冲击地压及其监测
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。
冲击地压监测预警方案(矿业公司适用)
冲击地压监测预警方案微震、地音监测及冲击地压的预测预报由防冲办负责，根据监测结果做好卸压解危措施的落实工作，确保安全生产。
监测过程中，如果工作面周围的地音监测异常指数超过预警指标，判定存在冲击地压危险，应及时进行解危治理。
（一）微震监测方案利用xxxx上09运顺外围系统周边的微震探头对xxxx上09运顺外围系统进行监测。
（二）地音监测方案。
xxxx上09掘进工作面各布设2个地音监测探头，当工作面距离最近探头110m的时候，将最远一组探头移至距迎头30m位置，以此方式循环移动传感器。
方式见图7-3.图7-3 xxxx上09工作面掘进期间地音探头布置示意图三、冲击地压预警指标（一）微震监测系统预警指标微震监测的能量分级预警指标按表7-3内容执行。
表7-3 微震能量分级预警指标危险等级指标及其取值范围无冲击危险1.一般：102～103J，最大Emax<5×103J；2.∑E<5×103J/每5m推进度；3.井下无震动。
弱冲击危险1.一般：102～104J，最大Emax<5×104J；2.∑E<5×104J/每5m推进度；3.有矿压显现。
中等冲击危险 1.一般：102～105J，最大Emax<5×105J；地音监测系统以地音活动偏差值及变化趋势作为危险性评价的主要依据。
1.冲击危险等级划分a级—无冲击危险。
b级—弱冲击危险。
此时应加强对冲击危险状态的监测及采掘作业的监督管理。
c级—中等冲击危险。
此时应实施冲击地压解危措施，降低冲击地压危险程度。
d级—强冲击危险。
此时应停止采掘作业，并撤离不必要的人员；制定防冲措施，检查防冲效果；直到危险等级降低后，才可继续进行采掘作业。
2.预警规则（1）单个地音通道连续至少两个班的危险等级达到c或d，判定该探头前后50m范围存在冲击危险，取较高等级作为该区域的冲击危险等级（c或d）。
（2）同一顺槽相邻两个通道在最近一个班同时达到c或d，判定这两个探头之间区域为冲击危险区，危险等级取较高等级。
煤矿冲击地压的微震监测的实例分析
科学技术创新2021.06煤矿冲击地压的微震监测的实例分析石嘉栋何川(陕西彬长文家坡矿业有限公司,陕西咸阳713599)煤矿开采工作属于高危行业,在实际工作过程中常常发生许多突发事件。
其中冲击地压对于采矿工作人员人身安全具有极大的威胁,随着煤矿开采深度的增加,冲击地压的产生几率也会随之增大。
目前微地震监测系统是最行之有效的预测系统,有关人员应对其深入分析,以便有效利用,减少冲击地压带来的损失。
冲击地压,又被称作“岩爆”,在煤矿作业中又被称作“煤爆”。
冲击地压引发灾害的原因主要是岩体或者矿体受到自身内部的高应力作用,其平衡的状态被严重打破,进而突发性地将大量的能量释放出来,引发振动和爆炸,最终使矿井、巷道等四周的岩石以及矿体等被大量喷出。
此类危害具有极大的危险性,会破坏岩体,损毁设施、支架等,严重时甚至会使巷道发生垮落,被彻底破坏,最终造成人员伤亡。
在煤矿中,冲击地压还会对矿井内部造成严重破坏,极易引发煤尘、瓦斯等爆炸,严重影响内部通风系统,严重时还会引发地面的不断震动,甚至出现火灾、水灾、破坏建筑物等现象[1]。
1工程概况监测人员采用先进的微地震监测仪器监测某煤矿1610、1609以及1409工作面的覆岩断裂破坏。
此处煤矿的地质结构比较复杂,此区域范围内具有极多的断层,其地表的地面标高是+35.8m ,其工作面的标高范围是-831m ~-783m ,走向为1129m 。
此煤矿内的煤层是5.1m ,整体工作面呈现单斜走势,其单轴具有20M Pa 的抗压强度,冲击倾向大。
同时,煤层倾斜角度平均是23°,其基本顶是16.8m 厚的细粒砂岩、粉砂岩以及泥岩组合,而直接顶是粉砂岩,有7.02m 的厚度。
此煤矿场巷道具有22.83M Pa 的垂直应力。
以往在此处的采矿作业过程中,曾经出现过一次明显的冲击地压,巷道两侧发生过较大的变形,当时抛出了很多煤体,损坏了所有此区域内机电设施,并使3人受到了轻伤。
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。
