第九章 冲击地压及其监测
冲击地压检查内容
冲击地压检查内容冲击地压检查,这个名字听着就让人觉得有点沉甸甸的,是不是?其实说白了,它就是为了防止矿山里面发生突发性危险,尤其是那种一不小心就把矿工给埋了的情况。
你想想,地下那么深,一旦发生了冲击地压,矿井可能会出现坍塌,岩石突然塌下来,不知道哪个地方就会炸开,整个矿井就像是被打了个大坑。
吓不吓人?当然了,作为矿山企业,要做好冲击地压的检查,这可不是说说就能放过的,得严肃对待,事关员工的生命安全,谁敢怠慢呢?所以啊,冲击地压检查的内容就变得非常重要,必须做到精准,细致,而且要有实操性。
检查的第一步,首先得了解矿区的地质构造。
说白了,就是得弄清楚地面下面是什么情况,岩层的分布,岩石的性质,还有那个矿脉的走向,这些都要一一摸清楚。
矿区里有的地方可能是软岩,特别容易出问题,某些地方可能是硬岩,一下子给你来个冲击,根本就没得反应。
就像你逛商场,不能随便站在哪个店门口,得先看清楚周围的环境,避免被撞上。
咱们还得看看矿井的压力状态。
压力大了,矿井的承受能力就差,冲击地压的风险自然也高。
这个就像是你喝酒,喝得多了,肯定容易醉,毕竟容量有限,咱不是神仙,矿井也不是万能的。
矿工们在井下工作的时候,得随时监测矿井的压力值,看看是不是超标。
压力一旦过大,必须采取措施,给它降下来,不然一爆发就什么都晚了。
再说说矿山的通风情况。
通风是矿井安全的“生命线”。
如果矿井通风不好,空气不流通,气体积聚,这就相当于放了一个定时炸弹在矿山里。
哪天突然来了个闪电,气体一激活,整个矿井就像被火药桶炸开了。
检查通风设施是不是完善,风机运转是不是正常,通风道是不是畅通,特别重要。
否则,冲击地压一发生,矿井里的气体一爆炸,后果可想而知。
真是“明枪易躲,暗箭难防”,看似没事,实际上风险巨大。
还得看看矿井内部的支护结构。
这个不光是为了防止矿石砸下来,也是为了避免矿井的支撑力不足。
支护结构要做好,避免矿井在地震或压力过大时发生变形。
那可不是说顶梁柱坏了就能换的。
冲击地压测定监测与防治方法
冲击地压测定监测与防治方法地压是指地层中发生的岩层破裂、变形、滑动等引起的地表活动现象。
地压灾害主要表现为地表下陷、地裂缝、建筑物倾斜、地下管线断裂等。
冲击地压是特指地压灾害中在一瞬间发生的瞬间放能。
冲击地压对人类和社会造成严重危害,因此需要进行地压测定、监测与防治。
下文将介绍冲击地压的相关方法。
1.地层压力测试。
通过在地下进行地层的钻孔与地堰,然后通过测量钻进地下的过程中所遇到的地层水压、岩层强度指标等,得出地层的压力情况。
2.地震勘探。
通过地震波传播的方法,测定地下岩石体的结构和密度,从而得出地压的程度和可能产生的范围。
3.变形探测。
利用高精度的变形仪器对地表进行监测,观察地表的变形情况,从而判断地下是否存在地层压力。
冲击地压监测是指对地下岩石体的地压情况进行实时监测,并根据监测结果做出相应的应对措施。
常见的冲击地压监测方法有:1.监测孔注浆。
在地下建设监测孔,通过注入浆液来填充空隙,增强地层的稳定性,从而减少地压的发生。
2.应变测量。
在地表和地下建筑物中设置应变仪器,通过测量应变的变化情况来判断地压的变化情况。
3.声波监测。
通过在地下设置声波设备,传输声波信号,观察声波反射的情况,来判断地下岩石体的密度和结构情况,从而判断地压的可能性。
冲击地压防治是针对地压灾害的实施具体措施,以减轻冲击地压的危害,保护人类和社会的安全。
常见的冲击地压防治方法有:1.岩体加固。
通过对地下岩体进行加固,如钢筋混凝土浇筑、喷射混凝土等,增强岩体的稳定性,减少冲击地压的发生。
2.地下排水。
通过设置地下排水系统,及时排除地下水,并排除地下溶洞、裂缝等因素,减少地下岩石的变形和滑动,减轻冲击地压的危害。
3.爆破放能。
在地下岩石体中进行控制性的爆破,通过其能量的释放来调整地下岩体的应力分布,减轻地压的危害。
综上所述,冲击地压的测定、监测与防治方法包括地层压力测试、地震勘探、变形探测等测定方法;监测孔注浆、应变测量、声波监测等监测方法;岩体加固、地下排水、爆破放能等防治方法。
综放工作面冲击地压的监测预报技术研究
综放工作面冲击地压的监测预报技术研究引言在煤炭开采领域,综放工作面冲击地压是一个重要的安全问题。
由于煤矿开采的深度加大和矿体条件的多样性,综放工作面冲击地压成为制约煤矿生产安全与高效的主要问题。
发展综放工作面冲击地压的监测预报技术对于提高煤矿生产安全和效率具有重要意义。
一、综放工作面冲击地压的特点综放工作面冲击地压是指在采煤工作面开采过程中,由于煤层和顶板的相互作用导致的一种地质灾害。
其特点主要表现在以下几个方面:1. 强烈的动态变化:综放工作面冲击地压是一个具有强烈动态变化特性的地压问题,其发展过程中地压瞬间变化大,预测难度大。
