冲击地压基础知识学习资料
《冲击地压防治》课件
综合防治技术研究
针对不同矿区的实际情况,开展综合 防治技术研究,提高矿井的安全生产 和抗灾能力。
2023
PART 05
结论与建议
REPORTING
结论
冲击地压是一种常见的地质灾害,对 矿山的生产和安全造成严重威胁。
现有的冲击地压防治技术主要包括煤 层注水、钻孔卸压、爆破卸压等,需 要根据实际情况选择合适的方法。
案例二:某矿冲击地压监测预警系统应用
总结词:技术应用
详细描述:该矿引进了一套冲击地压监测预警系统,通过实时监测围岩应力变化和声发射能量等参数,及时预测和预警冲击 地压风险,提高了矿井的安全生产和预警水平。
案例三:某矿冲击地压综合治理
总结词:综合措施
详细描述:该矿针对冲击地压问题采取了综合治理措施,包括优化采掘布置、加强顶板管理、实施大 孔径卸压钻孔和爆破卸压等,同时结合监测预警系统,有效地控制了冲击地压风险,保障了矿井的安 全生产和作业人员的生命安全。
局部防治技术
局部防治技术的定义
局部防治技术是指在较小范围内采取 措施,以预防冲击地压的发生。
局部防治技术的实施方式
包括煤层注水、钻孔卸压、爆破卸压 等。
局部防治技术的优点
针对性强,能够有效地减轻冲击地压 的危害程度。
局部防治技术的局限性
实施效果不稳定,需要多次重复实施 才能达到预期效果。
监测预警技术
冲击地压影响因素
地应力状态
地应力的大小、方向和分布是 影响冲击地压的主要因素。
岩体结构
岩体的结构特征,如层理、节 理、断层等,对冲击地压的发 生有重要影响。
地下水
地下水的压力和活动对冲击地 压的影响不可忽视。
冲击地压培训材料
2 冲击地压的历史及现状
冲击地压
❖.1) 国内冲击地压历史及现状
❖ 我国最早记录的冲击地压现象于1933年发生在抚顺胜利煤矿,当 时的开采深度为 200 m左右。20世纪50年代以前只有两个矿井发生了 冲击地压。50年代增加到7个,60年代为12个,70年代达到22个,进 入80年代以后,猛增到50多个,截止到现在,累计可达到80多个矿井。 从1949年以来,已发生破坏性冲击地压4000多次,震级ML=0.5~3.8 级,造成惨重的人员伤亡,破坏巷道约30 km。
3)冲击地压的分类
冲击地压
❖ (一)根据显现强度及其对煤和岩层、支架、设备的破坏程度分(分为四类) ❖ 1、弹射 ❖ 单个碎块从煤岩体表面弹射出来,并伴有强烈的声响。 ❖ 2、煤炮(深部冲击) ❖ 深部的煤岩体发生破坏,但煤或岩石不向已采空间内抛出,只有片帮或散落
现象,岩体震动,伴有声响,有时产生煤尘。 ❖ 3.微冲击 ❖ 煤或岩石向已采空间抛出,但对支架和设备无损害,围岩震动,伴有很大声响,
2000 2000 1600 2000 1700 2500
4306切眼
7200 2000
切眼停头位置
4305轨顺
综掘机转载机刮板运输机
28000
C冒顶区
6800 68100
16000
B冒顶区
A冒顶区
5300 6000 6000
距4305运顺巷中124.9m
4305切眼导硐 冲击地压破坏
情况
冲击地压
冲击地压
一、冲击地压概述
❖ 概括起来,煤矿冲击地压的主要显现特征表现在以下几个方面: ❖ (1)突发性:冲击地压发生前一般无明显前兆,冲击过程短暂,持续时间几秒到几十秒,难已事
冲击地压课件(张科星)
效释放积聚在巷道周围煤体上的弹性能,难以缓解冲 击地压,所以冲击地压煤层巷道支护严禁采用刚性支 架。 可缩性U型钢、具有蓄能功能的液压抬棚等支护形式 能适应围岩变形而发挥其承载能力、避免支架损坏而 可重复利用,降低了巷道瞬间破坏的可能性,有利于 冲击地压防治。
2、顶板岩层结构
义马煤田煤层上覆200-500m不等的巨厚坚硬砾岩, 砾岩层一是导致工作面采空区老顶不能随采随垮,当 悬顶面积过大时突然垮落,诱发冲击地压。二是矿井 深部采空区上层巨厚砾岩未充分垮落,导致未开采工 作面和煤柱等区域形成了“桥墩效应”,支撑压力增 大,应力较集中。
采空区悬顶突然垮落诱发冲击地压
冲击 地压 分类
根据 参与 冲击 的岩石 类别分
