煤矿冲击地压的机理及未来的研究和治理技术(标准版)
煤矿冲击地压案例及发生机理
我国冲击地压矿井分布情况
对中国期刊网中2000年至2010年1O年问公开发表的科 技论文进行检索,共检索到相关论文367篇,根据这些论文 提供的现场资料,归纳分析了我国近年来共计67个矿井发生 冲击地压或有冲击地压危险的相关指标。根据文献资料检索 ,我国冲击地压发生最多的地区为山东省,在统计中发生冲 击地压矿井数占总数的39%;其次依次是黑龙江、江苏、河 南、河北、山西、辽宁、甘肃和北京等省市。
4.2 强度理论 井下煤岩体除了承受深度压力和支承压力作用外,还存在
由于地质构造作用引起的构造应力和其它应力。“煤体-围岩 ”系统处于复杂的受力状态,内部存在弱面,所以煤岩体的承 载能力应是煤体-围岩系统的强度。只要外载大于承载能力, 就会发生破坏。导致岩体破坏的决定因素,不是应力本身,而 是它与岩体强度的比值。当煤岩应力等于或大于煤岩系统的强 度时发生破坏。
5 冲击地压发生条件的再认识
(2)薄煤层发生冲击地压; 七台河矿业公司桃山矿一采区42035工作面前后发生的
近10次冲击地压现象,工作面开采85层煤,煤层厚度平均 0.8 m;直接顶为灰白色粉砂岩,厚度0.7 m,普氏系数为4 ~6;老顶以中砂岩为主,平均厚度28 m,普氏系数为8~ l0。开采深度667—740 m,采用的都是走向长壁后退式开 采方式,高档普采,煤层倾角25,工作面长140~160 m。
(3)冲击发生在应力叠加的煤柱区(两侧或三侧采空 的条件)或工作面前方支承压力峰值区附近。
顶底板应力集中型冲击地压发生条件
(1)煤层具有中等冲击倾向及较低的钻孔冲击临界 压力;
(2)煤层厚度较小(一般小于6m); (3)较厚的坚硬顶底板的存在,且煤层与顶底板之 间没有软弱岩层。
煤炭开采中的冲击地压机理和防治
272我国有许多的煤炭井,但是由于各个煤炭所处的地理位置和当地的气候环境的不同,煤炭井的产煤规模大小各不相同,使得煤炭开采中面临的开采难度也各不相同,但是在煤炭开采中存在的冲击地压确实煤炭开采中常见的矿区灾害之一。
据了解每年都会有由于冲击地压造成矿区事故发生,这给矿区工作者的生命安全带来了巨大的威胁,同时也阻碍了煤炭资源安全开采的步伐,所以在今后的煤炭开采中加大冲击地压机理的研究,有针对性的制定防止措施是非常有必要的。
1 煤炭开采中冲击地压机理出现的因素分析1.1 冲击地压地质条件及相互作用机制分析煤炭矿井的地质特征、构造条件以及区域性的应力环境等都是冲击地压形成的重要因素,无论是直接或者是间接的都会影响着冲击地压,而且在地质结构经过长时间的演化,使得一些地域的地质结构存在着很大的差异,然而不同地质特征的具有一些特殊性,在一定程度上回诱发矿井地质灾害的的发生[1]。
除此之外,断层和褶皱等一些特殊地质结构也是诱发冲击地压的主要原因,在近几年的煤炭冲击地压分析中发现,冲击地压的形成和斜轴部、构造变化以及应力带区域有着直接的关系,探地雷达、TSP超前地质预报以及三维地震勘测等技术是目前地质结构研究中应用的比较频繁的,但是在煤炭开采中也有一些特殊地质的存在,对于这些特殊地质的存在也要有针对性的建立一套完整的监测系统和探测方法,不能任其随意发展,不然煤炭开采中冲击地压造成的危害将会更大。
1.2 煤炭开采中冲击地压发生的机理分析随着工业生产对煤炭需求量的增加,煤炭开采企业为了满足社会发展的需求,提高煤炭的开采量,已经加大了煤炭开采深度和广度的发展,煤炭作为不可再生资源,需求量的增加必然会使煤炭开采的深度加深,而且对于我国煤炭资源开采的现状来说,我国煤炭开采的深度和扰动一直在不断的增加,冲击地压机理多因素的特点也越来越突出。
采用失稳模型与能量体系,利用分叉理论和动力学来研究破裂演化而诱发冲击地压的过程。
煤炭采集中冲击地压在受到开采深度、地质结构、煤岩结构以及外力的影响,尤其是在达到一定程度后,开采深度就会发生冲击地压,此深度称为冲击地压临界深度。
浅析煤矿冲击地压类型特征及防治方法
浅析煤矿冲击地压类型特征及防治方法发表时间:2021-01-07T08:31:29.968Z 来源:《防护工程》2020年28期作者:邹继超[导读] 冲击地压是发生在煤矿开采过程中典型动力灾害之一,冲击地压可能诱发煤与瓦斯突出、煤层自燃发火、冒顶等次生灾害,造成更为严重的后果。
黑龙江龙煤鹤岗矿业有限责任公司黑龙江鹤岗 154103摘要:冲击地压(亦称为矿震)是在以煤矿开采为代表的矿井开采过程中,发生在地下矿井巷道、掘进工作面和采煤工作面周围的煤、岩体瞬间爆发猛烈破坏的典型矿山动力灾害现象。
同时可能诱发一系列次生灾害,诸如煤与瓦斯突出、煤层自燃、顶板垮落等。
其表现特征主要以突然、急剧、猛然为主。
冲击地压发生的主要原因是由于煤或岩体载荷集中局部化的问题,这一问题是十分抽象的,因此想要进行直接监测与掌控是十分困难的,这就使冲击地压问题的解决变得更加复杂。
