深井开采冲击地压与防治
深井煤矿冲击地压及防治措施机理研究
深井煤矿冲击地压及防治措施机理研究深井煤矿冲击地压是指在深井煤矿开采过程中，由于岩体失稳、巷道变形等原因引起的地压突然增大的现象。
冲击地压对煤矿安全生产造成了严重威胁，因此深入研究冲击地压的机理，并制定科学有效的防治措施具有重要意义。
冲击地压的机理主要包括三个方面：一是煤层变形引起的地应力重分布机制，二是岩体的破坏机理，三是巷道变形引起地压增大的机理。
由于煤层开采过程中，煤层变形会导致原有的地应力分布发生变化，从而引起地压增大。
在煤层开采时，当煤层发生变形时，原有的地应力将重新分布，而且向巷道周围集中，导致地压突然增大。
由于长壁工作面的“剥垮带”扩大，扰乱了巷道周围岩体的应力平衡，进而引起地压增大。
冲击地压的第二个机理是岩体的破坏机理。
由于煤层变形发生时，周围岩体受到压力的不断积累，当压力达到岩石的破坏强度时，岩石就会发生破坏，进一步加剧地压的增大。
煤矿巷道及周围岩体的破坏程度越严重，地压增大的速度就越快。
巷道变形引起地压增大是冲击地压的第三个机理。
在煤矿开采过程中，巷道的变形会导致地压的快速增大。
当巷道发生挤压、破坏时，岩体失稳，地层的固结应力减小，导致地压增大。
为了防治冲击地压，需要采取科学有效的措施。
应加强煤层稳定性研究，根据各个矿井的不同情况，制定合理的开采方案，减少煤层变形对地压的影响。
应加强巷道支护工程，采用合理的支护措施，增加巷道的稳定性，减轻地压对巷道的影响。
还应加强巷道支护材料的研究和开发，以提高巷道的支护效果。
还应加强瓦斯抽放和排水工作，减少瓦斯和水对地压的影响。
深入研究深井煤矿冲击地压的机理，并采取科学有效的防治措施，对于确保煤矿的安全生产具有重要意义。
矿井基建时期冲击地压的防治分析
矿井基建时期冲击地压的防治分析矿井开采过程中，地质条件、矿井基建、采煤方式等因素均能对矿井的地压产生影响，其中，矿井基建时期的冲击地压是最为突出的问题之一。
针对这种情况，有效的防治方案能够保障矿井的安全生产。
1、矿井开拓难度较大：在矿井开采之前，需要进行地下隧洞建设、巷道穿挖等基建工程。
而这些基建过程，需要对地质环境进行破坏，同时会对已有的地压状态产生影响，使地压发生变化，难以预测所产生的冲击地压。
2、煤岩体力学性质差异较大：在基建过程中，采用的破碎方式对煤岩体力学性质影响很大，且不同区域之间煤岩体的力学性质可能会有所不同。
因此，基建过程中的破碎方式可能使原本相对稳定的地压状态产生变化，从而形成冲击地压。
3、采煤方式的不同：由于矿井基建时期通常是采取非机械化采光的方式，而且未来的采煤方式也可能会发生变化。
不同的采光方式会对煤岩体的应力状态产生影响，从而可能产生地压变化和冲击地压。
二、防治措施1、预测和预测：在进行矿井基建之前，需要对目标区域的地质结构进行详细的测量和分析，以便预测可能存在的冲击地压。
同时，也需要根据不同的基建方式和采光方式，进行合理的地压预测和预测。
2、通风工程：通风是防治冲击地压的关键措施之一。
在基建过程中，需要确保通风系统能够及时排出煤尘和有害气体，并减少二氧化碳等气体的积聚，从而保证矿井的安全性和稳定性。
3、支护工程：当出现冲击地压时，需要进行适当的支护和加强。
通常，采用钢架、木架或混凝土等，对矿井进行加强和支护，以防止其出现安全隐患。
4、必要的停产：如果发现冲击地压达到一定程度，采取加强和支护措施已无效时，应采取必要的停产措施，以排除危险因素，保证矿井的安全生产。
总之，矿井基建时期的冲击地压是矿井安全生产中的重要问题，需要采取严格的预测和预测措施，加强通风工程和支护工程，做好必要的停产措施，以保障矿井的安全稳定生产。
深井煤矿冲击地压及防治措施机理研究
深井煤矿冲击地压及防治措施机理研究深井煤矿冲击地压是指在采煤过程中，由于岩层断裂、松散岩层和高陡导水层等地质条件的影响，导致瓦斯压力释放、地质应力分布变化以及采空区域与岩体之间的相互作用变化，进而引发地压的变化和冲击。
