层地应力的变化、矿体状态变化等原因,导致煤壁短时间内大面积垮落的现象。

冲击矿压的发生会对煤矿生产和工人的生命安全带来威胁。

特点冲击矿压的特点主要包括以下几个方面:突然性冲击矿压往往突然发生,煤壁在短时间内瞬间坍塌,使得下方的人员和设备无法及时躲避,从而造成严重的人员伤亡和设备损失。

非均质性冲击矿压的发生和发展过程是非均质的。

由于煤层地应力分布不均、煤壁强度不一、煤质状况不同,所以在不同的地方,冲击矿压的发生时间和规模都会有所不同。

难以预测性冲击矿压是极难预测的。

其发生与否、时间和规模都很难精确预测,因此需要在煤矿开采过程中采取预防措施,保障工人的生命安全。

爆炸性冲击矿压的威力巨大,可以把煤壁瞬间震碎,形成爆炸性的冲击波。

这种冲击波的威力很强,可以将下面的人员和设备瞬间吞没,造成极大的人员伤亡和设备损失。

后遗症长期性冲击矿压造成的煤矿破坏通常是长期的。

煤层的横向抛掷、剪切和变形等变化对煤矿后续开采有着重要的影响,会影响煤炭的采取率,增加下煤层的难度和危险性。

预防措施为了预防冲击矿压的发生,可以采取以下措施:坚持科学规划在煤矿开采过程中,需要科学规划,合理确定开采方法和采煤区域,减小煤壁变形和受力差异,可以有效降低冲击矿压的发生概率。

坚持保护煤壁煤壁是防止冲击矿压发生的重要组成部分,需要对煤壁进行保护,使其尽可能保持稳定状态。

可以采取喷浆、磨煤、应力释放等方式对煤壁进行加固,以增强其强度。

坚持科学监测对矿区地应力、煤层结构等进行科学监测,及时发现煤层变化和矿壁变形的情况,可以提前采取对策,避免冲击矿压的发生。

坚持及时处理如果发现了冲击矿压的迹象,必须要及时处理。

可以采取停采、封闭煤区、井下通风等方式,及时避免冲击矿压的进一步发展。

结论冲击矿压是煤矿中严重的安全隐患,其发生会严重威胁工人的生命安全和煤矿设备的完整性。

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【摘要】冲击矿压是煤矿重大灾害之一,随着煤矿采深的增加,矿井发生冲击地压的机率也大大增加,冲击矿压是岩石力学中的疑难问题,通常是由煤岩体的原岩应力受采掘活动破坏,在受场周围的岩体积聚能量达到极限强度后突然释放,导致煤岩层瞬时破坏,产生的压力将煤岩抛向巷道或采场,同时发生强烈声响,造成煤岩体振动和煤岩体破坏,同时破坏巷道支护,引发或可能引发其他矿井灾害,如瓦斯、煤尘爆炸、火灾以及水灾,干扰通风系统,严重时,严重时造成人员伤亡,地面震动或建筑物破坏等。

因此,加大对冲击地压的研究,优化开采设计,是矿井安全管理的一项重要内容。

【关键词】冲击矿压;影响因素;防治措施一、冲击地压的突出特点1.突然性。

冲击地压发生前,一般没有明显预兆,突然发生过程短暂,很难在事发前确定发生的地点、强度和时间。

2.冲击强度大。

煤岩体内所积聚的弹性因突然释放所产生冲击波非常强大。

伴有巨大的声响和强烈的震动,造成电机车等重型设备被移动或歪斜,人员站立不稳被弹起或被冲击波冲倒,震动波及范围可达几千米甚至几十千米,一般震动持续时间不会超过几十秒。

3.破坏严重。

冲击地压发生时,常导致顶板下沉、底板突起或两帮煤岩体塌落。

据事故现场观测,冲击地压造成煤帮抛射性塌落,多发生在煤帮上部到顶板的一段,越靠近顶板塌落越深,强烈冲击时,塌落深度可达 1.5m~2.0m。

在煤岩体浅部发生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冲击擦痕。

底板鼓起导致导轨扭曲变形。

冲击地压发生后,冲击源附近巷道会变形严重时,甚至被堵死。

4.复杂性。

在煤层赋存条件上,除褐煤以外的各煤种均冲击记录,开采深度在200m以下,地质条件划分从简单到复杂,煤层厚度从薄到厚,煤层倾角从水平到急倾斜,顶板岩性砂岩、灰岩、页岩等都发生过冲击矿压。