根据 冲击 力源分
根据 冲击的
破坏 后果分
根据 工作 空间分
煤层 冲击
岩层 冲击
重力型
构造型
重力构 造型 (中间 型)
一般冲 击地压
破坏性
冲击地 压
冲击地 压事故
掘进工 作面
回采工 作面
一般冲击地压:
对生产的破坏后果轻微,不需要进行修 复(煤炮)。 破坏性冲击地压:
冲击地压影响因素------外因
1、采深 随着开采深度的增加,煤层中的自重应力随之增
加,煤岩体中聚积的弹性能也随之增加。冲击地压发 生的可能性也越大(21170综放工作面采深达729m)。
冲击矿压发生指数,次/百万吨
0. 8 0. 7 0. 6 0. 5 0. 4 0. 3 0. 2 0. 1
0 3 00
对比矿井透水征兆:
(1)挂红(2)挂汗(3)空气变冷(4)出现雾气(5)水 叫(6)顶板淋水加大(7)顶板来压、地板鼓起(8)水色 发浑,有臭味(9)工作面有害气体增加(10)裂隙出现渗 水
《冲击地压课件》课件
挑战分析:面对复杂的 地质条件和工程环境, 需要不断提高技术水平 和应对能力
应对策略:加强国际合作 与交流,推动技术创新和 成果转化,提高我国在冲 击地压领域的国际地位和 影响力
结论:未来研究方向与挑 战分析对于推动我国冲击 地压领域的发展具有重要 意义,需要加强研究和实 践工作
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《冲击地压课件》PPT 课件
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01
冲击地压概述
02
冲击地压监测与预测 技术
03
冲击地压防治技术
04
冲击地压应急处置与 救援技术
05
冲击地压安全教育与 培训
06
添加章节标题
冲击地压概述
定义与分类
定义:冲击地压是矿山压力的一种显现形式
分类:按发生机理可分为岩爆型冲击地压和矿震型冲击地压
危害程度与影响范围
危害程度:可能导致人员伤亡和财产损失 影响范围:可能波及整个矿区或更大范围 影响因素:地质条件、开采方式等 预防措施:加强监测、采取工程措施等
冲击地压监测与 预测技术
监测方法与技术手段
钻屑法:通过钻 探获取岩屑,分 析岩屑粒度和数 量判断冲击地压 危险
电磁辐射监测法: 利用岩石破裂时 产生的电磁辐射 信号进行监测
应急处置与救援实践案例
某矿冲击地压事故案例 应急处置措施与救援过程 经验教训与改进措施 类似案例分析与比较
冲击地压安全教 育与培训
安全意识培养与宣传教育
冲击地压安全意识培养的重要性 宣传教育在冲击地压安全中的作用 安全意识培养的具体措施和方法 宣传教育的有效途径和方式
专业技能培训与考核标准
培训效果评估:通 过考试、问卷调查 等方式对培训效果 进行评估
煤矿冲击地压基本常识
煤矿冲击地压基本常识第一部分冲击地压发生的机理及其危害性1、冲击地压的机理是什么?答:冲击地压又称岩爆,是指井巷或工作面周围岩体,由于弹性变形能地瞬间释放而产生突然剧烈破坏的动力现象。
2、列举几个你所认为是冲击矿压的现象?答:(答案只要能和冲击地压发生的机理吻合即可)例如:煤岩体被突然抛出,巨浪及气浪,煤(岩)体遭破坏,伴随着震动和声响,在煤(岩)体边缘可能出现裂缝,震动时还可能发生粉尘飞扬,并伴有煤(岩)喷出或散落在巷中的现象等。
3、什么是矿震?答:矿震是指由于开采活动引起的矿山岩层震动,它是巷道周围介质突然在一瞬间发生震动,同时伴有巨大声响、冲击波、弹性回跳等现象,但不发生煤岩抛出的一种弹性能释放现象。
它是矿山岩层冲击式破坏的一种表现形式,与天然地震不同,其发生原因也是多方面的。
与天然地震相比,震中浅、强度小,震动围宽,从弱的几百米到强的几百、甚至几千公里。
4、什么是煤炮?答:煤炮是指在煤层开采过程中,由于岩体震动、顶板断裂或小围岩体变形卸压所产生的声响,是矿震的一种显现形式。
它是煤岩体在卸压所产生的,有时可能会引起最小的,实际上可以不考虑的巷道压缩,支架变形,或某个地点岩体的零星破坏。