冲击地压的产生与煤层顶板松动破碎、瓦斯压力突变以及支护无法及时跟进等因素密切相关。
冲击地压的发生会严重威胁煤矿的生产安全，因此煤矿企业需要采取防治措施进行控制。
冲击地压防治措施主要包括工作面支护、巷道支护和预防性抽放瓦斯等方面。
工作面支护是最重要的一项措施。
正确选择和使用工作面支架、采煤机等设备，合理设计预留空间，并根据煤层厚度、围岩性质和地应力特征等因素确定支护参数，以确保工作面的稳定。
常用的支护方式包括液压支架、液压支柱、钢架支架等。
此外，配合使用锚杆、锚索等矿用材料，能够进一步增强支护效果。
巷道支护是保证采煤工作面周边安全的重要手段。
采用合适的巷道支护方式，增强巷道的强度和稳定性，防止冲击地压从工作面向巷道传导，减少地压对巷道的破坏。
常见的巷道支护方式包括预拱技术、补强锚杆支护、喷浆注浆等。
此外，在巷道支护中，还应加强对巷道松动圈、应力集中区的监测，及时采取措施进行加固。
预防性抽放瓦斯是另一个重要的冲击地压防治措施。
通过合理设置的抽放孔，及时、适量地抽放瓦斯，减少瓦斯的积聚，降低瓦斯压力，从而减轻冲击地压的危害。
预防性抽放瓦斯可根据矿井瓦斯涌出规律和矿井通风系统的特点，确定适当的抽放位置和抽放量。
此外，煤矿企业还应加强对冲击地压的监测工作，通过监测地压变化、地震数据、瓦斯涌出情况等来预测和预警冲击地压的发生。
在生产中，要加强巡检，及时发现和处理支护材料的脱落和损坏，及时采取修补或更换措施，保证支护的完整性和稳定性。
综上所述，深井煤矿冲击地压的产生与多种因素有关，包括瓦斯压力释放、地质应力分布变化以及采空区域与岩体之间的相互作用等。
为了防止冲击地压的发生，煤矿企业需采取一系列防治措施，包括工作面支护、巷道支护、预防性抽放瓦斯等。
深部开采冲击矿压的机理分析及防治对策
深部开采冲击矿压的机理分析及防治对策针对某矿深部开采冲击矿压日益凸显，严重威胁正常生产机工人人身安全的现状，极有必要开展针对性的研究工作，以把握冲击矿压显现的形成机制及关键影响因素，对当前重点工作面的安全状态做出危险区域、危险程度的评价，采用科学手段进行解危、防护，最终实现矿井的正常采掘接替，保障安全高效。
结合现场的实际情况，提出该矿冲击矿压的防治措施，扭转了该矿冲击地压不可防、不可控的被动管理局面，有效地保护了职工的生命安全，最大限度降低了财产损失，有力地保障了矿井的安全生产。
标签：冲击矿压；深部矿井；综合防治；治理引言冲击矿压是矿井巷道和采场周围煤岩体由于变形能的释放而产生以突然、急剧、猛烈破坏为特征的特殊的矿山压力现象[1]。
显然，冲击矿压是威胁矿山开采安全的一大隐患，直接威胁着煤矿的生产和人员及财产的安全，并随开采深度的增加，此类灾害有加重的趋势。
因此，揭示煤层开采后采场出现强烈矿山压力显现的形成机制，采取有效措施弱化和控制矿山压力显现强度，对矿井安全采煤具有十分深远的意义[2-3]。
1 概况该矿井设计生产能力500万t/a，主采4号煤层。
采掘工作面主要布置在大巷南北两翼，其中，首采工作面埋深约640m，为该矿井埋深最大的回采工作面，工作面全长约1500m，倾向约170m，两侧均为双巷布置。
该工作面回采巷道掘进期间，“煤炮”频繁发生，响声巨大、煤尘飞扬，多次造成巷道迎头及已支护段出现大面积顶板瞬间下沉或切顶，下沉量可达300-700mm，厚度达2000mm的支护体整体冒落，顶板锚索频繁破断，局部显著底臌，严重时期甚至导致皮带架、掘进机发生显著位移。
由于巷道动力显现强烈，导致已掘巷道围岩破坏严重，无法继续正常作业，迫使将精力集中于巷道的扩修、维护，部分区段反复扩修2-3次仍无法抵抗“煤炮”的冲击作用而再次破坏，繁重的扩修工程严重制约了矿井的采掘接替。
鉴于该矿冲击矿压的高危险性，研究其发生规律与治理方法，是一个非常重要的课题。
12 深矿井冲击地压及防治措施 鹿文勇
附录深矿井冲击地压及防治措施摘要煤矿冲击地压显现具有多样性、突发性、危险性和普遍性等特征。
冲击地压发生的自然条件是开采深度、地质构造以及煤层顶底板岩石的物理力学特征。