鉴于此,本文主要分析探讨了煤矿冲击地压类型特征及防治方法,以供参阅。
关键词:煤矿;冲击地压;类型;特征;防治方法引言冲击地压是发生在煤矿开采过程中典型动力灾害之一,冲击地压可能诱发煤与瓦斯突出、煤层自燃发火、冒顶等次生灾害,造成更为严重的后果。
煤矿冲击地压的发生是载荷集中局部化的问题的体现,针对现阶段煤矿冲击地压问题,相关人员可以利用物探的方法对煤矿地质结构进行量化了解,同时,加强对煤矿深层瓦斯对冲击地压的作用,加强对冲击地压监测数据处理方法的研究,重视对防冲开采设计方法和巷道防冲能力的研究。
1煤矿冲击地压的发生机理通常,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。
冲击地压的机理及其防治
冲击地压的机理及其防治冲击地压的机理及其防治摘要:冲击地压时⼀种特殊的矿⼭压⼒显现形式,现在已成为煤矿开采特别时深部矿井开采的主要灾害,严重威胁到煤矿的安全⽣产。
⽬前,我国北京、辽源、⼤同、⾩新、开滦、徐州、抚顺、⼤屯等不少煤矿都发⽣过冲击地压。
且冲击矿压发⽣条件极为复杂,除褐煤以外的其他各种煤层均发⽣过冲击地压。
采深从200~1000 m,地质构造从简单到复杂,煤层由薄到特厚,倾⾓由⽔平到急斜,顶板包括砂岩、灰岩、油母岩等,都发⽣过冲击矿压;在⽣产技术条件上,不论⽔采、炮采、普采或是综采,全部垮落法或⽔⼒充填等各种采煤⼯艺,还是长壁、短壁,巷柱、倾斜分层、⽔平分层、倒台阶、房式等各种采煤⽅法都出现过冲击地压。
因此,研究冲击地压发⽣条件与防⽌技术,具有⼗分重要的任务。
关键词:冲击地压、形成机理、防治措施、影响条件冲击地压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突然、急剧、猛烈的破坏为特征的动⼒现象。
简单的讲,冲击地压就是煤(岩)体得突然破坏现象。
实例表明,冲击地压是最危险的矿⼭动⼒现象。
它⼀般⽆明显宏观前兆⽽突然发⽣,冲击过程急剧⽽短暂,伴随巨⼤声响和强烈震动,对矿⼯安全有很⼤威胁,给⽣产往往造成严重破坏。
⼀些矿井在开采边⾓煤、保护煤柱的条件下,甚⾄在设计不合理的⼯作⾯开采中或巷道掘进中都容易发⽣冲击矿压,造成严重的⾃然灾害。
⼀、冲击地压成因的机理所谓冲击地压发⽣机理,就是指冲击地压发⽣的原因、条件、机制和物理过程,冲击地压的发⽣机理就其主要⽅⾯来讲,就是在⼀定的地质因数和开采条件下,煤(岩)受外⼒引起变形,发⽣突然破坏的⼒学过程。
对冲击地压成因和机理的解释主要有强度理论、刚度理论、能量理论、冲击倾向性理论和失稳理论。
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。
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。
采矿工程毕业论文煤矿冲击地压的机理及未来的研究方向和治理技术
煤矿冲击地压的机理及未来的研究方向和治理技术采矿工程摘要:总结和论述了近几十年来国内外在研究煤岩体系发生冲击地压理论方面的进展,冲击地压发生的主要因素和特点,探讨了在冲击机理方面研究的趋势,并对国内外现今所采用的预测和防治措施进行了分析,并提出了防治的方法,展望了今后在预测预报工作和防治措施研究及实践方面的发展方向。
关键词:冲击地压岩石力学预测预报强度刚度能量引言煤矿冲击地压是指在一定条件的高地应力作用下,井巷或回采工作面周围的煤岩体由于弹性能的瞬时释放而产生破坏的矿井动力现象,常伴随有巨大的声响、煤岩体被抛向采掘空间和气浪等现象。
它往往造成采掘空间中支护设备的破坏以及采掘空间的变形,严重时造成人员伤亡和井巷的毁坏,甚至引起地表塌陷而造成局部地震。
1对国内外煤矿冲击地压灾害及其理论研究现状的评述1. 1国内外煤矿冲击地压灾害评述煤矿冲击地压和岩爆是一个世界性的灾害现象。
从1738 年英国的南史塔福煤田发生世界上第一次冲击地压以来,已有260 年的历史了。
其间在世界上发生冲击地压的国家除我国外,还有英国、波兰、法国、德国、俄罗斯、乌克兰、南非、美国、日本等23 个国家和地区。
我国最早记录的冲击地压是1933 年在抚顺胜利矿发生的。
从1933~1996 年的60 多年间,全国共有36 个矿井累计发生过4 000 余次破坏性的冲击地压,造成400 多人死亡,200多人受重伤,破坏巷道20 km 之多,其经济损失十分严重。
1. 2冲击地压理论研究现状的评述南非于1915 年就建立了南非矿山冲击委员会,对煤和金属矿的冲击地压进行研究。
西德于20 世纪50 年代初就开始冲击地压的研究工作,并且成功地采用了钻孔卸压措施来防治煤矿井下发生的冲击地压[。
前苏联的全苏矿山测量科学研究院也制定了《有冲击地压危险煤层的矿井的采矿工程施工安全规程》。
在美国主要采用的方法有煤层掏槽、钻孔卸压、卸压爆破和煤层注水等。
我国对冲击地压的研究是从60 年代才开始的,主要是由一些有严重冲击地压的局矿在生产实践中加以探索。