一种煤矿冲击地压检测方法
一种煤矿冲击地压检测方法
煤矿冲击地压是指煤矿工作面进刀面中岩层破裂和冲击作用引起的地压现象。
为了及时监测和掌握煤矿冲击地压的变化情况，煤矿冲击地压检测方法也逐渐发展和改进。
下面介绍一种常见的煤矿冲击地压检测方法：
局部地压传感器法：通过安装在工作面采掘机上的局部地压传感器，实时、连续地测量和记录岩石体的应变变化，进而推算出地层应力和地层应变。
该方法主要包括以下步骤：
1. 选取煤层中合适的位置，在工作面采掘机上安装局部地压传感器，使传感器能够直接受到煤层冲击的应变变化。
2. 传感器通过连接线将采集到的应变信号传输到数据采集装置中，可以是单点传感器的信号采集电路，也可以是多点传感器的信号采集装置。
3. 数据采集装置将传感器采集到的应变信号转换成电信号并记录下来，可以通过实时显示装置直观地观察到岩体的变化。
4. 通过对应变信号进行分析和处理，计算出地层的应力和应变等参数，包括最大地压、封闭机构压力、后翻角度等。
5. 根据测量结果，及时调整采矿参数，采取合理的支护措施，以减轻地压对工
作面和作业人员的影响。
局部地压传感器法可以实时监测到冲击地压的变化情况，为煤矿生产管理人员提供科学的数据支持，有助于及时采取措施减轻冲击地压对煤矿生产的影响。
冲击地压监测系统(2)
防爆电源 主机
（光纤解调仪）
24芯光缆
12 34 传感器
6.3 ~ 9.5 少量片帮，Ⅰ级，弱冲击
Prb
ci t
Ue U0
9.5
14
~ 14 ~ 19
严重片帮，Ⅱ级，中等冲击爆 需要型支护，Ⅲ级，强烈冲击
19
严重破坏，Ⅳ级，极强冲击
冲击级别
无冲击
5 掘进工作面KJ649应力监测系统
该系统主要应用于矿井沿空小煤柱掘巷、构造应力区等高冲击危险掘进巷 道，对迎头后部200m区域内煤体应力状况进行监测。
KJ649系统实时监测效果图
KJ649系统功能
掘进工作面KJ649应力监测系统布置 沿空巷道迎头后实体下帮侧200m范围内，组间距25m；实体巷道迎头后部
冲击地压危险判据
二、局部监测 1.高精度KJ551微震监测系统
该系统主要对回采工作面震动信号的即时、连续、自动监测，能够准确计算出能量大于 100焦耳的震动发生的时间、能量及三维坐标，监测采场围岩三维破裂特征，确定出断裂层位。
KJ551微震系统实时监测效果图
KJ551微震系统功能
KJ551微震监测系统
4 回采工作面KJ550应力监测系统
该系统用于回采工作面超前300m范围内煤体应力状况实时监测。
KJ550系统实时监测效果图
KJ550系统功能
回采工作面KJ550应力监测系统布置
应力计测站间距25m，随工作面开采随撤随安装，保证不少于12组运行； 每组测站布置2个测点，孔深为13m和8m，间距2m。
矿井
数据实时分析，预警提醒
集团
各矿信息集中展示，全局掌控
远程数据分析
疑难问题，远程专家服务
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。
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。
冲击地压防治措施
冲击地压防治措施冲击地压是指在地下掘进、开挖等工程施工过程中，由于地质条件、人工挖掘或机械震动等原因引起的地下岩层的塌陷、熔散或者水土流失的现象。
冲击地压对工程施工安全和环境保护都有着严重的影响，因此需要采取一系列的防治措施来降低冲击地压的危害。
一、地质勘察与监测1.进行详细的地质勘察，了解地层的结构、岩性、倾角等情况，评估地质条件对冲击地压的影响。
2.在施工前进行地质监测，利用现代仪器设备对地下岩层进行连续和实时的监测，及时掌握岩层的变化情况。
二、合理布置施工工序和工艺1.合理制定施工工序和工艺，避免重复开挖、反复负荷等不必要的工序和工艺。
2.尽量采用人工开挖，减少机械震动对岩层的影响。
3.选择合适的爆破参数，控制爆破震动，减小地压的扩散范围。
三、加固地层和防护措施1.利用地下空腔、井道等坚固的结构物来增加地层的支撑力，减小地层的塌陷变形。
2.在地下施工区域内加设支撑结构，如地下钢梁、混凝土墙等，增加地层的承载力。
3.在施工区域外围设置防护措施，如地下注浆、地下注水等，防止地下水土流失和地下岩层熔散。