防范冲击地压的根本措施能消除产生的条件,同时也要采取防护措施。
关键词:煤矿;深矿井;冲击地压;井巷;开采技术前言井巷或工作面周围煤岩体,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称为冲击地压。
它是在高应力状态下发生的,该状态下积聚有大量弹性能的煤岩体突然发生破坏、冒落或抛出,使能量突然释放,并伴随有声响、震动和冲击波,也被称作煤爆或岩爆。
煤矿冲击地压有其明显的特征,采取行之有效的防范措施。
1 煤矿冲击地压显现的特征(1)突发性。
发生前一般无明显前兆,冲击过程短暂,持续时间由几秒到几十秒。
(2)多样性。
一般表现为煤爆、浅部冲击和深部冲击。
发生煤爆时,煤壁爆裂,并伴随有小块煤体抛射现象;浅部冲击发生在煤壁2~6 m范围内;深部冲击发生在煤体深处,声如闷雷,但破坏程度不同。
最常见的是煤层冲击,也有来自岩层的顶底板冲击。
在煤层冲击中,多数表现为煤抛出,少数表现为数十平方米的煤体整体移动,并伴随有巨大声响、岩体震动和冲击波。
(3)危险性。
冲击地压的危害极其严重,不仅影响正常生产,而且严重威胁井下人员的安全,发生时往往造成煤壁片帮、顶板下沉和底鼓、支架折损、设备移动、巷道堵塞和人员伤亡。
(4)普遍性。
在自然地质条件上,除褐煤以外的各种煤种都有冲击地压记录,开采深度从200~1 056 m,地质构造从简单到复杂,煤层从薄到特厚,倾角从水平到急倾斜;顶板包括砂岩、石灰岩,甚至油母页岩,都发生过冲击地压。
在生产技术条件上,水采、炮采、普采和综采,全部垮落法或水力充填法等各种采煤工艺,长壁、短壁、巷柱、倾斜分层、水平分层、倒台阶和楼式等各种采煤方法,都出现过冲击地压。
2 冲击地压发生的理论分析和原因分析2·1 冲击地压理论(1)强度理论早期的强度理论着眼于煤岩体的破坏原因,认为井巷和采场周围产生应力集中,当应力达到煤岩体的极限强度时,煤岩体发生突然破坏,形成冲击地压。
矿井基建时期冲击地压的防治分析
矿井基建时期冲击地压的防治分析矿井基建阶段是矿山开发中一个非常重要的阶段，也是一个容易受到冲击地压影响的阶段。
冲击地压是指在采矿工作面开采过程中遇到的突然发生的地压力，而冲击地压对于矿井基建阶段的影响也是非常大的。
在矿井基建阶段，要进行冲击地压的防治分析，以保障矿山基建的安全和可持续发展。
一、冲击地压的特点冲击地压是指在矿床开采地下隧道、矿山采掘工作面等地下工作场所，由于各种地质条件和开采方法的影响，导致局部地层失稳而产生的突然性地压力。
主要特点有：1. 瞬间性：冲击地压是瞬间发生的，往往是在采煤、爆破等作业中突然发生的。
这种瞬间性使得其对于矿井基建阶段的影响极大。
2. 威力大：冲击地压威力很大，对矿井基建设施、设备造成严重的损坏，甚至威胁到人员的生命安全。
3. 难以预测：由于其瞬间性和复杂性，冲击地压往往难以预测，给矿山生产和基建带来了极大的不确定性。
冲击地压对于矿井基建阶段有着诸多危害：1. 损坏设施：冲击地压会对矿井基建设施、设备造成不同程度的损坏，增加维修成本，降低基建设施的使用寿命。
2. 人员安全：冲击地压会对基建工程中的人员安全带来威胁，可能引发事故。
3. 生产受阻：基建工程受到冲击地压的影响，可能导致生产停顿，增加生产成本。
三、冲击地压的防治方法为了保障矿井基建阶段的安全，必须对冲击地压进行有效的防治。
以下是一些常用的冲击地压防治方法：1. 合理布置工作面：在设计和布置矿井工作面时，要充分考虑地质条件和采矿方法，合理设置控制开采的支柱和支架，减小冲击地压的危害。
2. 加强支护措施：采用加固支护、液体支护等技术手段，增强矿井工作面的稳定性，减少冲击地压的发生。
3. 控制爆破参数：在进行爆破作业时，要严格控制爆破参数，减小冲击地压的影响范围和力度。
4. 定期检测监控：采用地质雷达、地下水位监测等技术手段，对矿井地质和地下水进行定期检测监控，及时发现并处理地质异常，减少冲击地压的危害。