2. 局部性:综放工作面冲击地压主要集中在采煤工作面附近的区域,对煤矿开采安全影响大。
3. 多因素综合作用:综放工作面冲击地压的发生受到多种因素的综合作用,如煤层特性、地质构造、矿压等因素都会对综放工作面地压产生影响。
二、综放工作面冲击地压的监测技术为了防范和及时处理综放工作面冲击地压带来的安全隐患,煤矿企业需要借助现代技术进行地压监测,及时预判并采取相应的措施。
常见的综放工作面冲击地压监测技术主要包括以下几种:1. 传感器监测技术:通过在工作面附近设置应变仪、位移仪、测力仪等传感器,实时监测地压变化情况,以及对地压产生影响的因素。
2. 地质雷达技术:利用地质雷达技术,对地下煤体和地质构造进行立体扫描,探测地下空洞和断层等地质隐患,预测地压发生的可能性。
3. 高精度定位技术:通过全球定位系统(GPS)、惯性导航系统(INS)等高精度定位技术,对矿山地质构造进行精确定位,为地压监测提供可靠的数据支持。
4. 人工智能技术:利用人工智能技术,对采煤工作面地压进行智能化监测和预测,提高监测效率和准确度。
五、结论综放工作面冲击地压的监测预报技术研究是煤矿安全生产的重要组成部分,对于提高煤矿生产安全和效率具有重要意义。
随着信息技术和人工智能技术的不断发展,地压监测预警系统将得到进一步完善,为矿山安全生产提供更加可靠的技术支持。
煤矿冲击地压区域应力监测与源头防治关键技术及示范应用
煤矿冲击地压区域应力监测与源头防治关键技术及示范应用1、引言随着我国经济的快速发展和能源需求的不断增加,煤矿资源逐渐成为我国能源供应的主要来源之一。
然而,煤矿开采过程中,由于地质条件的限制以及采矿技术的限制,冲击地压现象时常发生,引起严重的矿山灾害。
因此,在煤矿冲击地压区域应力监测与源头防治方面,研究关键技术,开展示范应用,对于保障煤矿生产安全具有重要意义。
2、冲击地压的概念冲击地压是指在采煤过程中,由于煤柱受到突出煤和后方煤体的影响而发生的一种地压现象。
由于受力突发且一般难以预测,往往会导致地表沉降、煤柱破坏以及矿井顶板垮落等严重后果。
3、冲击地压区域应力监测技术冲击地压区域应力监测技术是指通过对煤层应力进行实时监测,以便快速准确地预测冲击地压事件的发生,从而采取相应的防范措施。
目前,煤矿冲击地压区域应力监测主要采用的技术包括钢筋测力仪、综合地质仪器和数码测量等。
4、冲击地压源头防治技术冲击地压源头防治技术是指通过改变煤层力学性质或采矿参数,从源头上控制冲击地压事件的发生。
目前,煤矿冲击地压源头防治主要采用的技术包括压缩煤柱保护法、控制宽度采煤法和减小采高等。
5、关键技术的示范应用为了加强煤矿冲击地压区域应力监测与源头防治技术的示范应用,我国部分煤矿开展了一系列的研究。
例如湖南龙山煤矿采用了数控综采面区域应力实时监测技术和综合地质仪器进行冲击地压预测和预防;山东金鼎煤矿引进了压缩煤柱保护技术,并结合井下综合地质工作实现了冲击地压源头的防控。
6、总结煤矿冲击地压是煤矿生产过程中不可避免的灾害之一,对于煤矿生产安全具有重要影响。
煤矿冲击地压区域应力监测与源头防治技术的关键技术研究及示范应用,可为煤矿生产安全提供有力保障,促进我国煤炭资源的可持续发展。
第9章 冲击地压及其监测
冲击地压(岩爆)通常会瞬间造成采掘空间垮塌,冒顶,底鼓等对矿山安全开采造成极大的危害。
随着煤炭资源开采逐渐转向深部,冲击地压发生的频次和烈度也显著增大,因此预防冲击地压对巷道围岩稳定性的破坏已成为矿产资源开采过程中一个急需解决的最关键、最棘手的问题。
本章在对冲击地压特征和分类进行描述的基础上,介绍了冲击地压发生的机理、监测方法和预防策略。
冲击地压及其监测§9.1 概述§9.2 冲击地压的特征及其分类9.2.1冲击地压的特征9.2.2 冲击地压的分类§9.3 冲击地压发生的机理9.3.1冲击地压发生的原因及实现的条件9.3.2 冲击地压影响因素9.3.3 冲击地压发生理论 §9.4 冲击地压的监测方法 9.4.1 开采判定法 9.4.2 钻屑法 9.4.3 地球物理法 §9.5 冲击地压的预防 9.5.1 区域性预防 9.5.2 局部性预防冲击地压是世界范围内煤矿开采中最严重的自然灾害之一,它以突然、急剧、猛烈的形式释放煤岩体变形能,抛出煤岩体,造成支架损坏、片帮冒顶、巷道堵塞、伤及人员,并产生巨大的响声和岩体震动。
岩体震动时间从几秒到几十秒,抛出的煤岩体从几吨到几百吨。
国际上主要井工开采的国家冲击地压都十分普遍,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、波兰、英国等20多个国家和地区均受到冲击地压灾害的威胁。
前苏联首次发生冲击地压是在20世纪40年代的基泽尔煤田,20世纪80年代前194个矿井的847个煤层有冲击危险性,并发生了750次有严重后果的冲击地压。