四、临时支护和固结加固1.采用钢支撑、木支撑或混凝土支撑等方式进行临时支护，稳定地下岩层。
2.通过注浆、固结等方式加固地下岩层，提高地层的稳定性和承载力。
3.利用钢筋网格和锚杆等材料进行地层的加固，并进行监测和维护。
五、定期检查和维护1.定期对施工区域进行检查和维护，发现问题及时处理，避免地层的进一步塌陷和熔散。
2.建立健全的施工安全和环境监督机制，加强对施工过程的监管和管理，确保防治措施的有效实施。
综上所述，冲击地压防治措施包括地质勘察与监测、合理布置施工工序和工艺、加固地层和防护措施、临时支护和固结加固以及定期检查和维护等方面。
通过采取这些措施，可以减小冲击地压对工程施工和环境的危害，保障施工的安全和环境的可持续发展。
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。
防冲监测监控制度（5篇）
防冲监测监控制度为保证冲击地压监测、监控系统正常运行，有效进行冲击地压预测预报，特制定本制度。
1.矿井建立防治冲击地压监测系统，进行实时监测：(1)微震监测系统的拾震仪布置应根据生产接续情况及时调整，确保能够覆盖所有具有冲击危险的采掘工作面；(2)经评估具有中等或强冲击危险的采煤工作面必须安装应用应力实时在线监测系统；(3)微震监测系统、应力在线监测系统必须确保____小时不间断正常监测，及时发送预警和预报信息。
(4)监测日报编制规范、内容齐全。
2.运用钻屑法等进行防冲检测：冲击地压危险局部检测应以钻屑法检测为主。
钻屑法检测冲击地压危险指标、判定方法及施工参数应符合《兖矿集团有限公司冲击地压防治技术规范(试行)》规定。
3.建立监测监控系统故障分析、处理记录。
____小时以内的故障，处理时间不超过____小时；____小时以上的故障，处理时间不超过____小时。
防冲监测监控制度（2）是指为确保在某一特定区域或场所中发生冲突或冲突行为的情况下，能够及时发现、监测并采取相应措施来控制和处理冲突的一套规章制度。
防冲监测监控制度的主要内容包括：1. 设立监控系统：在特定区域或场所安装视频监控设备，包括摄像机、录像机等，实时监控并记录整个区域的情况。
2. 规定监控范围和时间：明确需要监控的区域范围和具体的监控时间，确保全面监控，及时发现异常情况。
3. 制定监控操作规范：明确监控设备的使用规范，包括设备的开启、关闭、保存录像等操作流程，确保监控设备的正常运行和数据的安全。
4. 建立监控巡查制度：安排专人对监控设备进行巡查和维护，及时发现设备故障，保证监控设备的有效运行。
5. 制定应急响应机制：明确在发生冲突或异常情况时的应急处理措施，包括通知相关人员、报警、联系执法部门等。
6. 健全数据管理制度：建立监控数据存储和管理规范，包括数据备份、保存时间等，确保监控数据的完整性和可用性。
7. 建立监控数据保密机制：明确监控数据的查阅和使用权限，制定严格的数据保密规定，防止监控数据被非法使用或泄露。
冲击地压防治实施细则
冲击地压防治实施细则冲击地压是指由于地质条件、地表荷载、建筑物开挖或降低地下水位等因素引起的地下岩土体的沉降或变形。
若不及时采取有效的防治措施，冲击地压可能会对周围环境和建筑物造成严重的损害。
为了保障工程施工的安全和稳定性，避免冲击地压对周围环境造成影响，制定冲击地压防治实施细则对于工程管理具有重要意义。
一、冲击地压防治目标1.保障工程施工的安全性，确保施工过程中不会受到冲击地压的影响。
2.保护周围环境的稳定性，防止冲击地压对周围土壤、建筑物等造成损害。
3.提高施工效率，减少冲击地压对施工进度的影响。
二、冲击地压防治措施1.前期调查与分析：在施工前，进行详细的地质勘探，了解地下岩土层情况及有无冲击地压的风险。
同时，对附近的建筑物和地下管线等进行清查，确保施工过程中不会受到影响。
2.合理施工方案设计：根据地质调查结果，制定合理的施工方案。
在设计施工过程中，应考虑到地下岩土层的厚度、稳定性以及施工过程中可能出现的变形情况，避免对地下岩土造成过大的冲击。
3.强化施工监督与管理：在施工过程中，应加强对施工现场的监督与管理。
必要时，设置监测设备，实时监测地下岩土体的变形情况，并及时采取措施进行调整和修正。
4.采用合适的地下支护措施：根据地质条件和施工要求，选择合适的地下支护措施。