5. 人员培训：对矿山基建工程人员进行相关冲击地压防治方面的培训，提高其防治意识和应急处理能力，减少事故的发生。
矿井基建时期冲击地压的防治分析
矿井基建时期冲击地压的防治分析矿井基建时期是指在矿井开采前，进行井下设施的建设，包括巷道、矿井井口、通风系统、水利系统等。
在矿井基建时期，由于地下开挖、爆破及掘进等工程活动，会引起地压的变化，给矿井的安全运营带来一定的威胁。
需要进行冲击地压的防治分析，保障矿井工程的安全进行。
冲击地压是指由于地下岩石的变形和失稳，引起地层的塌陷、断裂和蠕变，从而产生的压力变化。
冲击地压会导致巷道变形、煤层爆裂、煤与岩石的剥离等现象，给矿井基建带来严重威胁。
冲击地压的防治分析需要对矿井的地质条件进行综合评价。
包括地下水情况、岩石类型、断裂带分布、煤层性质等。
通过对地质条件的分析，可以预测地质灾害的可能性，并采取相应的措施进行防治。
冲击地压的防治分析需要进行数值模拟分析。
通过数值模拟，可以模拟矿井开采过程中的地应力变化、岩体变形等情况，预测冲击地压的分布和变化趋势。
还可以模拟不同的支护措施对冲击地压的影响，从而确定最佳的支护方式。
在矿井基建时期，采取适当的支护措施也是防治冲击地压的重要手段。
常见的支护措施包括锚杆支护、喷射混凝土支护、压裂注浆支护等。
这些支护措施可以有效地抵抗地应力的变化和岩层的变形，减少冲击地压对矿井基建的影响。
冲击地压的防治分析还需要进行监测和预警。
通过在矿井基建期间进行地质监测，包括地下水位、地应力等参数的监测，可以及时发现地质灾害的征兆，预测冲击地压的发生潜力，从而采取相应的措施进行预警和防治。
冲击地压的防治分析在矿井基建时期非常重要。
通过对地质条件的评价、数值模拟分析、支护措施的选择、监测与预警等手段，可以有效地预防和控制冲击地压的发生，保障矿井基建工程的安全进行。
浅析矿井深部开采与冲击地压防治之间的内在联系
浅析矿井深部开采与冲击地压防治之间的内在联系对于我国矿井来说，地质条件复杂多变，随着矿井开采深度的不断增加，发生冲击地压灾害的矿井数量逐日递增。
本文首先介绍了矿井冲击地压发生的原因，其次阐述了矿井深部开采冲击地压预测方法，重点论述矿井深部开采冲击地压防治措施，为煤矿的安全生产提供重要的理论支持。
标签：矿井；深部开采；冲击地压；防治0 引言近几年来，随着矿井转入深部开采，冲击地压发生的频率和强度不断增加。
因此，研究深井开采冲击地压的发生条件和预测防治措施，对于煤矿安全生产具有重要的理论和现实意义。
1 矿井冲击地压发生原因（1）发生冲击地压的环境因素。
冲击地压发生的环境因素，主要来源于矿井深部开采时出现的矿体压力。
这种现象的发生原因非常复杂，由于来自于矿井内部和外部交错的各种动力，形成了相互冲击的局面，导致最后发生冲击地压灾害。
由于煤岩在长期的动力因素冲击下，形成了吸收能量的变动力，加上外力的作用，引起了不可控的瞬間爆破力量，造成了当下的冲击地压现象。
发生冲击地压的环境因素前提，是煤岩的冲破性具有一定的方向，加上回采方位聚集了强大的能力不能释放，最后，开采过程中，留下了可以释放动能的一定空间，营造了冲击地压的释放条件。
（2）发生冲击地压的影响因素。
由于长时间在矿井位置进行深部的开采工作，导致出现煤岩储藏的伸缩空间也增加了，当储存能量超过极限的时候就会出现严重的抗压反弹，造成内部墙体的压力炸裂。
以物理学角度分析，发生冲击地压的原因是由于煤岩物质的物理特性造成的。
由于煤岩比较坚硬，一旦矿井中存在比较脆或者是弹性比较大的煤岩，就会发生冲击地压。
还有其他方面的原因，比如矿井支撑能力、矿井内部地质构造，以及开采工作的具体操作。
（3）冲击地压发生的形态规律。
矿井开采的进程不断加深，就会刺激冲击地压的发生，因此，冲击地压发生的规律与开采深度有关。
冲击地压的冲击强度，影响着发生煤岩震裂的情况，冲击力度大，则煤岩震裂的情况加重。
冲击地压防治措施
冲击地压预防措施冲击地压是聚集在矿井巷道和采场周围岩体的能量突然释放。
在井巷中发生的爆炸事故。