波兰全国67个煤矿中有36个煤矿的煤层具有冲击危险性,1949年~1982年,共发生破坏性冲击地压3097次。
德国1949年~1978年,共发生破坏性冲击地压1001次。
因此。
国际上对冲击地压的研究给予了极大的关注。
我国最早记录的冲击地压于1933年发生在抚顺胜利煤矿,随后,在北京矿务局的门第 九 章头沟、房山、城子、大沟峪、大台、木城涧等6个煤矿;开滦矿务局的唐山矿;抚顺的龙凤、老虎台矿;南桐的砚石台、南桐矿;枣庄的陶庄、八一、柴里等矿井;大同忻州窑、煤峪口、永定庄等矿井;沈阳中心台矿;北票台吉矿;阜新高德、五龙矿;通化铁厂矿等地方煤矿都发生过严重的冲击地压。
冲击地压
2、微震法 煤和围岩在受力变形和破坏过程中,会发生破裂震动, 从震源传出震波或声波,当震波或声波的强度和频率达 到一定数值时,会出现煤岩体的突然破坏,发生冲击地 压。煤岩体内的震动波可以被安设在煤体内的探测仪器 (拾振器)所接收,经放大并记录下来。 微震法是通过记录采矿震动的能量、确定和分析震 动的方向以及对震中定位来评价和预测冲击地压。 微震法就是利用井下拾震仪站接收的直达P波起始 点的时间差,在特定的波速场条件下进行二维或三维定 位,以判定破坏地点,同时利用震相持续时间计算所释
2.6~3.0 ≥3.0
二、冲击地压的发生机理
冲击地压发生的根本原因是强度比较高的煤(岩)层,受 构造运动和开采形成的高强度应力集中。 1、冲击地压发生的影响因素 冲击地压的影响因素包括地质因素和开采技术因素。 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。 (1)开采深度的加大使煤体的应力增加,煤体变形和 积聚的弹性潜能增大,一般在达到冲击地压临界深度时发 生冲击地压。 (2)地质构造如褶皱、断裂、煤层倾角及厚度突然变 化等也影响冲击地压的发生。一般在褶曲和断层区域易于
冲击地压及其监测 方法
一、冲击地压的特征及分类 二、冲击地压的发生机理 三、冲击地压的监测方法
一、冲击地压的特征及分类
冲击地压现象是矿山压力显现的一种特殊形式, 可以描述为:矿山采动(采掘工作面)诱发高强度的煤 (岩)变形能瞬时释放,在相应采动空间引起强烈围岩 震动和挤出的现象。 1、冲击地压发生的地点及主要特征: (1)冲击地压的发生于地质构造有密切的关系,往 往发生在褶皱、断层及煤层变异性突出的部位主要受构 造应力的控制。 (2)发生冲击地压的煤层顶板往往具有坚硬的岩层, 这种岩层聚集高强度的变形能,是发生冲击地压的主要 驱动能量。 (3)发生在超前巷道的冲击地压,以巷道两帮煤体 抛出为主要特征,将巷道堵塞,甚至完全充实巷道空间。
综放工作面冲击地压的监测预报技术研究
综放工作面冲击地压的监测预报技术研究引言在煤矿开采过程中,综放工作面冲击地压是一种常见的地质灾害,给矿山生产带来了很大的安全隐患。
对综放工作面冲击地压进行监测预报技术研究,对于确保矿山安全生产具有重要意义。
随着科技的不断发展,各种监测预报技术也在不断更新和完善,可以更加准确地对综放工作面冲击地压进行监测和预测。
本文将重点讨论综放工作面冲击地压的监测预报技术研究,并对目前的研究进展进行简要的综述和分析。
一、综放工作面冲击地压的危害及特点综放工作面冲击地压是指在开采过程中,由于岩层失稳和岩石压缩变形导致地层内应力大幅增加,超出了岩石的承载能力,导致地层内岩石发生剪切破坏,从而形成的一种地质灾害。
综放工作面冲击地压的主要危害包括:一是对矿山生产经济造成损失,二是对矿工的人身安全构成威胁,三是对矿山设施和设备造成破坏。
综放工作面冲击地压具有突发性、不易预测性、规模大等特点,给矿山生产带来了巨大的安全隐患。
二、综放工作面冲击地压的监测手段综放工作面冲击地压的监测手段主要包括地质勘探、孔隙水压力监测、地下应力监测、摄像监测以及地震监测等多种技术手段。
通过这些监测手段,可以对综放工作面冲击地压进行时时监测和预警,并采取相应的措施来确保矿山的安全生产。
地下应力监测是目前较为常用的一种监测手段,可以通过在矿块内部设置应力监测点,实时监测地下应力的变化情况,提前预警并及时采取相应的措施。
三、综放工作面冲击地压的预测技术随着科技的不断发展,综放工作面冲击地压的预测技术也在不断更新和完善。
目前常用的预测技术主要包括人工智能技术、数值模拟技术、统计预测技术等。
人工智能技术可以通过对大量的监测数据进行分析和模式识别,提取地质灾害发生的规律和特征,实现对综放工作面冲击地压的预测。
数值模拟技术则是通过对矿山开采过程进行数值模拟,预测地下岩体的应力分布和变化趋势,从而实现对综放工作面冲击地压的预测。
统计预测技术则是通过对历史监测数据进行统计分析,提取规律性的变化趋势,加以预测。
冲击地压测定、监测与防治方法
冲击地压测定、监测与防治方法
地压是土壤对基础结构的长期作用产生的巨大而持续的应力,它