分析冲击地压防治关键理论与技术
分析冲击地压防治关键理论与技术一、冲击地压防治理论冲击地压的发生机理至今没有一套成熟完善的理论研究机理,导致了冲击地压防治难度的增大,防治过程中存在一定的盲目性。
矿井在对于冲击地压灾害的认识上存在两种极端:第一种是不重视冲击地压的防治,对其采取不治理态度。
第二种是全面治理,建立多种防治体系,管理混乱,没有针对性,资金投入增大却效率低下。
结合最新的理论研究及实际的防治效果,本文总结出如下几个冲击地压防治理论。
1.1确定冲击地压与矿震之间的关系矿震主要是指受到矿区内岩层断裂、构造活化与矿柱破碎以及采动塌陷等的影响,使得矿区内出现震动的现象。
而冲击低压则主要是指巷道四周与采场承压变形、破坏而产生的一种灾害。
而冲击低压与矿震之间互为因果关系,冲击低压可能会引发矿震,而矿震也可能会导致冲击低压,因此,二者之间的关系需要人们注意。
还有一种微震现象是受到金属矿开采作业的影响而导致围岩被破坏而出现位移的现象。
由此可知,对于防治原发性矿震的难度极大,而防治巷道与采场等的冲击低压灾害则相对较为容易。
因此,工作人员必须能够明确区分冲击低压与矿震之间的关系,只有这样才能够制定合理的工作方案。
1.2应用“上盘岩层空间结构理论”对动力灾害区域进行划定、预判矿井进行深部开采时,影响采场应力分布的岩层范围超出了基本顶和直接顶的范围,此时需要用到上覆岩层的空间结构理论来对采场周围的应力分布进行分析研究。
岩层的多层结构往往诱发多次的矿震和冲击。
1.3采用“水平应力突变理论”预测矿震及其诱发型冲击地压当顶板中存在坚硬厚岩层时,容易发生矿震及其诱发的冲击地压灾害,而这类灾害的预测是比较困难的。
基于厚层坚硬岩层中水平应力突变、水平应力超过岩层强度作为判据,可以估计矿震发生的位置。
通过在兖矿集团南屯、鲍店等金属矿进行试验,具有较好的实用价值。
矿震诱发冲击地压的主要原因是关键岩层中水平应力突变引起围岩中垂直应力突变。
根据矿震诱发冲击地压的力学机理,可以对矿震发生的位置和强度进行预测,并圈定动力灾害危险区,采用关键部位断顶和在金属层中打大直径卸压孔等措施,防止“震—冲”型动力灾害的发生。
防煤矿冲击地压培训教案
防煤矿冲击地压培训教案第一章:煤矿冲击地压概述1.1 冲击地压的定义1.2 冲击地压的危害1.3 冲击地压的产生原因1.4 冲击地压的分类与特点第二章:煤矿冲击地压的预测与预防2.1 冲击地压的预测方法2.2 冲击地压的预防措施2.3 冲击地压监测技术2.4 冲击地压的安全防范对策第三章:煤矿冲击地压事故案例分析3.1 国内外煤矿冲击地压事故案例3.2 事故案例的原因分析3.3 事故案例的教训与启示3.4 事故案例的应急处理与救援第四章:煤矿冲击地压的安全管理4.1 冲击地压安全管理的重要性4.2 冲击地压安全管理制度与规定4.3 冲击地压安全管理人员职责4.4 冲击地压安全培训与教育第五章:煤矿冲击地压的应急处置与救援5.1 冲击地压事故的应急预案5.2 冲击地压事故的救援措施5.3 冲击地压事故的现场处理5.4 冲击地压事故的后续处理与总结第六章:煤矿冲击地压的力学原理6.1 冲击地压的力学模型6.2 煤岩体的力学性质6.3 冲击地压的力学机制6.4 冲击地压的力学计算方法第七章:煤矿冲击地压的工程技术措施7.1 冲击地压治理技术7.2 冲击地压控制技术7.3 冲击地压加固技术7.4 冲击地压防治工程案例第八章:煤矿冲击地压的安全检测与评价8.1 冲击地压检测技术8.2 冲击地压评价方法8.3 冲击地压风险评估8.4 冲击地压安全监测系统第九章:煤矿冲击地压的员工培训与素质提升9.1 冲击地压培训内容与方法9.2 冲击地压培训计划与实施9.3 冲击地压培训的效果评估9.4 冲击地压培训的优秀实践与经验分享第十章:煤矿冲击地压的可持续发展与未来趋势10.1 冲击地压防治技术的创新与发展10.2 冲击地压安全管理与控制的趋势10.3 冲击地压事故预防与救援的先进技术10.4 煤矿冲击地压的绿色开采与可持续发展重点和难点解析一、煤矿冲击地压概述难点解析:冲击地压的产生原因、危害及其与煤矿安全生产的关系二、煤矿冲击地压的预测与预防难点解析:冲击地压监测技术的应用、冲击地压安全防范对策的制定三、煤矿冲击地压事故案例分析难点解析:事故案例的应急处理与救援、事故案例的后续处理与总结四、煤矿冲击地压的安全管理难点解析:冲击地压安全管理人员职责的界定、冲击地压安全培训与教育的实施五、煤矿冲击地压的应急处置与救援难点解析:冲击地压事故的现场处理、冲击地压事故的后续处理与总结六、煤矿冲击地压的力学原理难点解析:冲击地压的力学机制、冲击地压的力学计算方法七、煤矿冲击地压的工程技术措施难点解析:冲击地压加固技术的选择、冲击地压防治工程案例的分析八、煤矿冲击地压的安全检测与评价难点解析:冲击地压风险评估、安全监测系统的建立与维护九、煤矿冲击地压的员工培训与素质提升难点解析:冲击地压培训的效果评估、优秀实践与经验分享十、煤矿冲击地压的可持续发展与未来趋势难点解析:冲击地压事故预防与救援的先进技术、绿色开采与可持续发展的实践全文总结与概括:本教案全面介绍了煤矿冲击地压的基本概念、预测预防、事故案例分析、安全管理、应急处置与救援、力学原理、工程技术措施、安全检测与评价、员工培训与素质提升以及可持续发展与未来趋势。