常见的地下支护技术包括地下连续墙、钻孔灌注桩等，这些措施可以有效地防止冲击地压对地下岩土体的影响。
5.合理控制地下水位：如果施工过程中需要降低地下水位，应采取适当的措施控制地下水位的变动范围。
避免地下水位下降过快或过深，导致地下岩土体变形。
三、冲击地压防治实施过程1.前期准备：进行地质调查和风险评估，并制定详细的施工方案。
2.施工现场准备：清理施工区域，确保施工现场平整，并设置必要的标志和警示牌。
3.施工过程监督与管理：设立专职监理人员，进行实时监测并记录冲击地压及地下岩土体的变形情况。
4.地下支护措施安装：按照施工方案进行地下支护措施的安装，包括地下连续墙、钻孔灌注桩等。
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
冲击地压监测
桃山煤矿冲击地压监测基本情况介绍
一、监测方式
1、桃山煤矿现有中国矿大生产的电磁辐射仪KBD-5及 KBD-7进行采场局部监测，及波兰生产的SOS微震监测系统。
便携式KBD-5对回采工作面上下巷50米范围及工作面每天三个班连续观测。
（上下巷每5米取点监测、工作面上头60米每6米再往下每10米取点监测，每点监测时间均为1分钟）
在线式KBD-7放在采煤工作面上出口外20米左右处高应力区域，进行24小时监测压力变化。
KBD-5—临界值40毫伏，KBD-7—临界值80毫伏。
KBD-5—上下巷平时值为10～20毫伏、工作面平时数值为6～10毫伏。
2、通过中国矿大引进的波兰 sos微震监测系统，在全矿范围内布置监测探头，对全矿区域24小时在线监测震动事件，生产期间四次方以上震动预警。
3、钻屑指标法：
根据钻屑量预测冲击地压危险时，采用钻出煤粉量与正常排粉量之比，称为钻屑量指数，作为衡量冲击危险的指标，除煤粉量指标外，还应考虑动力效应，动力效应是反映冲击倾向的一个直观指标，如钻杆卡死、出现震动或声响等现象，孔径75mm，每米正常排粉量为11.5斤，钻屑量指数为1.5，大于1.5倍认为有冲击危险（工作面上部30米，每6～8米打一个钻孔，在往下每15米左右打一个孔）。
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。
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在煤矿开采过程中，矿体失稳导致大量岩层发生破碎和变形，造成煤矿地面、巷道和设施的沉降和变形。
冲击地压对煤矿的安全生产造成了严重威胁，需要采取一系列的措施来防治。
本文将对防治煤矿冲击地压的细则进行详细介绍，主要包括地压监测、支护措施、预防措施和应急处理等方面。
一、地压监测地压监测是煤矿冲击地压防治的重要环节，通过对地压的实时监测，可以及时了解地压的发展变化，为采取相应的防治措施提供依据。
地压监测主要包括地压仪的安装、数据的采集和分析等步骤。
1. 地压仪的选择和安装地压仪是地压监测的关键设备，选择合适的地压仪对于准确监测地压有着重要的影响。
一般情况下，应选择能够适应煤矿地质条件和监测要求的地压仪。
地压仪需要安装在煤矿巷道和工作面等关键位置，确保监测的准确性和及时性。
2. 数据的采集和分析地压仪采集到的数据需要及时传输到监测中心，并进行分析和处理。
监测中心应具备相应的数据采集、传输和分析系统，能够实时监测和分析地压的发展变化。
根据监测数据的分析结果，及时采取相应的支护和措施，防止冲击地压的发生。
二、支护措施支护措施是煤矿冲击地压防治的核心内容，通过合理的支护方案和措施，可以有效地减少地压对煤矿的影响，确保煤矿的安全运营。
支护措施主要包括巷道支护和工作面支护两个方面。
1. 巷道支护巷道支护是保证巷道稳定和安全的重要措施。
巷道支护的主要方法包括钢架支护、锚杆支护、矩形钢筋网支护等。
具体选择何种支护方法，需要根据煤矿的地质条件、巷道的尺寸和工艺要求等因素综合考虑。
2. 工作面支护工作面支护是保证工作面安全和高效开采的重要手段。
工作面支护的主要方法包括矿山压力触探预警技术、液压支架技术、锚杆支护技术等。
工作面支护需要充分考虑煤层厚度、赋存条件、采煤工艺等因素，采取合适的支护措施。
三、预防措施除了地压监测和支护措施外，预防措施也是防治煤矿冲击地压的重要方面。