会对重要的结构设施产生破坏性的影响。
为了进行地压测定,一般使
用压测仪,用来监控这种应力的变化,估计偏心应力对结构的影响,
评估地压的影响,以及进行预防防护。
一般来说,地压测定可以分为两个主要步骤:土地调查、地压测定。
土地调查先要查明需要测定地压的地点,研究其土壤、岩石等性质,分析土地环境情况,以及代表性点处地压值比较,以便正确判断
所在区域地压变化趋势。
地压测定采用深层孔洞测试方法来确定地压,具体步骤是:1、
在测点处饲养探头;2、数据采集;3、数据处理;4、计算地压的大小;
5、结果比较;
6、确定地压负荷的穿透效应;
7、绘制穿透曲线,确定
地压变化趋势。
一旦确定地压,就可以采取相应措施来防护基础设施。
根据地压
的分布情况,可以采用不同的措施,具体有固定地基、调节地基、护
筑固结构等。
此外,还可以进行地压的动态监测,将地压数据(如负
荷和位移)存储在数据库中,定期检查,及时发现地压变化,以便做
出正确的判断和防护措施。
地压测定、监测和管理是保障建筑和结构安全运行的重要环节,
只有恰当采取措施,才能有效防止负荷或应力大小超出设计范围,避
免构筑物受损影响、脆弱起坍或破坏、坍塌等危险情况发生。
冲击地压的监测方法
• 8.1 对比法
•
冲击地压的监测方法
对比法就是基于相似条件下对冲击前兆进行归类,一般考虑下 列因素:
• •
本矿和邻矿的冲击地压现状和发展趋势; 本煤层或邻层、邻区已发生过的冲击地压;顶板为单轴抗压强 度大于70MPa的坚硬岩层;
•
岛形或半岛形煤柱;
•
• •
支承压力影响区;
上部或下部遗留煤柱或回采边界; 煤层厚度或倾角突然变化;
图8.6为煤体典型应力-时间、电磁辐射(EME)脉冲数-时间、电 磁辐射幅值一时间曲线图。
•
•
(a)不同类型的煤体在载荷作用下的变形及破裂过程中都有声发 射和电磁辐射信号发生。
在煤体的受载荷变形破裂过程中,电磁辐射基本上随着载荷的增 大而增强,随着加载及变形速率的增加而增强。 (b)从煤的变形破坏试验结果 煤试样在发生冲击性破坏以前,电磁辐射强度较稳定,而在扩容 突变阶段,电磁辐射强度出现突变。 (c)煤岩体电磁辐射的脉冲数随着扩容突变过程的增大而增大。 进入扩容突变后,即煤体的变形破裂强烈,电磁辐射信号也越强。
•
为了及时客观地评价采掘地点的冲击危险程度,必须适时确定支 承压力带峰值大小和位置。峰值愈大、距煤壁距离愈近,冲击危险程 度就愈大。但直接测定煤层应力相当困难,一般采用相对评价的方法。
•
•
钻屑法的原理
就是通过测量钻孔煤粉量的大小以确定相应的煤体应力状态,因 此,研究煤粉量与煤体应力之间的定量关系是实施这种方法的理论基 础,也是近代岩体力学的一个新课题——煤体钻孔力学的主要内容。 因内外不少学者进行了理论分析、室内模拟和实测试验。
• • 地球物理方法是利用岩体自然或人为激发的物理场监测岩体的动 态变化,冲击地压的监测可以采用地球物理方法。 目前采用的主要方法有:微震法、AE法、电磁辐射法等。
矿井冲击地压监测方案
矿井冲击地压监测方案引言矿井冲击地压是指在矿山开采过程中,由于采动工作面的推进,地层的变形和破裂会引起地面和巷道的沉降、塌陷和破坏等现象,极大地威胁着矿山的安全和工作人员的生命财产安全。
因此,对矿井冲击地压的监测和预警非常重要。
本文档旨在介绍一种基于现代技术的矿井冲击地压监测方案,帮助矿山管理人员及时掌握问题,采取相应的预防措施,保障矿井的安全和生产。
目标矿井冲击地压监测方案的目标包括以下几点:1.实时监测矿井冲击地压的情况;2.预警和预测矿井冲击地压的发生;3.提高矿山管理人员对冲击地压情况的认识;4.有效采取相应的防范和治理措施。
监测方案安装传感器为了实时监测矿井冲击地压的情况,需要在矿井的关键位置安装压力传感器。
这些位置可以是矿井的各个巷道、开采工作面以及特定的监测点位。
传感器将会记录并传输地层压力数据到监测系统。
数据采集与传输数据采集设备将连接传感器,采集地层压力数据,并将其传输到中央监测系统。
数据采集设备可以是硬件设备,也可以是软件程序,根据实际情况选择合适的设备。
数据传输可以通过有线或无线方式实现。
如果矿井较为复杂,传输距离较远,建议采用无线方式传输数据,以提高传输效率和稳定性。
数据存储与处理中央监测系统将会接收并储存从各个传感器传输来的地层压力数据。
这些数据将会经过处理,生成可视化的监测报告和图表,以供矿山管理人员进行分析和决策。
数据处理可以包括数据清洗、数据分析和数据建模等过程。
通过对数据的分析和建模,可以更好地了解矿井冲击地压的发生规律,并预测未来可能发生的情况。
警报系统监测系统将设置警报系统,一旦监测到冲击地压超过预定的安全标准,系统会发出警报信号,提醒矿山管理人员采取相应的措施。
警报系统可以通过声音、光线或其他方式实现,以确保矿山管理人员能够及时收到警报信息。