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。
煤矿开采中的冲击地压与支护措施
加强支护施工管理
总结词
加强施工过程中的质量监控和安全管理,确 保支护施工质量和安全。
详细描述
支护施工是矿井安全的重要保障,因此应加 强施工过程中的质量监控和安全管理。通过 建立完善的施工管理制度、加强技术培训和 安全教育、实施质量责任制等方式,确保支 护施工质量和安全。同时,应加强施工现场 的监测和维护,及时发现和处理潜在的安全
分布状态。
地质构造影响
断层、褶皱等地质构造对岩体的 应力分布有显著影响,容易形成 应力集中区域,增加发生冲击地
压的风险。
煤岩体性质
煤岩体的物理力学性质、结构特 征和含水率等也是影响冲击地压
发生的重要因素。
2023
PART 02
冲击地压的危害
REPORTING
对人员安全的危害
人员伤亡
冲击地压可能导致顶板垮落、煤 块飞溅,对现场作业人员造成直 接伤害。
,成功避免了人员时释放高压气体、增加支护强度等
措施。
经验总结
03
科学合理的应对措施和团队协作是成功应对冲击地压的关键。
2023
REPORTING
THANKS
感谢观看
某矿支护失效案例分析
事故经过
某矿在巷道掘进过程中,支护结构突然失效,造成巷道变形和坍 塌。
原因分析
支护设计不合理,材料强度不足,施工质量控制不严格。
教训总结
应加强支护设计和施工质量控制,确保支护结构的稳定性和可靠 性。
某矿成功应对冲击地压的案例
案例概述
01
某矿在开采过程中遭遇冲击地压,但通过科学合理的应对措施
心理压力
频繁或严重的冲击地压可能给矿 工带来心理压力,影响工作积极 性和效率。
煤矿冲击地压发生机理与防治技术的研究
煤矿冲击地压发生机理与防治技术的研究煤矿冲击地压是指在煤矿开采过程中,地层发生破裂导致地面下沉,进而影响矿井的稳定,威胁矿工生命安全和矿山持续生产的一种地质灾害。
煤矿冲击地压的发生是由于煤矿开采过程中,岩层应力分布的改变、破裂、滑动以及煤体收缩等因素共同作用的结果。
煤矿冲击地压发生的机理主要包括以下几个方面:1. 应力分布的改变:煤矿开采会导致煤层应力分布的改变,原来受到约束的应力将会释放,导致地面下沉。
2. 破裂与滑动:煤层和岩层的破裂与滑动也是冲击地压发生的重要原因。
在煤层开采过程中,煤层与岩层之间形成的裂隙会扩大,进而导致地面下沉。
3. 煤体收缩:煤炭层中的煤体在开采过程中会发生收缩,导致地面下沉。
收缩主要是由于煤炭中的挥发分被释放出来,煤体的体积减小。
1. 改善采煤方法:合理选择采煤方法是防治冲击地压的关键。
应优先选择安全稳定的采煤方法,避免采用容易引发冲击地压的采煤方法。
2. 采取支护措施:在煤矿开采过程中,对煤层和岩层进行支护是防治冲击地压的重要手段。
可以采用支柱法、木材和钢材支护法等方式,增加矿井的稳定性。
3. 引导地应力:通过采取措施改变地层应力分布,减轻地面下沉的程度。
在开采过程中适当增加地应力,可以减轻地面下沉的程度。
4. 加强监测预警:及时监测地压的变化情况,预警煤矿冲击地压的发生。
可以采用地压仪、应力应变仪等设备进行监测,并根据监测结果及时采取措施预防冲击地压的发生。
煤矿冲击地压的发生机理是多方面因素共同作用的结果,要想有效防治冲击地压,需要从采煤方法的选择、支护措施的加强、地应力的引导以及监测预警等方面进行综合治理。
只有不断完善技术和措施,才能保障煤矿生产的安全和稳定。
防治煤矿冲击地压细则
防治煤矿冲击地压细则煤矿冲击地压是一种不安全严重的地质祸害,其重要特征是巨大的地应力变化,会导致矿井地质体破坏,发生矿震、煤与岩石混合、支护破坏等意外事故。
为了避开煤矿冲击地压事故的发生,煤矿企业必需实行一系列的防范措施。
本文将从煤矿冲击地压的定义、成因、掌控原则及防治细则等方面阐述和分析,以期提高煤矿企业的防备和整治水平。
1.煤矿冲击地压的定义冲击地压是指煤矿开采过程中,地质体受到应力状态变化超出其承受本领而发生破坏,造成地面过度下沉或运动的现象。
冲击地压是由于煤层结构破坏、节理发育、地质应力松弛、矿井支护措施不精等造成的。
2.煤矿冲击地压的成因(1)地质条件:地质构造发育。
巨大的扭曲形变使其内部形成大量应力集中区域。
应力集中的地区矿井中的岩石和煤层简单发生失稳。
(2)煤层条件:煤层构造变化、异形厚煤层、厚煤大跨度、低透水性煤层等。
(3)矿井条件:开拓方法、掘进方式、采空区等因素,如房柱法开采后板达不到要求、碎裂带过大、掘进速度过快,采空区支架护理精度不够高。