回采工艺不论水平、炮采、机采、综采全部垮落法或水力充填等各种采煤工艺都发生过冲击地压。

随着,开采深度的增加,矿井的开采条件越来越复杂,冲击地压所造成的矿井灾害也日趋严重。

所以深入探讨发生冲击地压的影响因素,有针对性地采取预测和预防措施是十分必要的。

二、发生冲击矿压的影响因素1.开采深度因素。

随着采深的延伸,煤层承受上部岩层的压力越来越大,煤层及其围岩的应力越来越高,冲击地压的发生频率逐渐增加。

就开采技术条件而论,任何一个发生冲击地压的矿井都存在发临界深度的问题,不同地质与开采条件的冲击地压其临界深度不同,我国煤矿的条件下,发生冲击矿压的最小采深为200m~540m,平均380m。

700m时发生冲击矿压的次数大大高于400m时的次数。

2.开采条件因素。

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矿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。

在坚硬顶板破断过程中或滑移过程中,大量的弹性能突然释放,形成强烈震动,导致冲击矿压发生。

煤层厚度对发生冲击矿压也有影响,煤层越厚,发生冲击矿压越多,越强烈。

煤的湿度也有影响作用。

因为煤层含水后,可使煤层的弹性减小,强度降低。

塑性增加,能减缓发生冲击矿压的危险。

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。

3.地质构造因素。

实践证明,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。

4.开采技术对冲击矿压的影响。

冲击矿压大多数发生在巷道(72.6%),采场则较少(27.4%)。

残采区和停采线对冲击矿压发生影响较大。

从统计结果看,89%的冲击矿压发生在残采区,停采线,断层区域或煤层超采的地方。

(1)开采设计和开采顺序。

当在几个煤层中同时布置几个采面时,采面的布置方式和开采顺序将强烈影响煤岩体内的应力分布。

冲击矿压经常出现在采面向采空区推进时;在距采空区15m~40m的应力集中区内掘进巷道;两个采面相向推进时及两个近距离煤层中的两个采面同时开采时。

(2)上覆煤层工作面停采线和煤柱的影响。

上覆煤层工作面的停采线和煤柱形成的应力集中对下部煤层造成了很大的威胁,是冲击矿压得危险性有很大的增加。

(3)采空区的影响。

当工作面接近已有的采空区,其距离为20m~30m时,冲击矿压危险性随之增加。

(4)开采区域的影响。

在煤层开采面积增加的情况下,岩体的震动能量也随之增加。

研究表明,当开采面积为3万m2时,释放的单位面积的震动能量为最大。

三、冲击矿压的防治1.合理的开拓布置和开采方式。

实践证明,合理的开拓布置和开采方式对于避免应力集中和叠加,防止冲击矿压关系极大。

大量实例证明多数冲击地压是由于开采技术不合理而造成的。

不正确的开拓开采方式一经形成就难以改变,临到煤层开采时,只能采取局部措施,而且耗费很大,效果有限。

故合理的开拓布置和开采方式是防治冲击矿压得根本措施。

(1)划分采区时,应保证合理的开采顺序,最大限度地避免形成煤柱等应力集中区。

因为煤柱承受的压力很高,特别是岛形或半岛形煤柱,要承受几个方面的叠加应力,最容易产生冲击矿压,因此应尽量避孤岛工作面的形成。

(2)采用钻粉率指标法、地音法、微震法等方法进行监测监控,加强预测预报制度。

(3)采区或盘区的采面应朝一个方向推进,避免相向开采,以免应力叠加。

因为相向采煤时上山煤柱逐渐减小,支撑压力逐渐增大,很容易引起冲击矿压,应避免在高应力状态下掘进。

在向斜和背斜构造区,应从轴部开始回采,在构造盆地应从盆地开始回采;在有断层和采空区的条件下应从采用断层或采空区开始回采的开采程序。