数据可视化与报告监测系统将会提供数据可视化和报告功能,以直观展示矿井冲击地压的情况。
矿山管理人员可以通过图表、曲线等形式,直观地了解矿井冲击地压的变化趋势和规律。
冲击地压及其监测
况 定的步距愈大,发生冲击地压的强度愈高。
29
第九章 P29
§9.5 冲击地压的
预防 • 9.5.1 区域性预防
• (1)采用合理的开拓布置和开采方式
• 合理的开拓布置、开采方式,可避免
•
+
•●
•
• ●高预应防冲力击集地压中发生 能量的积聚
有效
预防冲击地压
预防煤矿冲击地压发生的关键
采用
控制冲击地压发生的应力条件 针对 具体的煤层条件
•
破坏是不稳定的,煤岩体呈现突然的脆性破坏
• (2)能量理论 • ① 从能量转化方面 解释冲压成因 • ② 理论认为 冲击地压发生的条件为矿体-围岩系统在其力学平衡状态失稳所释放的能
量大于所消耗的能量
11
第九章 P11
9.3.3 冲击地压发生
(3)强度理论理论
• ①冲击地压发生的应力条件:
• 即矿山压力大于煤体-围岩力学系统的综合强度
15
第九章 P15
9.3.3 冲击地压发生
理论
• (7)其它
• ① 20世纪70年代末
• 林天键、唐春安
将突变论 引入岩石力学
• 潘岳等学者
建立岩体结构失稳的突变模型
• ② 齐庆新等学者
提出 “三因素”理论
• ③ 谢和平院士
提出了冲击地压的分形特征
•
将分形几何引入冲击地压的研究
16
第九章 P16
§9.4 冲击地压的监测
•
包括开采上保护层、开采下保护层及混合开采。
•
No
煤层间距适宜,应优先考虑开采下保护层,
原则是不破坏上层煤的开采条件
32
第九章 P32
综放工作面冲击地压的监测预报技术研究
综放工作面冲击地压的监测预报技术研究近年来,煤矿安全问题频发,其中综采工作面冲击地压是造成煤矿事故的重要原因之一。
为了减少煤矿安全事故的发生,需要对综放工作面的冲击地压进行监测预报。
本文将介绍综放工作面冲击地压的监测预报技术研究。
综放工作面是一种新型采煤方式,具有操作灵活、生产效率高等优点,但其存在着冲击地压的危险。
综放工作面冲击地压的特点如下:(1)强烈的动态效应综放工作面的采煤过程中,钻孔爆破和机械掘进等作业会产生冲击波,造成地层的塑性变形,同时也会产生振动波,使地层内的岩土体产生位移变形。
这些动态效应是综放工作面冲击地压的重要特点。
(2)不稳定性强在综放工作面的采煤过程中,煤层和岩层之间的动态关系非常复杂,同时因为采动煤柱压力的消失,地质变形难以控制,因此容易产生地压异常。
(3)预测难度较大综放工作面冲击地压的发生是由多种因素引起的,比如地质条件、采煤参数、支护参数以及水文地质条件等。
这些因素的相互作用使得对综放工作面冲击地压的预测难度较大。
为了准确监测综放工作面冲击地压,需要使用一系列的监测手段。
包括了地震波监测、应力监测、位移监测、水文地质监测等。
下面将针对这几种监测手段分别进行介绍。
(1)地震波监测地震波监测是一种通过监测综放工作面产生的地震波来确定地层变形情况的技术。
该技术基于地震波在地层内传播的特点,通过探针将地震波传感器固定在工作面的钢架上,监测工作面产生的地震波。
通过得到的地震波数据,可以获取地层内的位移变形情况、应力分布情况以及岩土体的弹性参数等信息。
(2)应力监测应力监测是一种通过监测综放工作面周围岩体的应力变化情况来确定地层变形情况的技术。
一般使用静应变式测压器布设在工作面附近的固定钢架上,监测工作面周围岩体的应力变化情况。
通过收集到的应力数据,可以评估综放工作面的稳定性和采动煤柱的状态。
(3)位移监测(4)水文地质监测水文地质监测是一种通过监测综放工作面周围水文地质环境的变化情况来确定地层变形情况的技术。
综放工作面冲击地压的监测预报技术研究
综放工作面冲击地压的监测预报技术研究随着矿山开采深度的不断增加,地下采矿工作面的冲击地压问题日益凸显。
冲击地压是指在矿山开采过程中,矿岩围岩受到巨大压力作用而发生破裂、位移或变形,从而对采空区、工作面及地面建筑物产生破坏的现象。
而综放工作面,又称织田法开采,是一种适用于煤矿开采的先进采煤技术,其开采工作面对冲击地压承受能力要求更高。
如何有效地监测和预报综放工作面冲击地压的发生,成为了目前煤矿生产管理和安全管理的重要课题。
一、冲击地压监测技术1. 应力监测技术:利用应力传感器对矿岩围岩的应力变化进行实时监测,可以较为准确地反映围岩的受力情况。
还可以采用应变片、压力细棒等装置进行应力监测。
2. 变形监测技术:通过安装位移传感器、变形测量仪器等设备,监测矿岩围岩的变形情况,了解工作面周围岩层的变形和位移情况。
3. 声发射监测技术:利用声发射传感器对矿岩进行监测,当矿岩发生破裂或变形时,会产生特定的声波信号,通过对这些信号的分析可以了解矿岩的状况。