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、人员伤亡，部分巷道跨落破坏等。
冲击地压具有突发性、发生条件复杂性的特点。
随着矿井开采深度的增加，矿山压力显现日趋明显，为做好矿井冲击地压预测和预防工作，防止冲击地压危害，确保矿井安全生产，依据《煤矿安全规程》和有关规定及法律法规，制定相应的防范措施：一、管理机构建立以矿长为组长，生产、安全、机电等副矿长为副组长。
相关单位的负责人为成员的冲击地压管理机构。
二、抢险准备工作1、全矿各单位人员、工种，必须熟知矿井冲击地压灾害基本知识，掌握冲击地压发生的机理、预兆、影响因素及危害，以便及时采取相应的救援措施。
2、根据矿井冲击地压事故的特点，必须提前准备好各类技术装备，以便抢险救灾工作的需要。
（液压起重器、大绳、矿工斧、镐、刀锯、两用锹、担架、检测仪器、苏生器、生命探测仪等）3、生产科负责编制并贯彻落实施工措施，确保抢险施工安全进行。
4、机电科负责抢险期间机电设备及供电系统的安装使用，并在事故发生第一时间，停止矿井生产电源。
5、地测科负责了解事故现场情况，分析判断事故严重程度、波及范围及存在的威胁。
6、安监处负责现场监督抢险过程的安全情况，杜绝二次事故的发生。
7、供应科负责准备抢险期间需要的所有工具并保证其安全质量。
8、运输区负责各类材料、工具、空重车皮的运输，确保各类材料、工具车皮及时达到作业地点。
9、通风区负责通风系统的巡查、调风、风机安设等工作，确保井下无串联风、微风、无风等现象。
10、调度室负责联系组织各单位抢险工作，并在事故发生的第一时间，通知矿井所有人员进入新鲜风流中躲避。
三、技术管理1、要对各开采煤层进行煤层冲击倾向性鉴定，并认真做好待采区段冲击地压危险性评价。
2、编制防治冲击地压专门设计。
评价为有冲击地压危险性的区段，采区设计和掘进、采煤作业规程必须编制防治冲击地压的专门设计。
千米深井冲击地压防治技术与实践
2、技术防冲
f、效果检验 严格执行效果检验制度，未经检验或检验指标 超标均不得组织生产，此规定已纳入集团公司 “安全红线”管理，触犯的责任人给予免职或解 除劳动合同。
3、培训防冲
g、个体防护 所有人员做到熟悉防冲知识、规程措施和 避灾路线；自觉遵守“危险区域人员限入、 远距离作业”等制度；休息时应避开应力集 中区，保持站立，禁止坐姿、依靠巷道帮部 或其它物品休息；冲击危险严重的区域，作 业人员佩戴防冲头盔、防冲背心，在发生冲 击地压的情况下，保护身体重要部位不受伤 害。
⑸厚层坚硬 顶板 较多采掘区 域顶板分布 厚度10m以上 的厚层砂岩， 顶板蓄积能 量大。
⑹开采扰动 采掘活动集 中，开采扰 动，动静荷 载频繁。
二
徐矿集团冲击地压防治方法
⑴组织体系 2010年“张双楼煤矿7· 30”事 故后，徐矿集团生产技术部 成立了冲击地压防治专职防 冲科，各矿井相继成立冲击 地压防治专职部门，配备防 冲专职、专业人员，形成了 职责明确、防治专业的组织 体系。
应力监测云图
2、技术防冲
e、卸压解危 煤层钻孔卸压：钻孔设备有ZQJ/ZQJC气动 架柱式、CMS和ZDY系列等高效钻机，共配置40 余台。
2、技术防冲
卸压钻孔直径一般在100mm以上，分段定级评估 为中等以上冲击危险的区段实施超前预卸压，先卸 压再监测，提高可靠程度；现场有动力显现或检测 （监测）数据超标的，必须进行卸压解危，把卸压 规定为采掘工程的必要程序；上覆煤柱等复杂条件 下，加深、加密、重复套孔卸压。
张小楼井95208工作面采取了中深孔、短孔、套 孔相结合的综合钻孔卸压措施，孔间距平均为0.8m， 卸压效果良好，目前工作面已安全回采结束。近两 年卸压钻孔年工程量均在100km以上。
深井煤矿冲击地压及防治措施机理研究
深井煤矿冲击地压及防治措施机理研究
深井煤矿冲击地压是指在煤矿开采过程中，由于煤层采空区的形成和煤矿压力分布的变化，地表和开采区域产生的一种地质灾害。