5、什么是冲击地压?答:冲击地压又称岩爆,是指井巷或工作面周围岩体,由于弹性变形能的瞬时释放而产生突然剧烈破坏的动力现象,常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象。
它具有很大的破坏性,是煤矿重大灾害之一。
冲击地压发生前一般没有明显的宏观前兆,发生过程短暂,持续震动时间不超过几十秒。
6、什么是破坏性冲击地压?答:造成停产八小时以上或发生大型机电设备损坏以及造成人身伤亡事故等的冲击地压称为破坏性冲击地压。
7、冲击地压和冒顶有啥关系?答:冲击地压和冒顶有一种互为逆向的现象,易于冒顶的地方很少发生冲击地压,易于发生冲击地压的地方很少有冒顶现象。
因为煤层顶板极破碎时易于冒落,不易于对煤体加载,不能形成高度应力集中,破碎顶板本身也不能积聚能量。
冲击地压理论及技术培训
冲击地压理论及技术培训一、冲击地压理论1.冲击地压的产生机制在地下工程中,施加在岩石或土层上的冲击荷载会引起应力波的传播。
这些高强度的应力波可以通过地下介质迅速传播并引起地下岩体的应力和变形。
当冲击波遇到介质边界或不均匀性时,会造成反射和折射,并产生较大的应力集中,从而导致冲击地压的产生。
2.冲击地压的特点- 高频率:冲击地压产生的应力波具有高频率的特点,对地下岩体的影响效应集中在短时间内。
- 高强度:冲击地压引起的应力波具有较大的幅度和能量,可能导致地下岩体的瞬时破裂和位移。
- 局部性:冲击地压对地下岩体的影响集中在局部范围内,对工程的破坏作用强烈,会影响地下工程的安全和稳定。
二、冲击地压的技术控制与预防1.地质勘探与预测在地下工程施工前,必须进行充分的地质勘探和预测工作。
通过地质勘探,可以了解地下岩体的力学性质、裂隙结构和应力分布情况,为冲击地压的预测和控制提供依据。
2.冲击地压的监测与预警在地下工程施工过程中,需要建立冲击地压监测系统,实时监测地下岩体的应力、位移和应力波传播情况。
当发现冲击地压的迹象时,需要立即采取措施进行预警和应急处理。
3.冲击地压的控制技术- 减震消能:采用减震消能技术,通过合理的结构设计和材料选择,减少冲击地压引起的应力波传播和能量释放,降低地下岩体的损伤和位移。
- 地压支护:采用地压支护技术,通过设置加固构造、支撑体系和锚杆预应力等措施,增强地下岩体的稳定性和承载能力,降低冲击地压对工程的影响。
- 地压分散:采用地压分散技术,通过合理的爆破参数、排空施工和合理进尺等方式,减少冲击地压的产生和传播,降低地下岩体的变形和破坏。
4.应急处置与灾害防治在冲击地压发生紧急情况时,需要立即采取应急处置措施,包括疏散人员、封闭危险区域和进行灾害防治等工作,保障人员和工程的安全。
三、冲击地压的技术培训针对冲击地压的复杂性和危险性,需要进行专门的技术培训,提高从业人员的应对能力和安全意识。
《冲击地压课件》课件
理论研究
完善冲击地压理论体系
深入研究冲击地压的成因、发生机制和演化规律,构建更为科学和系统的理论框 架。
冲击地压与煤岩力学性质关系
探讨煤岩的物理和力学性质对冲击地压发生的影响,为预测和防治提供理论依据 。
技术研究
冲击地压监测预警技术
研发更为准确、可靠的监测预警技术 ,提高对冲击地压的实时监测和预警 能力。
ERA
监测预警
01
02
03
冲击地压监测
通过安装传感器和监测系 统,实时监测岩体应力、 应变和振动等参数,及时 发现地压异常现象。
数据分析
对监测数据进行分析处理 ,运用数值模拟和反演等 技术手段,预测冲击地压 发生的风险。
预警系统
根据监测数据和预测结果 ,建立预警系统,及时发 布预警信息,指导作业人 员采取防范措施。
度应力等。
脆性岩石
地下岩体多为脆性岩石,如砂 岩、页岩和石灰岩等,这些岩 石在达到其强度极限时容易发 生破坏。
地质构造
地下存在断层、节理、裂隙等 地质构造,这些构造使得岩体 中的应力分布不均,容易引发 冲击地压。
开采技术
采掘工程破坏了地下岩体的原 始应力平衡,形成了高应力集 中区域,增加了发生冲击地压
卸压解危
爆破卸压
通过爆破方式破坏岩体应力集中区域 ,降低岩体应力水平,预防冲击地压 的发生。