4. 地震监测技术:利用地震传感器监测地下岩层的地震活动情况,地震活动的频率和幅度可以反映围岩处于何种状态。
以上监测技术可以结合使用,全面监测综放工作面周围矿岩围岩的受力情况和变形情况,为冲击地压的预测预报提供重要数据。
1. 监测数据分析:对采集到的矿岩围岩应力、变形、声发射、地震等数据进行分析,结合采煤工作面的工作情况和采掘方案,评估围岩的稳定状态。
2. 数值模拟预报:通过使用数值模拟软件,对采煤工作面周围围岩进行力学建模,预测围岩可能出现的破裂、位移和变形情况,提前做好应对准备。
3. 经验法预报:结合历史采矿数据和类似矿山的经验,对综放工作面的冲击地压情况进行经验性预测,为采煤工作面的安全生产提供参考依据。
4. 智能预报系统:利用人工智能技术和大数据分析,建立冲击地压的智能预报系统,实现对综放工作面冲击地压的智能化、自动化预测和预警。
三、技术应用案例某煤矿采用了上述的冲击地压监测和预报技术,对综放工作面的冲击地压进行了有效管理。
冲击地压及其监测山科
巷道堵塞,甚至完全充实巷道空间; (4)发生在工作面的冲击地压,一般表现为大面积冲击现象,冲击形成
的煤体运动和冲击波将支护体推倒; (5)在留有底煤的采场,冲击地压发生时,以底臌和煤岩压入采场空间
为主要显现特征。
对生产造成一定的破坏,需进行修复工作。包括井下实际发生并已观测到的、 达到各矿自定破坏性标准的冲击地压。
(c)冲击地压事故 由于冲击地压及其伴随现象(冒顶和瓦斯突出)造成人员伤亡事故,或由于井
巷或工作面破坏造成中断工作8h以上的冲击地压。
②按显现强度分级
表8.2 按显现强度分级
2024/10/13
资源与环境工程学院-资源工程1系
1738年英国史塔夫矿首次记录,我国1938年抚顺。煤矿,有冲 击地压危险矿井占20%以上。
中国是世界上煤岩动力灾害最严重的国家之一。
2024/10/13
资源与环境工程学院-资源工程1系
19
冲击地压及其监测 冲击地压监测到的震级情况
Rock Burst And its Monitoring
里氏震级/级
3
冲击地压及其监测
Rock Burst And its Monitoring
50年代中期印度某金矿 巷道中岩爆造成的戏剧性效果(dramatic effect)
岩爆前
2024/10/13
中度破坏区
资源与环境工程学院-资源工程1系
4
冲击地压及其监测
Rock Burst And its Monitoring
6
5.6
5.2
5
4.3
4
4
《煤矿冲击地压监测》课件
《煤矿冲击地压监测》 PPT课件
通过本PPT课件,你将深入了解煤矿冲击地压监测的重要性、方法、技术和实 际应用,以及其意义和前景。
什么是煤矿冲击地压?
煤矿冲击地压是指煤矿开采过程中,地下岩层的变形和破坏引起的地质灾害。它对煤矿安全生产造成严重威胁。
煤矿冲击地压的危害
煤矿冲击地压可能导致矿井坍塌、人员伤亡,甚至造成矿难。了解其危害,对煤矿安全生产至煤矿冲击地压监测可以帮助预测地质灾害,提前采取安全措施,保障煤矿工 人的生命安全和煤矿的持续生产。
煤矿冲击地压监测的方法
了解煤矿冲击地压监测的常见方法和原理,包括地面监测、孔隙压力监测等,有助于采取适当的监测措施。
煤矿冲击地压监测的技术
介绍煤矿冲击地压监测的技术和设备,包括地表物理探测、遥感技术和传感 器等先进技术的应用。
煤矿冲击地压监测实例
分享煤矿冲击地压监测的实际应用案例,展示这些技术和方法在实际工作中的效果。
煤矿冲击地压监测的意义和前 景
总结煤矿冲击地压监测的意义和前景,强调其在煤矿安全生产中的重要性和 未来发展的潜力。
结束语
总结整个课件的内容,提出今后研究的方向和建议,以进一步推动煤矿冲击地压监测技术的发展。
煤矿矿压与冲击地压的监测与技术
煤矿矿压与冲击地压的监测与技术煤矿工作面所面临的矿压和冲击地压问题是煤矿安全生产中的重要难题。
矿压和冲击地压的监测与技术是煤矿安全管理的关键环节之一。
本文将围绕煤矿矿压与冲击地压的监测和技术方面展开探讨,并介绍一些常用的监测和控制技术。
1. 矿压和冲击地压的定义矿压是指煤矿开采过程中,由于矿体围岩受到的应力超过其强度极限而发生的变形和破坏现象。
冲击地压是指矿体层理面倾斜、岩层发生变形产生的突然释放能量,引起矿压突增的现象。
矿压和冲击地压的发生会导致煤矿采空区变形、煤柱破坏、巷道变形和支护失效等问题,严重威胁着煤矿工人的安全。
2. 矿压和冲击地压的监测技术矿压和冲击地压的监测技术是预防和控制矿压和冲击地压的关键手段。
目前,常用的矿压和冲击地压监测技术主要包括压力差法、变形法、声发射法和应力监测法等。
2.1 压力差法压力差法是通过测量巷道两侧的压力差来判断巷道周围岩土体的稳定性。
通过安装巷道两侧的压力测点,可以实时监测巷道周围的压力情况。
当压力差超过一定范围时,表明巷道周围的岩土体已经受到了较大的压力,需要采取相应的支护措施。