预防措施主要包括煤矿设计和规划、煤层气抽采、安全生产培训和渗流控制等方面。
冲击地压发生机理及监测方法现状分析
地下岩体处在复杂与强大 的 自重应力 、 构造 应力和开采 附
加应力场 中 ， 地下赋存 的煤体与岩体 ， 在强大 的应力作用下产生 变形 。当岩块处 于弹性状 态时 ， 且应力不能解 除时 ， 外力做 的功 将会 以能量 的形式储存在岩体内 ， 获得变形弹性能。 在进行地下 采掘活动 的过程 中， 随着开采 场所 的不断变更 ， 原岩应 力发生改
纪６ ０年代末期 中期英 国学者库 克口 等人提 出“ 矿体一 围岩” 系统 在其力学平衡状态遭到破坏时所释放 的能量大于所消耗 的能量 时发生 冲击地压 。 矿体与 围岩的力学平衡状态破坏后 ． 释放 的能 量 大于消耗 的能量 ， 就会发生 冲击地压 。七 十年代 由布霍依诺 、 布格尔特和里波曼所提出的能量率理论［ ３ １ 。较全 面和完善地揭示
完善 。
加应力 、 煤体与 围岩交界处 的应力 、 其他条处 的应力 和其他条 件
（ 如瓦斯 、 水和温度等） 引起 的应力 ； Ｒ ——煤体与 围岩系统强度 。 建立 冲击地压力学模型如图 １ 所示 。 具有 代表性 的是布霍依诺 … 提 出夹 持煤体 理论 ． 如 图 ２所 示 。这一理论认为 ， 坚硬的顶板可将煤体夹 紧， 煤体夹紧阻碍 了
０ 引 言
力减小 ， 煤岩体将会发 生破坏和运 动 ， 抛 向采掘空 间 ， 形 成冲击
地压 。
Ｐ
近年来 ， 随着煤矿采 掘深度 和强度 的不 断加大， 煤岩动 力灾 害愈发严重 。据 １ ９ ９ ９年统计 ， 在全 国 ５ ９ ５处 国有重点煤矿 中， 冲
击矿井 １ ２ ０余处 。据 国家安全 生产监督 管理总局统 计 ． ２ ０ １ １ ｍ ２ ０ １ ２年我 国煤矿发 生了 １ ２ ０ １ 次事故， 死亡 １ ９ ７ ３ 人， 其中煤 与瓦 斯 突出 、 冲击地压事故死 亡人数 高达 ２ ８ ％。由于冲击地 压灾 害具
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。
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（1）地质因素
开采深度
地质构造
（2）开采技术因素
开采多煤层时
煤岩结构及性能
任何造成应力集中的因素 （诱导因素 ），
如开采程序不合理、留设煤柱、相邻两层开采错
距不合适等
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第九章 P10
§9.3 冲击地压发生的机理 ➢ 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
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第九章 P12
9.3.3 冲击地压发生理论
图9.1
强度理论示意图
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第九章 P13
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 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
冲
根本原因
击
地
压
发
生
发生条件
强度比较高的煤（岩）层 受构造运动和开采 形成的高度应力集中
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
h第九章 ຫໍສະໝຸດ 9§9.3 冲击地压发生的机理 ➢ 9.3.2 冲击地压发生的影响因素
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
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第九章 P3
§9.2 冲击地压的特征及其分类
➢ 9.2.1 冲击地压的特征
第九章 P5
§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