注水卸压
向岩体注水,增加岩体的自重和湿度 ,降低岩体的应力水平,同时软化岩 体,减小冲击地压发生的可能性。
钻孔卸压
在岩体中钻孔,通过孔内钻屑和气体 排出,降低孔周岩体的应力集中程度 。
安全防护
制定应急预案
冲击地压分类
根据发生条件
可分为自重冲击地压和构造冲击 地压。自重冲击地压是由地下岩 体自重引起的,构造冲击地压是 由地下岩体构造应力引起的。
《冲击地压及其防治》课件
冲击地压发生时,巷道内的设备、支架等设施可 能遭到破坏,造成经济损失。
生产中断
冲击地压可能造成巷道堵塞,影响正常的采掘作 业,导致生产中断。
02
冲击地压机理
Chapter
冲击地压形成原因
01
02
03
地质构造
冲击地压的形成与地壳构 造活动密切相关,如断层 、褶皱等地质构造容易引 发冲击地压。
监测设备
采用应力传感器、加速度计、位 移计等设备,实时监测煤岩体的 应力、应变和位移变化。
数据处理与分析
对监测数据进行处理和分析,提 取冲击地压发生前的异常信息, 及时发出预警信号。
预警系统
建立预警系统,根据监测数据和 异常信息,自动或人工判断是否 发出预警,并采取相应的应对措 施。
04
冲击地压案例分析
启示
加强采空区安全管理,合理选择开采技术,完善监测预警系统,提高矿工安全 意识等措施是预防冲击地压事故的重要手段。同时,应加强国际合作与交流, 借鉴国外先进技术与经验,提高我国冲击地压防治水平。
05
结论与展望
Chapter
冲击地压研究现状与成果
冲击地压研究现状
随着对冲击地压机理认识的深入,越来越多的学者开始关注冲击地压的预测和防治技术。目前,国内外在冲击地 压机理、预测和防治方面取得了一定的研究成果。
水文地质条件
地下水的水位、压力以及 流动方向等因素也可能影 响冲击地压的发生。
冲击地压发生过程
孕育阶段
发生阶段
在地质构造和地应力的共同作用下, 煤岩体逐渐积累能量。
破裂和能量释放产生冲击波和抛射物 ,形成冲击地压现象。
触发阶段
当煤岩体所受的应力超过其强度极限 时,发生破裂和能量释放。
2.防冲击地压知识培训复习资料.doc
防治冲击地压复习资料1、冲击地压是矿山压力的一种特殊显现形式,可描述为:矿山采动(采掘工作面)诱发(高强度)的煤(岩)体变形能瞬时释放,在相应采动空间引起强烈(围岩震动)和挤出的现象。
显现具有(突发性)、瞬时震动性及破坏性等特征。
2、煤层冲击危险程度分为无冲击危险、(中等冲击危险)、强冲击危险。
3、防治冲击地压工作的基本程序是“(划分冲击危险区域)一采取区域防范措施一进行冲击危险预测预报一实行局部防冲措施一(进行效果检验)”。
4、在冲击地压煤层中进行爆破作业时,应符合下列要求:躲炮时间(30)分钟以上;躲炮半径大于(150)米,实际躲炮时间、躲炮半径应根据现场实际确定。
躲炮地点必须宽敞、支护必须完整牢固。
在有瓦斯突出危险的煤层中撤人范围应同时参照突出矿井(防突)要求执行。
5、冲击地压矿井,必须建立冲击危险(预测预报)制度,预测预报方法有:(钻屑法)、电磁辐射法、微震监测法等预测方法。
6、防治冲击地压的措施有:开采保护层、(煤层卸压注水)、(煤层松动爆破)、煤层卸压钻孔、顶板注水、强制放顶、具有防冲效果的其它生产技术措施。
7、根据监测及综合分析,冲击危险区要设立防冲(警示牌),执行“限制(人员进入)制度”。
8、矿井必须设立专门的防冲机构和专职的防冲副总工程师,成立专职(防冲队伍)。
9、防冲队伍(人数)必须满足矿井防冲工作的需要。
10、煤矿企业、矿井必须制定冲击地压防治(安全目标责任)考核办法。
11、煤矿企业、矿井必须建立健全冲击地压防治(安全生产责任制)、岗位责任制以及防冲技术管理制度等。
12、煤矿企业、矿井必须根据矿井生产作业计划,开展冲击地压(危险区域)的排查工作。
13、煤矿企业、矿井必须建立冲击地压防治(培训制度)。
14、煤矿企业、矿井必须建立冲击地压事故(档案)。
15、冲击地压矿井必须建立冲击地压危险分析(预测预报)制度。