2.2 变形法变形法是通过测量巷道变形来判断巷道周围岩土体的稳定性。
常见的变形监测方式包括收缩尺、压力板和位移钢筋等。
这些监测设备能够实时测量巷道的变形情况,一旦发现巷道发生较大的变形,就可以及时采取支护措施,避免矿压和冲击地压带来的危害。
2.3 声发射法声发射法是通过检测岩石中的微小应力产生的声波信号来判断巷道周围岩土体的稳定性。
声发射装置可以实时监测岩石中产生的声波信号,并通过分析声波信号的特征来评估巷道周围的稳定程度。
这种监测方法可以提前预警矿压和冲击地压的发生,为采取措施提供参考。
2.4 应力监测法应力监测法是通过测量岩体中的应力分布情况来判断巷道周围岩土体的稳定性。
常用的应力监测器包括应变仪、锚索和岩体应力测压仪等。
这些监测设备可以实时测量巷道周围岩土体中的应力情况,并提供准确的监测数据,为采取控制措施提供依据。
冲击地压的监测方法
击;打钻过程中钻具的推进情况也会发生变化,或钻进容易,或出现
卡钻甚至将钻卡死。出现这些变化的原因是钻孔周围煤体变形和脆性 破碎所致。
•
煤层中的应力愈大,煤的脆性破碎愈占优势。在钻孔的B段,孔
周煤体处于极限应力状态,打钻过程中钻屑量异常增多,钻屑粒度增 大,响声和微冲击强度升高,孔径扩大,这就是所谓的钻孔区开掘了一个微型巷道,则
制造煤粉钻孔,就犹如规模缩小了的冲击地压模拟试验。打钻时钻孔
冲击、粒度、推进时间和推进力的变化以及钻杆被夹持等有关动力效
应,亦有可能成为鉴别冲击危险的依据。
•
•
在煤体中打钻至一定深度后,钻孔周围煤体将逐渐达到极限应力
状态,如图8.1所示。 孔壁部分煤体可能突然挤入孔内,并伴有不同程度的响声和微冲
•
褶曲或断裂构造带等。
•
在了解上述因素后,根据已发生的冲击地压的开采条件、地质构
造特点,以及对煤层的区域了解程度,可对煤层冲击地压前兆信息进
行识别,又称为相似性识别。 • 用对比法进行冲击前兆信息的识别,必须了解以下内容:
•
•
(1)煤岩层赋存特点
煤岩层赋存特点包括:煤层埋深、顶底板坚硬岩层、煤岩力学性 质、断层、褶曲区域的开采冲击地压显现特征。
生的冲击和压出煤的强度愈高;下位基本顶岩梁相对稳定的步距愈大,
发生冲击地压的强度愈高。因此,采用顶板动态法监测冲击地压是比 较有效的。
•
①监测区域
•
(a)从工作面推进到煤壁上应力达到煤体破坏强度(开始形成内
应力场)的部位起,到随工作面推进,煤层上支承压力继续增加,内
应力场形成足够的缓冲带。该地段是监测的重点区域。
•
• • •
图8.6
冲击地压灾害综合监测预警技术
冲击地压灾害综合监测预警技术摘要:煤矿冲击地压是矿井开采过程中的一种极其复杂而难以预测的一种矿山动力学现象,导致其发生的不确定性因素很多,其使得采煤作业的安全等风险提高。
为保障煤矿开采的安全性,需要使用综合监测预警技术来对其进行准确的预警,以保证煤矿的安全生产。
鉴于此,本文将在分析冲击地压的概念以及冲击地压形成机理的基础上,对冲击地压灾害综合监测预警技术进行分析,并通过案例进行举例说明。
关键词:冲击地压;综合监测预警技术;应用案例1冲击地压1.1冲击地压的概念冲击地压指是一种岩体中聚积的弹性变形势能在一定条件下突然猛烈释放,导致岩石爆裂并弹射出来的现象。
冲击地压是煤矿面临的主要安全隐患之一。
轻微的冲击地压仅有剥落岩片,无弹射现象,严重的可测到4.6级的震级,烈度达7-8度,使地面建筑遭受破坏,并伴有很大的声响。
冲击地压可瞬间突然发生,也可以持续几天到几个月。
发生冲击地压的条件是岩体中有较高的地应力,并且超过了岩石本身的强度,同时岩石具有较高的脆性度和弹性,在这种条件下,一旦地下工程活动破坏了岩体原有的平衡状态,岩体中积聚的能量释放就会导致岩石破坏,并将破碎岩石抛出。
1.2冲击地压形成机理随着煤矿开采强度不断增加,开采深度不断加大,地层内的应力分布较浅部开采有着很大的不同。
煤岩体中积聚能量的不断释放,造成煤层的不稳定,时常发生不同种类的矿震。
当煤岩体中积聚的弹性能突然释放时,就会造成煤岩体的破坏,发生冲击地压。
能量释放理论在煤矿开采中分析其冲击地压形成机理时经常用到,其主要是能量的释放,造成应力的不均衡分布,使得煤矿开采中的煤层应力结构发生改变,表1为煤炭开采中的冲击地压机理的分析的汇总表。
煤炭开采中冲击地压主要分成上述三类,在井巷或采掘工作面,当应力分布发生改变时,时常诱发剧烈的振动,导致煤矿冲击地压的发生,成为煤矿开采过程中的主要威胁之一,其安全防治成为煤矿开采中的重要任务。
从中可以看出,三类形成机理的危害程度不同,应该针对不同的类别作出合理的防治方案,确保实施过程的安全性,从而有效并有序的开展煤矿冲击灾害的防治。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
§9.1 概述