(4)工艺条件:采煤的机具、方法、路线、采区进退方式、煤柱等。
3.煤矿冲击地压的掌控原则(1)理论讨论把握:加深对冲击地压形成的基本机理、形成特征及其规律的认得和讨论。
(2)现场监测: 适用于现场地质构造和煤层结构的特点,采纳现代监测技术和仪器设备,开展冲击地压实时监测,为矿山安全生产供给数据支撑。
(3)安全管理:加强对支架、颚架、液压支架、锚杆等地质施工设备的日常维护、保养和管理。
对采算等方面加强技术管理培训。
(4)防治技术:采纳措施包括减小采煤速度、更改煤柱大小、缩短工作面长度等。
加强支架、岩层掌控、采煤机选择与布置等。
4.防治煤矿冲击地压的细则(1)把握矿井地质特征:首先,煤矿企业必需清楚了解矿井地质特点,通过工程地质调查和行业把握煤层结构特点以及地质条件,把握曲度变化、煤层岩层接触变化、有无炭层岩层滑动变形、煤层构造变化、水文地质情况、临水地质情况等。
防治煤矿冲击地压细则
防治煤矿冲击地压细则煤矿冲击地压是指由于煤层开采导致的地表或地下产生的地质力影响,对矿井工作面、巷道等产生压力,并导致地质灾害的发生。
冲击地压是煤矿安全生产中的重要问题,如果不加以防治,将会对矿井安全和正常生产造成严重影响。
下面就是我为您总结的防治煤矿冲击地压的细则:一、冲击地压的原因和特征1.1 冲击地压原因煤矿冲击地压的主要原因是煤层开采引起的地应力重分布和应力强度增加。
此外,煤层瓦斯压力的变化以及煤和岩石层的岩性、水文地质条件也会影响冲击地压的发生。
1.2 冲击地压特征冲击地压具有突发性、时空关联性和多因素综合作用等特征。
冲击地压通常在煤层开采到一定阶段突然发生,并且会对周围的矿工作面和巷道产生影响。
此外,冲击地压的发生与开采区域的地质条件、采煤工艺、工作面长度和顶板支护等因素有关。
二、防治冲击地压的基本原则2.1 安全第一原则防治冲击地压的基本原则是以安全为前提,确保矿井和矿工的生命安全。
2.2 预防为主原则防治冲击地压要以预防为主,采取有效的措施预防冲击地压的发生,减轻冲击地压带来的影响。
2.3 综合治理原则防治冲击地压是一个综合性问题,需要综合运用地质、矿山、机械、电气等知识,采取各种措施综合治理。
三、防治冲击地压的技术措施3.1 顶板支护措施合理选择适当的顶板支护方式,如钢拱架支护、锚杆支护、预应力锚杆支护等,加强顶板稳定性,减轻冲击地压带来的压力。
3.2 巷道支护措施加强巷道的支护,采用适当的支护材料和支护方式,提高巷道的稳定性和承载能力。
3.3 采动边界控制措施合理设置采动边界,适当减小采高,减少采动对周围岩层的影响,减轻冲击地压的发生。
3.4 建立合理的通风系统建立合理的通风系统,保持矿井内的通风畅通,降低瓦斯压力和温度,减轻冲击地压的发生。
3.5 定期监测和预警采用监测设备对矿井的地质力和应力进行实时监测,及时预警,确保冲击地压的安全防治。
3.6 培训和教育加强矿工的安全教育和培训,提高矿工的安全意识和自救能力,降低冲击地压带来的伤亡事故发生率。
冲击地压发生的原因
标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]冲击地压灾害乂称岩爆灾害,在煤矿称煤爆。
矿体或岩体在内部高应力作用下,平衡状态遭到破坏,突然释放大量能量,发生爆炸振动,以及井巷周壁的矿体、岩石突然喷出造成的灾害。
它的形成机制是:井巷开挖前,岩体处于三维应力状态,在高应力区中积聚有大量的弹性应变能。
井巷开挖过程中,当采掘工作面接近这些地带,山于施工扰动或放炮振动等原因使其平衡状态发生变化,在薄弱点发生岩体弹性应变能突然急剧释放,导致岩石、矿体突然喷出。
冲击地压可分为一般冲击地压和严重冲击地压:一般冲击地压规模较小,表现为矿体、岩体振动并产生粉尘和裂隙;严重冲击地压规模较大,表现为矿体、岩体严重破碎,发生强烈爆炸振动。
冲击地压主要受地质构造、矿体和围岩结构性质、开采深度、水文地质条件等多种因素影响。
在褶皱和断裂构造带,矿体弹性高、强度(硬度)大,顶底板岩石致密、坚硬、裂隙少、厚度大,围岩含水量高,开采深度大的矿井容易发生冲击地压。
冲击地压常导致顶板事故,破坏井巷,并造成人员伤亡,毁坏设备,污染作业环境,影响生产。
冲击地压有时导致强烈瓦斯涌出,有时还因大量粉尘引起爆炸,造成更大的破坏。
冲击地压以煤矿最严重,其他金属、非金属矿也时有发生。
此外,在隧道和坑道施工中有时也发生冲击地压灾害。
冲击地压发生的原因冲击地压发生原因有内因、外因2种因素:内因包括煤层本身的物理属性、原岩应力状态;外因包括釆深、采动集中应力(主要为超前支承压力等)、放炮诱发等。
冲击地压发生的内因(1)岩层具有冲击倾向性冲击地压的发生与岩体物理力学性质有直接关系。
(2)砾岩活动是发生冲击地压的主要力源随着工作面的推进周期性跨落;其上为40余米厚的红土层,随基本顶的跨落而弯曲下沉;再上部为500^800 m的巨厚砾岩层,砾岩层完整性较强,抗压及抗拉强度均较大,采后不易冒落下沉,导致砾岩层与红土层之间产生离层空间。