16、冲击地压防治费用必须列入企业(矿井)年度(安全费用)计划,保证满足防冲工作需要。
冲击地压理论与技术-653培训
华丰煤矿冲击地压主要发生在4层煤,四层煤的单轴抗 压强度为21.75MPa,其直接顶为4~9 m的粉砂岩, 单轴抗压强度为69.6 MPa,单轴抗拉强度为3.81 MPa。老顶总厚度为78 m,其中第一分层22 m,为 中细和中粗砂岩,第二分层厚56 m,为中细砂岩。老 顶之上为70 m泥岩和红土层,红土层之上为500 m以 上的坚硬砂砾岩。
4.3 急倾斜特厚煤层开采冲击地压
华亭煤矿开采10号煤层,煤层倾角45º,平均 厚度51.51m,走向长度1200m,属急倾斜特厚 易燃煤层。
10号煤层伪顶岩性为碳质泥岩及砂岩,赋存不 稳定;直接顶为砂岩或粉砂岩,厚度 1.26~19.5m,易垮落,块度大;老顶为粉砂岩 及细砂岩;煤层底板为泥质胶结的中-细砂岩。
经实验室测定,华丰煤矿4层煤的动态破坏时间DT为 30~46ms,弹性能量指数为10~16,冲击能量指数 为4.9~5.1,顶板岩层的弯曲能量指数为49KJ。即4 层煤具有严重的冲击倾向性,顶板岩层具有中等冲击 倾向性。
槽 顺 上
下顺槽
工作面位置
透
槽 顺 上
Ⅴ
Ⅵ
3.10冲击位置 煤 柱
华丰“3.11”冲击事故平面图
1 基本概念
冲击地压 冲击倾向性 冲击危险性 冲击地压、岩爆、矿震 冲击地压预测 冲击地压防治
冲击地压:
矿山井巷和采场周围煤岩体由于变形 能释放而产生的以突然、急剧、猛烈的 破坏为特征的动力现象。
矿山压力现象,特殊的矿山压力现象。
冲击地压、顶板大面积来压、岩爆、 矿震、煤与瓦斯突出、地表突然塌陷等 现象,由于其发生过程突然,且具有典 型的动力特征,通常情况下,统称为矿 山动力现象。
冲击地压防治培训课件
试件尺寸
长宽比
可编辑课件
三轴应变曲线---在三轴状态下可以
积聚更高的弹性变形能
可编辑课件
岩石强度的主要影响因素---加载时间
处于高应力区的煤柱在长期承载状态下易发生突然破坏。
蠕变
应力松弛
可编辑课件
工作面煤壁前方极限应力分布
可编辑课件
巷道周围的塑性区(极限应力区) 和弹性区
可编辑课件
煤样的应力-应变曲线
可编辑课件
冲击危险评价准则
---------冲击能量指数 煤的全变形过程中加 载时积蓄的能量(N1)与卸载时所耗损的能 量(N2)之比 K=N1/N2
K 5 冲击倾向强烈
1.5K5
▪冲击倾 向中等
K1.5 无冲击倾向
可编辑课件
冲击危险评价准则
▪ 2 冲击倾向指数 ▪ ------煤样动态破坏时
间
的突然释放并伴随顶板垮落。
▪ 煤与瓦斯突出:主要是在高应力条件下瓦斯和软煤
压缩积聚的能量突然释放
可编辑课件
煤与瓦斯突发的条件之一---瓦斯含量很
大的软煤处于高应力区且被夹持在硬煤之间。当工 作面推进使硬煤厚度减小时,发生突出。
可编辑课件
国内外冲击地压情况
1738年首次发生在英国,至 今已包括德国、南非、波兰、俄罗斯、 日本和澳大利亚等20多个国家和地 区
可编辑课件
国内外冲击地压情况
我国最早记录在冲击地压于1933 年发生在抚顺,截止1985年有32个 煤矿发生过冲击在压。近来随着采深增加, 冲击地压的数量及危害程度明显上升。至 2001年,新发生冲击地压的矿井多达 40个。
可编辑课件
国外冲击地压防治情况
▪ 苏联 51年发生冲击地压,25年来形
防冲知识手册_第二部分__冲击地压基本知识
第二部分冲击地压基本知识第一章概念解释冲击地压:采场周围煤岩体,在其力学平衡状态破坏时,由于弹性变性能的瞬间释放而产生的一种以突然、急剧、猛烈破坏为特征的动力现象。
冲击地压已成为煤矿开采特别是深井开采的主要灾害,严重威胁煤矿的安全生产。
矿震:采场上覆高位巨厚坚硬岩层的断裂运动引起的以地面震动为标志的矿山动力现象。
岩爆:岩体中较高的地应力,超过岩石本身强度,且有较高的脆性度和弹性,由于地下采掘活动破坏了岩体原有的平衡状态,岩体中积聚的能量导致岩石破坏,并将破碎岩石抛出。
第二章冲击地压显现特征第一节冲击地压的显现特征一、突发性。