煤层冲击 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 岩层冲击
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。
① 基于相似条件下对冲击前兆进行归类
② 一般应考虑下列因素
a 本矿和邻矿的冲击地压现状和发展趋势
b 本煤层或邻层、邻区已发生过的冲击地压
c 顶板为单轴抗压强度大于70MPa的坚硬岩层
d 岛形或半岛形煤柱
e 支承压力影响区
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第九章 P14
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
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第九章 P15
h
第九章 P6
§9.2 冲击地压的特征及其分类
➢ 9.2.2 冲击地压的分类
（3）根据冲击力源分类
重力型 由受重力作用引发，没有或有少量构造力的影响
构造型
主要由受构造力引起
中间型 重力和构造力共同作用引发
（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
9.3.3 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
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第九章 P16
§9.4 冲击地压的监测方法
➢ 9.4.1 对比法
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。
第九章 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 §9.3 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
h
第九章 P1
§9.1 概 述
➢ 冲击地压（岩爆）
产生 瞬间释放煤岩体变形能，引起强烈围岩震动
危害 支架损坏、片帮冒顶、巷道堵塞、伤及人员等
➢ 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
冲击地压级别
地震能J 震中的地震中裂度（级）
微冲击（射落、微震） ＜10
弱冲击
10~102
中等冲击
102~104
强烈冲击
104~107
灾害性冲击
＞107
h
＜1 1~2 2~3.5 3.5~5 ＞5
开采深度影响
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。
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第九章 P2
§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
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第九章 P7
§9.2 冲击地压的特征及其分类 ➢ 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
表9.2 按显现强度分级
等级
1
2
3
4
5
6
里氏地震级 0.5-1.0 1.1-1.5 1.6-2.0 2.1-2.5 2.6-3.0 ≥3.0
h
第九章 P8
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
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第九章 P4
§9.2 冲击地压的特征及其分类
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
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第九章 P11
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