随着采空面积的加大,巨厚砾岩层形成板状悬空岩梁,砾岩层原来的应力状态发生改变,从而增加了未采4层煤的应力水平。
煤矿冲击地压的机理及未来的研究和治理技术
煤矿冲击地压的机理及未来的研究和治理技术煤矿冲击地压是指煤矿开采后因自然力及工程操作而产生的负荷对土
体而言,它们是承受过去煤矿开发、经营所致各种地压影响的反映。
在古
老的时期,这种地压影响一般都是以直接的形式(如地基沉降、地裂和结
构变形)体现出来。
在新时期,煤矿开发对地压的影响增加,新技术的应
用带来不同的影响形式,比如紧急开采、节点抽采、高低压采掘等。
这些
新型影响机制使冲击地压受到更多的关注,也带来了新的改善方法。
煤矿冲击地压的机理是由:第一,煤矿开采要求深入沟壑,这会减少
支护结构的支撑面积,结构受力,结构可能破坏;第二,煤矿开采过程中,地压受到暴露土地和其他支护体系的影响,会发生极端的变化,影响支护
体系的稳定性;第三,深部煤矿综合开采引起地下水的变化,这会影响地
表土体的稳定性,加大地压变化的幅度;第四,煤矿开采后可能出现有害
煤尘,这会对地压产生长期的影响;第五,封层的作用或是失效,对地表
土体的稳定性也有不利影响。
为了有效治理煤矿冲击地压,改善生态环境,研究人员致力于改进抗
地压结构。
煤矿区冲击地压灾害分析与防治建议
区域治理CASE煤矿区冲击地压灾害分析与防治建议陕西彬长小庄矿业有限公司 拜鹏,张保喜摘要:在当前我国煤矿开采行业中,大部分浅层煤都已经得到了充分开采,深层开采活动已经变得比较频繁。
在这种情况下,煤矿开采活动就会面临较大的地压,同时冲击地压灾害也变得比较突出,容易带来较多安全事故,必须要引起充分的重视。
本文先阐述了煤矿区冲击地压灾害的实际情况,接着从充分提高冲击地压灾害防治的重视程度、结合采煤情况制定完善防治策略、全面布设冲击地压灾害的预警体系三个方面,探讨了煤矿区冲击地压灾害的防治措施。
关键词:煤矿区;冲击地压;灾害分析;灾害防治中图分类号:TD82 文献标识码:A 文章编号:2096-4595(2020)22-0170-0001在煤矿开采过程中,冲击地压是一种非常严重的动力灾害,会造成巨大的破坏力,直接威胁井下人员的生命安全。
在煤矿开采进行的时候,应该加强对于冲击地压灾害的分析与探索,并做好这类灾害的防治,避免这些灾害的爆发。
但结合当前我国煤矿企业开采活动的实际情况来看,很多企业对于冲击地压灾害的研究水平还存在显著不足,并没有真正明确冲击地压灾害的力学原理,因此也就很难采取针对性的防范对策。
在这种情况下,就有必要结合煤矿区冲击地压灾害的实际情况,做好灾害防治策略的构建与探索。
一、煤矿区冲击地压灾害分析结合当前煤矿开采活动的实际情况来看,冲击地压灾害主要可以分为重力型、构造型和重力-构造型。
其中重力型主要是因为煤矿开采活动导致煤岩层重力能量不断累积,最终达到土层承受的应力极限值,引发冲击地压灾害。
构造型则是因为煤岩层自身内部构造的特殊性,导致土层不断累积能量,最终发生冲击地压事故。
而重力-构造型则是融合上述两种特性,导致煤岩层的脆性非常突出,最终引发冲击地压事故。
冲击地压事故发生的内部机理是比较复杂的,目前并没有形成相对统一的理论。
但是立足于力学角度,也可以对冲击地压灾害的产生进行全面分析,并提前做出相应的防范措施。
冲击地压预测与控制体系(3篇)
冲击地压预测与控制体系引言:在地下工程施工中,地压是一个十分重要的问题,它直接影响到施工的安全性和工期。
特别是在冲击地压情况下,地下工程施工的风险更加显著。
因此,为了确保地下工程施工的安全和顺利进行,研究和探索冲击地压预测与控制体系具有非常重要的意义。
一、冲击地压的成因冲击地压是指在地下工程施工过程中,由于地层水文地质条件变化、巷道开挖造成的地层破裂、塌方、结构变形等造成的地压变化。
主要成因包括:1.地质条件变化:地层中存在的隐患包括煤与岩层接触面破裂、构造面断裂等。
2.巷道开挖导致的地压变化:巷道开挖过程中,地质应力突然释放,导致片剥、角解、冲击地压等现象。
3.水文地质条件变化:地下水位变化、水压变化等因素也会导致地压发生变化。
二、冲击地压预测方法为了预测冲击地压,可以采用以下几种方法:1.地质勘察和监测:通过对地质情况进行详细勘察和监测,包括地层岩性、构造断裂、地下水位等,来提前预测地压的变化。
2.物理模型实验:通过建立地下工程模型,模拟地层变形和地压变化,来预测地压的变化。
3.数值模拟方法:通过使用有限元、有限差分等数值模拟方法,建立地下工程数值模型,模拟地层破坏和地压变化,预测冲击地压。
三、冲击地压控制方法为了控制冲击地压,可以采取以下几种方法:1.巷道支护:在巷道开挖过程中,采用合理的支护措施,如锚杆、钢架、喷射混凝土等,来增加巷道的稳定性,减轻地压对巷道的冲击。
2.预应力锚杆:通过预应力锚杆的施工,使巷道周围围岩形成一定的预压力,从而减轻地压对巷道的冲击。