冲击地压发生前一般无明显前兆,冲击过程短暂,持续时间几秒到几十秒,难已确定发生的时间、地点的强度。
二、多样性。
一般表现为煤爆(煤壁爆裂、小块抛射)、浅部冲击和深部冲击。
最常见的是煤层冲击,也有顶板冲击和底板冲击,少数矿井发生岩爆。
三、破坏性。
往往造成煤壁片帮、顶板可能有瞬间明显下沉;有时底板突然鼓起甚至接顶;常常有大量煤块甚至上百立方米的煤体突然破碎并从煤壁抛出,堵塞巷道,破坏支架;从后果来看冲击地压往往造成人员伤亡和巨大的生产损失。
四、复杂性。
在自然地质条件上,除褐煤以外的各种煤种都记录到冲击现象,采深从200~1000m,各种地质条件都发生过冲击地压。
在生产技术条件上,各种采煤方法都出现了冲击地压。
五、瞬时震动性。
像爆炸强烈震动,重型设备被移动,人员被弹起摔倒,震动波及范围可达几公里甚至几十公里,地面有地震感觉。
六、冲击能量差异大。
从里氏0.5级至里氏3.8级各种能级都有。
七、引发次生事故。
易引发煤尘爆炸事故、高瓦斯矿井易引起煤与瓦斯突出事故。
第二节冲击地压的分类一、根据冲击地压的物理特征,按发生原因分(分为三类:压力、突发、爆裂型);二、根据冲击地压的能量特征,按冲击时释放的地震能大小分(分五个等级);三、根据参与冲击的岩体类别分(分为二类:煤爆、岩爆);四、根据煤岩体应力来源(分为三种类型:重力、构造、复合型);五、根据显现强度及其对煤和岩层、支架、设备的破坏程度分(分为四类);1.弹射:单个碎块从煤岩体表面弹射出来,并伴有强烈的声响。
冲击地压1
3、有硬化的塑性:
k——塑性硬化系数
长期强度的的确方法
4、粘性模型
)
岩石的强度理论
莫尔强度理论(莫尔强度准则) 莫尔于1900年提出了莫尔强度理论,认为材料发生破 坏是由于材料的某一面上剪应力达到一定的限度,而这个 剪应力与材料本身性质和正应力在破坏面上所造成的摩擦 阻力有关。即材料发生破坏除了取决于该点的剪应力,还 与该点正应力相关。
73上05工作面推采时,微震基本在轨道顺槽一 侧,且基本在过断层附近出现;73上07工作面受采空 区73上05影响,矿震基本发生在采空一侧和断层附近, 需要在过断层时多加注意。
应力场:
地应力场(stress field in the earths crust): 古构造、现代
地壳或地球体内,应力状态随空间点的变化,称为地应力场。
岩石的基本物理力学性质
岩石的基本物理性质:岩石的密度 、岩石的比重 、岩石 的孔隙性 、岩石的水理性质 等。
岩石的强度特性
强度:①单向抗压强度;②单向抗拉强度;③剪切强度;④ 三轴压缩:真三轴;假三轴。
扩容现象: 岩石在压力下, 发生非线性体积 膨胀。
岩石的流变特性
1、弹性模型:
岩石介质的力学模型
分形力学
分形力学定义为在分形空间中考虑的岩石力学,或 者说在岩石力学问题分析求解中考虑到分形的效应和影 响,通过分形-岩石力学的数学基础,从空间、测度、 维数、分形和分形空间入手,引入自相似和自仿射,多 重分形和分形插值等概念,进而讨论了分形空间中的力 学。
海岸线,矿震问题
用半径去测量震 动数量
曲线说明分形成立
复杂边界动力学
数值模拟计算(有限单元法)
冲击地压基础知识
1、什么是冲击地压?答:冲击地压是聚积在矿井和采场周围煤岩体中的能量突然释放,在井巷发生爆炸性事故,产生的动力将煤岩抛向巷道,同时发出强烈声响,造成煤岩体振动和煤岩体破坏,支架与设备损坏,人员伤亡,部分巷道跨落破坏等。
(井巷或采场周围煤岩体由于变形能的释放而产生的突然、急剧、猛烈破坏为特征的动力现象。
)2、冲击地压有什么危害?答:冲击地压除了破坏巷道、支架和设备外还会引发其他矿井灾害,尤其是瓦斯、煤尘爆炸、火灾以及水灾,干扰通风系统,严重时会造成地面震动和建筑物破坏等。
因此,冲击地压是煤矿重大灾害之一。
3、冲击地压有什么特点?答:(1)突发性。
无预兆,过程短暂,持续时间几秒到几十秒,难于准确预报发生时间、地点和强度(2)瞬时震动性。
像爆炸强烈震动,重型设备被移动,人员被弹起摔倒,震动波及范围可达几公里甚至几十公里,地面有地震感觉(3)巨大破坏性。