冲击地压的发生会导致煤矿井下岩层的破坏和变形，给煤矿生产带来严重的安全隐患。
了解冲击地压的机理并采取相应的防治措施是非常重要的。
冲击地压的机理主要包括两个方面：采空区的形成和煤矿压力分布的变化。
冲击地压一般发生在煤炭开采的末期，当煤层被采空形成采空区时，岩层受到减压作用，出现松散和坍塌。
煤矿压力分布也发生改变，压力集中在采煤区域附近，导致地压突然增大。
这些因素加在一起，导致冲击地压的发生。
为了防治冲击地压，需要采取相应的防治措施。
防治措施主要分为预控和事后控制两个方面。
预控措施主要是在煤矿开采过程中采取的措施，以减少冲击地压的发生。
其中包括合理的采煤方法和矿柱布置、加强支护和巷道预支护等。
合理的采煤方法和矿柱布置可以减少采空区的形成，降低地压的发生。
加强支护和巷道预支护可以增强岩层的稳定性，减少地压的传递。
事后控制措施主要是在冲击地压发生后采取的措施，以减轻地压对煤矿的影响。
其中包括加固支护和巷道加固等。
加固支护可以增强支护的稳定性，防止支护的破坏。
巷道加固可以增强巷道的稳定性，减少岩层的变形和破裂。
深井煤矿冲击地压的机理研究对于防治冲击地压非常关键。
预控和事后控制两个方面的防治措施可以有效地减轻冲击地压对煤矿的影响，保证煤矿的安全生产。
深井煤矿冲击地压及防治措施机理研究
深井煤矿冲击地压及防治措施机理研究引言深井煤矿中的冲击地压是一种严重的地质灾害，给煤矿生产带来了巨大的危害和挑战。
煤矿冲击地压是指地下煤矿开采过程中，由于采动工作面的破裂和位移，导致围岩受到巨大的控制性应力而发生破裂和移动，从而形成地压作用，给煤矿的生产和安全带来了严重的影响。
研究深井煤矿冲击地压的机理以及采取相应的防治措施，对于保障煤矿的安全生产具有重要的意义。
一、深井煤矿冲击地压的机理1. 围岩的特性与破裂深井煤矿中的冲击地压是由于围岩受到采动工作面的控制性应力作用而产生的。
煤矿开采过程中，矿层和围岩会受到不同程度的破裂和变形，特别是在深井煤矿中，煤层和围岩之间的接触面积较大，受力情况更加复杂。
围岩的特性和破裂是造成冲击地压的主要原因之一。
2. 工作面的位移深井煤矿采动工作面的位移是造成冲击地压的另一个重要原因。
当工作面进行开采作业时，煤层和围岩会发生位移，破坏了原有的平衡状态，导致围岩受到控制性应力的作用而发生破裂和移动，从而形成地压作用。
3. 地下水的影响地下水是另一个影响深井煤矿冲击地压的因素。
当矿井开采过程中，会产生大量的地下水，这些水会渗透到围岩中，改变围岩的力学性质，导致围岩发生变形和破裂，从而加剧了地压的形成。
1. 预先支护预先支护是防治深井煤矿冲击地压的重要措施之一。
通过对工作面进行预先支护，可以有效地控制围岩的破裂和位移，减缓地压的作用，达到保护矿井安全生产的目的。
2. 地压控制技术地压控制技术是防治深井煤矿冲击地压的另一项重要措施。
通过采用合理的采煤方法和支护工艺，减少地下煤矿的冲击地压，保障矿井的安全生产。
3. 地下水管理合理地管理和控制地下水，对于减轻深井煤矿冲击地压具有重要的意义。
通过降低地下水的渗透量和增加排水的能力，可以有效地减少地下水对围岩的影响，从而减少地压的作用。
深井煤矿冲击地压及防治措施机理研究
深井煤矿冲击地压及防治措施机理研究1. 引言1.1 研究背景深井煤矿是我国煤炭资源开采的重要形式之一，由于矿井深度较大，地压问题一直是亟需解决的难题。
冲击地压是深井煤矿中一种严重的地压现象，其形成机理复杂，给矿工生命安全和矿井生产带来了巨大的危害。
而针对深井煤矿冲击地压问题的防治措施也是各个煤矿生产单位急需解决的关键技术问题。
煤矿冲击地压问题严重影响了煤矿安全生产和井下作业环境，造成了矿井设备破坏、巷道变形、煤岩垮塌等严重问题。
深入研究深井煤矿冲击地压的形成机理以及有效的防治措施对于提高矿井生产安全水平具有重要意义。
本文旨在通过对深井煤矿冲击地压及其防治措施机理的研究，为煤矿生产单位提供技术支持，减轻冲击地压带来的危害，保障矿工的生命安全和矿井的正常生产。