3.合理爆破:在巷道开挖过程中,通过合理控制爆破参数和顺序,避免过大的地压变化。
4.水文地质处理:通过对地下水位进行控制、降低地下水压力等措施,减轻地下水对地压的影响。
冲击地压预测与控制体系(二)为了有效地预测和控制冲击地压,需要建立一个完整的预测与控制体系。
该体系包括以下几个方面:1.地质勘察和监测:通过详细的地质勘察和监测数据,了解地层状况、构造情况、地下水位等因素,为冲击地压的预测提供依据。
煤矿冲击地压特点及防治技术
煤矿冲击地压特点及防治技术摘要:当前国内对煤矿冲击地压的危险防治较为被动、间断、局部和单一,缺乏完整、全面的煤矿冲击地压防治制度。
同时,由于煤矿冲击地压特点与成因各有不同,并且相同矿井还会因开采方法、开采条件与地质构造的不同具有不同煤矿冲击地压危险性。
因此,研究煤矿冲击地压基本特点及防治技术具有一定的现实意义。
关键词:防治方法;冲击地压;工作原理从国内煤矿冲击地压基本特点及发生机理出发,对国内煤矿冲击地压防治技术进行分析与探究,希望为相关人员提供一些帮助和建议,更好地防治煤矿的冲击地压。
1国内煤矿冲击地压基本特点在我国,煤矿冲击地压出现于回采工作面的情况较少,出现于回采巷道、掘进巷道的情况较多,其原因是综放开采法推广和应用以后,综采的支架可以对冲击低压产生的动载进行抵抗,岩巷的煤矿冲击地压一般表现出岩爆的形式,比如徐州庞庄煤矿。
出现冲击地压的主要几个工作区域有采煤工作面、掘进工作面以及回采巷道,回采巷道中发生冲击地压的概率为采煤工作面的四倍。
因此,可以总结出采煤工作面很少发生冲击地压,而掘进工作面和回采巷道更容易发生冲击地压。
由于在煤矿采掘过程中,大规模的使用综采和综放等开采方法,机械支架抵消了冲击地压所产生的势能释放,保证了采煤工作面安全的工作环境,并且提高了采煤效率,同时也能够增加采煤量。
但是在掘进工作面和回采巷道中,随着挖掘深度的不断增加,出现瓦斯的概率也会越来越高,如果煤矿中瓦斯大量出现,不仅危及工作人员的安全,而且还增加了冲击地压的发生概率。
近些年,含瓦斯煤层也频繁出现煤矿冲击地压,例如,我国有多个矿井由于异常的瓦斯涌出而产生煤矿冲击地压,这些矿井包括阜新孙家湾、兖州北宿等,同时,我国鹤岗南山、平顶山十矿等矿井出现煤矿冲击地压后诱发出大量的瓦斯和煤,这些都是我国冲击地压的特征。
2发生机理煤岩体在构造应力以及重力的影响下聚集了大量的弹性能量,在巷道掘进或者工作面推进的过程中,原始的平衡状态遭到破坏,当应力达到煤岩体极限强度时,煤岩体内聚集的高强度弹性能量快速地释放,其中大多数以动能的形式释放,并且可能伴随着响声和瓦斯等气体的喷出,对安全生产和工人的安全造成严重威胁。
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提 出了防治 的方法 ,展 望 了今后在预 测预 报工作和 防治措施研 究 炮 安全 措 施 , 防 止 放 炮 诱 出冲 击 地 压 而 危 及 人 身 安 全 。 及 实践 方 面 的 发展 方 向 。 2 . 5 . 3加强矿压观测 。 提前预报有冲击地压危险的地段提前测
【 关键词 】 冲击地压 , 岩石 力学, 预测预报 , 强度 , 刚度 , 能量
有 了较大 的进展 , 对煤、 岩体 冲击地压 和岩爆 机理 的研究 , 国内外 “ 三准则 ” 理论不具 备可操 作性 , 变形 系统 失稳 理论在 必要条 件上 曾提 出 了多 种 理 论 。 还 不够具体 : 突变理论本质上也 是对 能量、 强度 和刚度理论 的进一
2冲 击地 压 发 生 的 主 要 因 素 和 特 点 步 发展, 但对 冲击地压发生 的充 要条件还解释不够 : 分形理论 只是 2 . i 冲击 地压 的分类及显现特性 。 煤矿 冲击 地压按产生冲击地 种可预 测性 和相 关性 的研 究 尚未上 升到机 理 上的认 识 : “ 三 因
煤 矿 冲击地压 的机理及 未 来的研 究 方 向和治理 技术
徐 伟辉
( 1 3 0 6 3 4 1 9 7 9 1 1 2 9 3 5 t 9 )
具 体 的措 施 有 适 当 掌 握 采 面 开 采 强度 , 降 低 集 【 摘要 】 本文主要讲 述 了研 究煤岩体 系发生冲击地压 理论方 面的进 冲 击 地 压 破 坏 程 度 , 展, 冲击地压 发生的主要 因素和特点 , 探 讨 了在 冲击机 理方 面研 究 中应 力系数加大巷道 断面和 支架可缩性 ,减少冲 击地压所 引起的 的趋 势 , 并对 国内外现今 所采用的预测和 防治措 施进行 了分析 , 并 巷 道 围 岩 变 形 破 坏 加 强 巷道 底 板 控 制 ,减 缓 巷 道 底 鼓 严 格 执 行 放
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Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention.