大量煤体突然抛出,堵塞巷道,破坏支架;造成惨重的人员伤亡和巨大的生产损失(4)复杂性。
各种条件和采煤方法均出现过4、冲击地压如何进行分级?答:根据震级强度和抛出的煤量,可将冲击地压分为三级:(1)轻微冲击(I级)。
抛出煤量在10t以下,震级在1级以下;(2)中等冲击(II级)。
抛出煤量在10—50t,震级在1—2级;(3)强烈冲击(III级)。
抛出煤量在50t以上,震级在2级以上。
5、冲击地压对矿工有什么影响?答:发生冲击地压后,人员受伤的主要部位是脑部,占91%,其次是胸部的机械损坏,包括肋骨折断等,占60%,而内部器官的损坏主要是肺、心、胃等,占18%,再次是上下肢的折断。
6、什么是煤岩层的冲击倾向性?答:煤岩层的冲击倾向是指煤岩层产生冲击式破坏的能力。
煤层具有冲击倾向是煤层发生冲击地压的必要条件。
有强烈冲击倾向的煤岩层及有中等冲击倾向的煤层统称为有冲击倾向的煤层。
经鉴定我矿1煤煤层具有弱冲击倾向性,9煤煤层具有强冲击倾向性,1煤与9煤顶板为具有弱冲击倾向性的岩层。
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冲击地压基础知识
1、什么是冲击地压?
答:冲击地压是聚积在矿井和采场周围煤岩体中的能量突然释放,在井巷发生爆炸性事故,产生的动力将煤岩抛向巷道,同时发出强烈声响,造成煤岩体振动和煤岩体破坏,支架与设备损坏,人员伤亡,部分巷道跨落破坏等。
(井巷或采场周围煤岩体由于变形能的释放而产生的突然、急剧、猛烈破坏为特征的动力现象。
)
2、冲击地压有什么危害?
答:冲击地压除了破坏巷道、支架和设备外还会引发其他矿井灾害,尤其是瓦斯、煤尘爆炸、火灾以及水灾,干扰通风系统,严重时会造成地面震动和建筑物破坏等。
因此,冲击地压是煤矿重大灾害之一。
3、冲击地压有什么特点?
答:(1)突发性。
无预兆,过程短暂,持续时间几秒到几十秒,难于准确预报发生时间、地点和强度
(2)瞬时震动性。
像爆炸强烈震动,重型设备被移动,人员被弹起摔倒,震动波及范围可达几公里甚至几十公里,地面有地震感觉
(3)巨大破坏性。
大量煤体突然抛出,堵塞巷道,破坏支架;造成惨重的人员伤亡和巨大的生产损失
(4)复杂性。
各种条件和采煤方法均出现过
4、冲击地压如何进行分级?
答:根据震级强度和抛出的煤量,可将冲击地压分为三级:
(1)轻微冲击(I级)。
抛出煤量在10t以下,震级在1级以下;
(2)中等冲击(II级)。
抛出煤量在10—50t,震级在1—2级;
(3)强烈冲击(III级)。
抛出煤量在50t以上,震级在2级以上。
5、冲击地压对矿工有什么影响?
答:发生冲击地压后,人员受伤的主要部位是脑部,占91%,其次是胸部的机械损坏,包括肋骨折断等,占60%,而内部器官的损坏主要是肺、心、胃等,占18%,再次是上下肢的折断。
6、什么是煤岩层的冲击倾向性?
答:煤岩层的冲击倾向是指煤岩层产生冲击式破坏的能力。
煤层具有冲击倾向是煤层发生冲击地压的必要条件。
有强烈冲击倾向的煤岩层及有中等冲击倾向的煤层统称为有冲击倾向的煤层。
经鉴定我矿1煤煤层具有弱冲击倾向性,9煤煤层具有强冲击倾向性,1煤与9煤顶板为具有弱冲击倾向性的岩层。
7、影响冲击地压的发生的因素有哪些?
答:(1)开采深度。
随着开采深度的增加,采矿工程面临的问题更加复杂,由此产生的工程灾害事故更为严重,尤其是冲击地压危险加大。
(2)煤岩的冲击倾向性。
煤的强度越高,引发冲击矿压所要求的应力越小,反过来说,若煤的强度越小,要引发冲击矿压,就需要比硬煤高得多的应力。
(3)顶板岩层结构的影响
坚硬厚层砂岩顶板容易聚积大量的弹性能。
在其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,导致顶板煤层型顶板型冲击地压。
(4)地质构造的影响。
地层动力运动形成各种各样的地质构造,如断层、皱曲等对煤矿冲击地压的发生有较大的影响。
(5)、开采技术条件的影响。
8、预测预报冲击地压有哪些方法?