(4)有冲击危险的煤层的开拓或准备巷道、永久硐室、主要上(下)山、主要溜煤巷和回风巷应布置在底板岩层或无冲击危险煤层中,以利于维护和减小冲击危险。

回采巷道应尽可能避开支撑压力峰值范围,采用宽巷掘进,少用或不用双巷或多巷同时平行掘进。

(5)开采有冲击危险的煤层,应采用不留煤柱垮落法管理顶板的长壁开采法。

回采线应尽量是直线且有规律地推进。

(6)在地质构造等特殊部位,应采取能避免或减缓应力集中和叠加的开采程序。

(7)顶板管理采用全部垮落法,工作面支架采用具有整体性和防护能力的可缩性支架。

按照煤炭安全规程要求对有冲击地压的煤层,应根据顶板岩性掘进宽巷或沿采空区边缘掘进巷道,巷道支护应采用可缩性支架,严禁采用混凝土、金属等刚性支架。

有严重冲击地压的厚煤层中,所有巷道都应布置在应力集中圈外。

煤巷双巷掘进时,2条平行巷道之间的煤柱不得小于8m,联络巷道应与2条平行巷道成直角。

2.开采解放层。

一个煤层(或分层)先采,能使临近煤层的矿压在一定程度上得到缓解。

这种卸载开采称之为开采解放层。

先采的解放层必须根据煤层赋存条件选择无冲击倾向或弱冲击倾向的煤层。

实施时必须保证开采的时间和空间有效性。

先采煤层要尽量避免留设煤柱,使被卸载煤层得到最大限度的“解放”。

四、冲击危险的解危措施1.钻孔卸压。

在应力集中区煤岩层中施工钻孔,使钻孔周围的煤体受力状态发生变化,破坏应力集中区的煤、岩层整体性,使煤体卸载,让煤层支承压力的分布发生变化,压力峰值会向煤体深部转移,释放积聚在煤、岩层中的弹性能。

卸压效果可根据应力及岩性具体情况,通过采用不同直径钻杆或控制卸压区钻孔的疏密程度来控制。

支承压力愈高,钻孔的破坏范围愈大,煤层积聚的应力愈高,直径卸压的效果越理想。

2.煤层注水。

煤层预注水的目的主要是降低煤体的弹性和强度。

通过注水,人为的在煤岩内部造成一系列的弱面,使相邻巷道、采煤工作面的煤岩层边缘区内部粘结力降低,使其软化,降低了煤的强度,增加塑性变形能量,降低岩层其弹性,减少其潜能。

注水后,煤的湿度平均增加1.0%~2.2%时,可使其单向受压的塑性变形量增加13.3%~14.5%。

3.爆破卸压。

爆破卸压是一种特殊爆破,它是在确保安全的条件下,用爆破方法使煤层产生裂隙松动,释放煤层积聚的应力能量。

爆破卸压的主要任务是爆破炸药,形成强烈的冲击波,使得煤、岩体产生裂隙破坏,分为卸载爆破和诱发爆破两种方式:一是卸载爆破。

是在高应力积聚区附近施工钻孔,钻孔深度一般在大于5m,在钻孔中装药爆破,爆破后压力峰值区的形状被产生位移、压力被分散、减小。

爆破深度越接近支承压力带峰值位置,效果越好。

二是诱发爆破。

目的是在有冲击地压危险的高应力集中区域,进行预先设计的大药量、高强度的爆破,诱发冲击地压。

诱发冲击地压跟在采掘活动时产生冲击地压的危害程度是不同的,诱发冲击能避免对人员安全的威胁。

4.强制放顶。

当煤层上部为灰岩、砂岩等坚硬厚层老顶时,悬顶面积大容易聚积大量的弹性能。

为防止顶板岩层达到跨度和应力极限时,弹性能突然释放,导致冲击矿压发生。

在顶板采取注水或施工钻孔的方式,强制放顶卸压控制顶板,也是有效防治冲击地压发生的措施。

五、结论经过长时间开采,煤矿面临的开采条件越来越复杂,在开采边角煤或各类保护煤柱,甚至在设计不合理的工作面开采或巷道掘进中都容易发生冲击矿压,造成严重的自然灾害。

所以,对冲击地压进行深入的研究和探索,积累宝贵经验,掌握其成因和发生机理和影响因素,针对具体情况采取有效的防治手段,是消除或减少冲击矿压事故,矿井实现安全生产的重要保障。

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