(安全管理)
单位:___________________
姓名:___________________
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煤矿冲击地压的机理及未来的研究和治理技术(标准版)
煤矿冲击地压的机理及未来的研究和治理技
术(标准版)
导语:做好准备和保护,以应付攻击或者避免受害,从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。
显而易见,安全是目的,防范是手段,通过防范的手段达到或实现安全的目的,就是安全防范的基本内涵。
所谓煤矿冲击地压是指在高地应力作用下,井巷或回采工作面周围的煤岩体出现了破坏的情况,并伴随着较大的声响,岩体抛起的现象。
这不仅仅会对于采掘空间中支护设备造成危害,还将可能使得采掘空间出现变形,严重的情况下造成人员伤亡,井巷毁坏和局部地震。
1.我国国内煤矿冲击地压灾害以及理论研究情况
1.1国内外煤矿冲击地压灾害评述
我国最早记录的冲击地压发生在1933年的煤抚顺胜利矿。
在此后的60年间的时间内,矿井累计发生了四千多次的破坏性冲击地压,造成巨大人员伤害和财产伤害。
1.2冲击地压理论研究现状的评述
我国对于冲击地压的研究工作始于上世纪60年代,主要是以结合实践冲击地压生产实践的方式来进行探索的。
首先系统化的对于煤矿冲击地压进行研究的是重庆大学和煤科总院重庆分院,以天池煤矿为
研究对象开展的;随后全国性的煤矿冲抵地压调研工作顺利开展。
与1987年颁布实施由煤科院北京开采所和阜新矿业学院联合起草的我国第一部《冲击地压煤层安全开采暂行规定》。
通过广大科技工作者和研究人员的共同努力,已使我国对冲击地压机理和防治措施的研究有了较大的进展,其中煤体注水与深孔松动爆破方法相结合的综合防治措施以及冲击地压的非线性有限元数值模拟、煤岩体地应力场的测试和有限元计算分析、声发射技术、微震监测系统在防治冲击地压的研究与应用方面已达到国际先进水平。
对煤、岩体冲击地压和岩爆机理的研究。
2.冲击地压发生的机理
结合实际煤矿冲抵地压实践,其运行的机理可以归结为以下几个方面:其一冲击地压的分类及显现特性,一般情况下冲击打压可以归结为动型,构造应力性和动构造应力并有三种类型,依照不同矿体变形破坏范围大小可以实现合理的划分。
而冲击地压的特点可以表述为煤壁抛射性塌落,顶板下沉或底板撇裂,板炮频繁,煤体移动,弹性振动,设备震搬,煤尘飞扬,无明显预兆突然爆发,伴有巨大响声和地震,冲击风波引起构筑物损坏,易于出现较大损失和伤亡。
其二,发生冲击地压的地质及开采条件,不同的冲击地压地质和开采条件也
会表现出不同的冲击地压情况,对此我们应该高度重视对于冲击地压特点的界定。
其三,冲击地压发生的地点及影响范围,在实践过程中需要界定冲击地压的发生区域,不同区域,其机理运行也是不同的,应该具体问题具体分析。
其四,影响冲击地压产生的因素,如果采煤方法,采掘程序,顶板管理控制,煤柱大小尺寸和放炮有所不同,也会对于冲击地压产生影响。
其五,选择防治冲击地压措施的原则,保证对于不同地点,不同影响范围,不同诱因展开具体问题具体分析,制定符合实际情况的方案。
3.冲击地压理论研究的未来发展趋势
一直以来,冲击地压理论研究都是岩石力学中的重点和难点,大量的学者都在此方面做了研究工作。
我国学者是从上世纪六十年代开始对于冲击地压进行研究的,其主要集合冲击地压实际生产流程来畸形探析。
不可否认,我国对于冲击地压机理和防治措施的研究有了很多的成绩,比如煤体注水与深孔松动爆破方法相结合的综合防治措施以及冲击地压的非线性有限元数值模拟、煤岩体地应力场的测试和有限元计算分析、声发射技术、微震监测系统在防治冲击地压的研究与应用方面取得了重大的突破。
从这个角度来探析冲击地压理论研究的未来发展趋势,我们可以将其归结为以下几方面内容;其一,以微裂
纹扩展区的概念实现对于岩石类材料的损伤状态的描述;其二,从岩石断裂和损伤力学的角度去审视岩石的断裂和损伤情况;其三,以变量定义的方式去探析宏观微观理论的损伤变量方法和损伤模型;其四,以岩石准静态损伤过程理论去假定,实现对于损伤和外界的功成正比探析;其五,从现代数学、力学理论如断裂力学、突变、分形、分叉(岔)、混沌等理论出发,实现对于冲击地压问题的研究,健全交叉学科体系;其六,以预测预报为突破口的防治观念研究,以综合指数法、钻屑法、微震法、地音法即声发射法、电磁辐射去实现对于岩石动态监测;其七,将计算机技术和测试技术纳入到煤矿冲击地压知识体系中去,以不断提高预测效果。
4.国内煤矿冲击地压治理技术
从冲击地压发生的机理特点出发,治理的实质是充分利用各种有效的技术途径,不断改变煤炭岩石的应力状态和物理力学性质,从而实现对于恶性事件的遏制。
对于我国来讲治理煤矿冲击地压主要采取以下措施:其一,煤层注水,这是我国采用最早的施工技术,操作简单,效果比较明显;其二,开槽卸压、诱导爆破和钻孔卸压等防治措施。
其三,现阶段国内使用比较多的冲击地压治理措施有煤岩体注水、钻孔卸压、深孔松动爆破、卸载诱导爆破、煤岩体掏槽卸压、顶板预
断裂、巷道切槽卸压、加固软煤层、加强采掘支护、开采保护层、合理选择开采方法和安排采掘设计及工艺进度等。
显然我国煤矿冲击地压理论体系还不够健全,在此我们应该做好以下两个方面的工作:其一,不断总结自身实践经验,实现查缺补漏,以健全煤矿冲击地压治理体系;其二,积极学习国外先进的治理经验和理论,保证不断创新,以实现自身理论知识的健全。
在此基础上,才能够不断促进我国煤矿冲击打压理论体系的发展。
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