§9.2 冲击地压的特征及其分类
§9.3 冲击地压发生的机理
§9.4 冲击地压的监测方法
§9.5 冲击地压的预防
§9.1 概述
§9.2 冲击地压的特征及其分类
§9.3 冲击地压发生的机理
§9.4 冲击地压的监测方法
§9.5 冲击地压的预防
第九章冲击地压及其监测
第九章冲击地压及其监测
§9.1 概述
冲击地压(岩爆)
瞬间释放煤岩体变形能,引起强烈围岩震动
支架损坏、片帮冒顶、巷道堵塞、伤及人员等
随采深冲击地压发生频次和烈度增大
冲击地压发生原因复杂,影响因素多
预防冲击地压对巷道围岩稳定性的破坏已成为矿产资源开采过程中一个急需解决的最关键、最棘手的问题。
产生
危害
开采深度影响
§9.2 冲击地压的特征及其分类
9.2.1 冲击地压的特征
① 共有特征突发性、瞬时震动性、破坏性
② 我国煤矿冲击地压突出特点
多类型、条件复杂、随采深增加发展趋势严重等
③ 诱发因素如放炮、顶板来压期间、回柱(移架)等
④ 冲击地压发生的地点及其主要特征
a 与地质构造有密切关系,往往发生在褶皱、断层及煤层变异性突出的部位,主要受构造应力的控制
9.2.1 冲击地压的特征
④ 冲击地压发生的地点及其主要特征
b具有坚硬的岩层的煤层顶板,该岩层聚集高强度的变形能
c发生在超前巷道的冲击地压,以巷道两帮煤体抛出为主要特征
d发生在工作面的冲击地压,一般表现为大面积冲击现象
e在留有底煤的采场发生时,以底臌和煤岩压入采场空间为主要显现特征
§9.2 冲击地压的特征及其分类
9.2.2 冲击地压的分类
(1)根据冲击地压的能量特征按冲击时释放的地震能大小
表9.1 按冲击时释放的地震能大小分类
§9.2 冲击地压的特征及其分类
9.2.2 冲击地压的分类
(2)按参与冲击的煤岩体类别
a 产生于煤体一围岩力学系统
b 煤矿冲击地压的主要显现形式
a 高强度脆性岩石瞬间释放弹性能
b 岩块从母体急剧、猛烈地抛出
● 对于煤体是顶底板岩层内弹性能的突然释放,又称围岩冲击。
按冲击位置又分顶板冲击和底板冲击。
§9.2 冲击地压的特征及其分类
煤层冲击
岩层冲击
9.2.2 冲击地压的分类
(3)根据冲击力源分类
(4)按统计方法分类
①按冲击地压的破坏后果分类
a 一般冲击地压
b 破坏性冲击地压
c 冲击地压事故
§9.2 冲击地压的特征及其分类
重力型
构造型
中间型
由受重力作用引发,没有或有少量构造力的影响
主要由受构造力引起
重力和构造力共同作用引发
表9.2 按显现强度分级
9.2.2 冲击地压的分类
(4)按统计方法分类
②按显现强度分级
按里氏地震计分级,见表9.2
§9.2 冲击地压的特征及其分类
9.3.1 冲击地压发生的原因及实现的条件
§9.3 冲击地压发生的机理
根本原因
发生条件
强度比较高的煤(岩)层
冲
击
地
压
发
生
没有采取释放应力和能量措施
高应力集中部位的采动影响
受构造运动和开采
形成的高度应力集中
9.3.2 冲击地压发生的影响因素
(1)地质因素
(2)开采技术因素
开采多煤层时
任何造成应力集中的因素(诱导因素),
§9.3 冲击地压发生的机理
开采深度
地质构造
煤岩结构及性能
如开采程序不合理、留设煤柱、相邻两层开采错距不合适等
9.3.3 冲击地压发生理论
(1)刚度理论
提出在20世纪60年代由Cook等人
理论认为试件的刚度大于试验机构的刚度时
破坏是不稳定的,煤岩体呈现突然的脆性破坏
(2)能量理论
① 从能量转化方面解释冲压成因
② 理论认为冲击地压发生的条件为矿体-围岩系统在其力学平衡状态失稳所释放的能量大于所消耗的能量
§9.3 冲击地压发生的机理
9.3.3 冲击地压发生理论
(3)强度理论
①冲击地压发生的应力条件:
即矿山压力大于煤体-围岩力学系统的综合强度
②理论认为较坚硬的顶底板可将煤体夹紧,阻碍深部煤体自身或煤体-围岩交界处的变形(图9.1),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。
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。
图9.1 强度理论示意图
9.3.3 冲击地压发生理论
(4)冲击倾向性理论
提出由波兰和前苏联学者
煤岩体冲击倾向性发生冲击地压的必要条件
我国学者提出
① 用煤样的动态破坏时间(D t)、弹性能指数(WET)及冲击能量指数(KE)三项指标综合判别煤的冲击倾向的实验方法。
② 两个冲击倾向性指标弹性能指数WET、冲击能量指数KE
9.3.3 冲击地压发生理论
(5)三准则理论
我国学者李玉生等提出判定冲击地压发生的必要条件
强度准则、能量准则和冲击倾向性准则应同时满足
(6)失稳理论
① 根据岩石全应力—应变曲线
② 介质的强度和稳定性是发生冲击的重要条件之一
③ 提出了冲击地压是材料失稳的思想。