答:有综合指数法、数值模拟分析法、钻屑法以及微震法、声发射法、电磁辐射法等。
9、如何用钻屑法来预测冲击地压?
答:钻屑法是通过在煤层中打直径42—50mm的钻孔,根据排出的煤粉量及其变化规律和有关动力效应,鉴别冲击危险的一种方法。
即在其他条件相同的煤体,当应力状态不同时,其钻孔的煤粉量也不同。
当单位长度的排粉量增大或超过标定值时,表示应力集中程度增加和冲击危险性提高。
10、有冲击危险区域有哪些解危措施?
答:(1)振动爆破。
主要有振动卸压爆破、振动落煤爆破、振动卸压落煤爆破、顶板爆破。
(2)煤层注水。
大量研究表明,煤岩层的冲击倾向性随着含水量的增加而降低。
主要有三种布置方式,即与采面煤壁垂直的短钻孔注水法,与采面煤壁平行的长钻孔注水法和联合注水法。
(3)钻孔卸压。
采用煤体钻孔可以释放煤体中聚集的弹性能,消除应力升高区。
(4)定向裂缝。
包括定向水力裂缝法和定向爆破裂缝法。
11、对从事开采冲击地压煤层的有关人员有何要求?
答:对从事开采冲击地压煤层的有关人员,必须进行防治冲击地压基本知识教育,熟悉冲击地压发生的原因、条件、前兆等基础知识以及需要采取的防治措施。
另附:
徐矿集团关于加强冲击地压预测与防治工作的指令
签发:朱亚平
各生产矿井:
随着采深加大,矿井冲击地压危险程度不断增高,为进一步加强冲击地压预测预报及其防治工作,确保煤矿安全生产,集团公司指令:
1、加强防冲组织, 落实防冲责任。
集团公司生产技术部成立防冲科,负责全集团公司冲击地压的防治和管理工作;发生冲击地压及具有冲击地压危险的矿井要立即建立防冲机构,充实专业防冲人员,开展冲击地压预测预报和防治工作;建立健全各项防冲管理制度,明确各级防冲人员管理责任,防冲措施规定不落实将严格追究相关人员责任。
2、加大防冲投入。
所有具有防冲任务的矿井,必须配置预测预报装备,张小楼井、夹河、张集、张双楼矿本月内要配置足够数量的煤粉称重装置及4台电磁辐射仪,年内要建立微震监测系统。
防冲装备及煤层冲击倾向鉴定等费用由集团公司统一列支。
3、强制落实防冲规定。
已经鉴定具有强冲击地压倾向性并发生过动力现象的矿井,其采掘头面未采取防冲措施的,如张小楼井75212工作面、95209工作面,张集矿东三煤柱面、9612工作面,张双楼矿9419工作面、7123工作面,一律停产整改;鉴定具有强冲击地压倾向性但无动力现象的矿井,其采掘头面,如夹河矿2447工作面,庞庄矿9542工作面、9503工作面、7507工作面,必须在8月上旬内完善综合防冲措施,否则停采整顿;新水平、新采区开拓未进行煤层冲击倾向性鉴定的应立即编制计划组织鉴定。
4、开展防冲知识培训。
冲击矿压防治人员必须进行专门培训,各矿井根据本单位具体情况编印冲击地压防治知识宣传材料,普及全员防冲避灾基本知识。
5、做好冲击地压预防工作。
应综合运用钻屑法、电磁辐射仪预测法和常规矿压观测法等进行冲击地压的预测预报,不断总结冲击地压预测预报经验。
今后所有开采设计、作业规程及施工措施凡涉及到冲击地压的,必须按照防冲要求进行编制。
6、加强生产现场冲击地压防治工作。
冲击地压煤层的巷道应采用宽巷掘进或沿空掘巷,采用锚网支护或高强度可缩性支架,严禁采用混凝土、金属等刚性支架;有严重冲击地压的煤层中,采掘工作面的爆破躲炮时间不小于30min,躲炮距离不小于150m,躲炮地点、固定岗位禁止在三四角门等应力集中区,并在作业规程中明确规定;进一步加强采掘工作面煤层注水工作,达到煤层软化卸压目的。
7、制定防冲预案。
按照国家及省、市有关部门对冲击地压管理的相关规定及集团公司冲击地压煤层安全开采暂行管理细则要求,在落实所需的人财物、编制冲击地压防治针对性措施同时,要制定周密的应急处理预案。
8、徐矿集团冲击地压防治管理规定将于近期下发,至时,各有关矿井按规定执行。
徐州矿务集团有限公司
2010年8月4日。