【字数：227】1.2 研究目的研究目的是为了深入探究深井煤矿冲击地压的形成机理，分析其对矿井安全的危害，进而提出有效的防治措施，确保矿井生产和人员安全。
通过研究冲击地压的形成机理，可以深入了解地质构造、煤层压力等因素在地压形成中的作用机制，为矿井设计和生产提供科学依据。
分析冲击地压对煤矿生产和人员安全带来的危害，可以更好地认识问题的严重性和紧迫性，促使相关部门采取措施加以解决。
最重要的是，通过提出支护设计优化、巷道支架加固、地压监测与预警系统建设等防治措施，可以有效减少冲击地压对矿井带来的损害，保障矿山安全生产和工人健康。
1.3 研究意义深井煤矿冲击地压及防治措施机理研究引言深井煤矿是我国煤炭生产的重要组成部分，但由于其特殊的地质条件和采矿工艺，冲击地压问题日益突出。
冲击地压是煤矿生产中常见的地压灾害之一，它严重影响着矿井的生产安全和效率。
对深井煤矿冲击地压及其防治措施的研究具有重要的现实意义和深远的科学意义。
深入研究冲击地压的形成机理，可以帮助我们更好地理解地质构造对矿井稳定性的影响，为煤矿开采提供科学依据。
了解冲击地压的危害可以引起矿山企业更加重视地压灾害的防治工作，从而减少生产事故的发生。
深部矿井冲击矿压与防治手段
深部冲击矿压及其防治概述冲击地压（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。
深井煤矿冲击地压及防治措施机理研究
深井煤矿冲击地压及防治措施机理研究1. 引言1.1 研究背景深井煤矿是指煤矿井筒深度大于300米的煤矿，由于深井煤矿的开采深度较大，地下岩层承载能力减小，地应力分布复杂，井下岩层破裂状况复杂，因此深井煤矿冲击地压问题日益突出。
深井煤矿冲击地压会导致煤与岩石的不稳定移动，甚至引发井下坍塌事故，严重危害矿工的生命安全和生产正常运行。
深井煤矿冲击地压问题已成为制约我国煤矿安全生产的重要因素之一。
研究深井煤矿冲击地压及其防治措施的机理，对于提高煤矿安全生产水平，保障矿工生命安全具有重要的理论和实践意义。
深入探讨深井煤矿冲击地压的成因、防治措施以及机理，对于指导煤矿生产实践，提高煤矿生产效率和安全性具有重要意义。
1.2 研究意义深井煤矿冲击地压及防治措施机理研究引言深井煤矿是我国煤炭资源开采的重要组成部分，但在深井煤矿开采过程中，冲击地压问题成为制约矿井安全生产的主要难题之一。
深井煤矿冲击地压的发生不仅会导致矿井工作面顶板的剧烈变形和破坏，还会引发一系列严重的安全事故，给矿山生产和工人生命造成极大威胁。
深入研究深井煤矿冲击地压及其防治措施的机理具有重要的理论和实践意义。
只有准确把握冲击地压的成因和演化规律，才能有效制定相应的防治措施，提高矿山的安全生产水平，保障矿工的生命财产安全。
本研究旨在深入探讨深井煤矿冲击地压及防治措施的机理，为矿山安全生产提供科学依据和技术支撑。
2. 正文2.1 深井煤矿冲击地压的成因1. 矿层结构影响：深井煤矿矿层结构复杂，存在多个断层和构造变形，这些结构对地压的分布和传递起到重要作用。
断层和构造变形会导致煤层变薄或者堆积不均匀，从而增加地压的不稳定性。
2. 煤层厚度影响：煤层厚度对地压的大小和分布有直接影响。
一般来说，煤层越厚，地压越大，因为煤岩在受力时会发生挤压和收缩，如果煤层厚度不均匀，地压也会不均匀分布。
3. 煤岩性质影响：煤岩的物理力学性质会影响地压的大小和分布。
煤岩的硬度、韧性和应力-应变特性都会对地压产生影响，不同性质的煤岩在受力时会表现出不同的变形和破坏特点。
矿井基建时期冲击地压的防治分析
矿井基建时期冲击地压的防治分析煤炭是人类生产与生活中重要的能源资源，而矿井是煤炭开采的重要场所。
在矿井开采过程中，由于地质结构和开采方式的不同，常常会发生冲击地压现象，给矿井的安全生产带来严重的威胁。
矿井基建时期冲击地压的防治分析是至关重要的，本文将对此进行深入探讨。
一、冲击地压的形成原因1. 矿井基建时期冲击地压的原因主要有以下几点：2. 矿井基建时期地质结构不稳定。
在矿井基建时期，地下岩层的移动、震动、变形等情况都极易发生，这会导致地层不稳定，从而出现冲击地压。
3. 周边山体的变动。
矿井周边的山体，在基建时期可能会因为开采的挖掘导致其结构发生变化，从而引发冲击地压。
4. 煤层岩层结构特殊。
在不同的地质结构下，煤层岩层会有所不同，有些煤层岩层的结构特殊，易导致冲击地压的发生。
二、冲击地压的危害1. 冲击地压对矿井生产的危害性主要表现在两个方面：一是对矿井设施的破坏，二是对矿工人员的生命安全构成威胁。
2. 矿井设施的破坏。
冲击地压会导致煤柱破碎、支架折断，甚至整个矿井的结构失稳，严重时可能导致矿井的倒塌，给矿井设施造成巨大的损失。
3. 矿工的生命安全受到威胁。
冲击地压会导致矿工被埋压，甚至发生事故，给矿工的生命安全带来极大的威胁。
三、冲击地压的防治方法1. 合理的支护措施。
在矿井基建时期，应当根据煤层岩层结构的特点，合理地布置和设置支护措施，增加煤柱和支护设施的可靠性，减轻冲击地压的影响。
对于地质条件复杂的矿井，还应采取适当的地质预报和测量技术，提前发现地质异常，及时采取措施防止冲击地压的发生。
2. 定期的检测和监测工作。
在矿井基建阶段，应当加强对矿井周边地质环境和地表动态的监测和检测工作，及时发现地质变化，以便采取相应的措施，防止冲击地压的发生。
3. 加强技术人员培训。
在矿井基建时期，应当加强对技术人员的培训，提高其对地质情况和矿井设施状况的认识和把握能力，以便及时发现和处理冲击地压的问题。
4. 完善的安全管理制度。
深井煤矿冲击地压及防治措施机理研究
深井煤矿冲击地压及防治措施机理研究深井煤矿冲击地压是指在深井煤矿开采过程中，随着矿井开采深度的增加，地表和煤层之间的压力差导致岩体发生断裂和变形的现象。
这种冲击地压给矿井的安全生产和工作人员的生命安全带来了巨大的威胁。
冲击地压的机理主要包括以下几个方面：1. 岩层变形和破裂：在煤层上方的岩层受到地应力的作用，随着开采深度的增加，岩层开始逐渐发生变形和破裂。
岩层变形和破裂会导致应力的重新分布，加剧冲击地压的程度。
2. 岩石的弹性和塑性变形：在冲击地压作用下，岩石会发生弹性和塑性变形。
当岩石发生弹性变形时，会存储弹性能量；当岩石发生塑性变形时，会导致能量的释放。
这些变形和释放过程会进一步增加地压的程度。
3. 冲击地压的传播与扩展：冲击地压作用下，地应力会传播到周围的岩层，并引起其变形和破裂。
这种传播和扩展的过程会导致冲击地压的范围不断扩大，增加了地压对矿井的影响。
1. 预测和监测：通过地质勘探和测量手段，对冲击地压的发生和演化趋势进行预测和监测。
及时获取冲击地压的相关信息，可以为采取相应的防治措施提供依据。
2. 改善矿井结构：通过优化矿井的布置和设计，改善矿井的结构和支护体系。
合理设置支柱、拉杆等支护措施，增强矿井的抗冲击地压能力。
3. 封闭断层和裂缝：对发生冲击地压的断层和裂缝进行封闭和固化。
采取填充材料、支护措施等措施，将断层和裂缝固定在原位，减小其对岩体稳定性的影响。
4. 控制开采工艺：在煤层采掘过程中，采取合理的开采工艺和控制方法，减小地压对岩层和矿井的影响。
如合理控制煤层的开采厚度和速度，减小割缝长度和剥落高度等。
通过对深井煤矿冲击地压及防治措施机理的研究，可以提高矿井的安全生产水平和工作人员的生命安全保障能力。
这对深井煤矿的可持续发展和安全高效运营具有重要意义。
深井煤矿冲击地压及防治措施机理研究
深井煤矿冲击地压及防治措施机理研究随着煤矿开采的深入，冲击地压成为限制煤矿生产的重要因素之一。
尤其是在深井开采中，地压增大，地应力集中，导致冲击地压现象严重。
煤矿冲击地压是由于劈理及节理的发育使岩体内部具有一定的相对位移能力，当岩体内部发生量大频繁的位移时，就会引起岩体破裂、抽层、地面沉降、爆炸等灾害。
因此，深井煤矿的冲击地压具有严重的威胁和危害，需要采取相应的防治措施。
煤矿冲击地压机理主要包括动态地质构造、煤层裂隙、断层活动、水文地质因素等多种因素综合作用的结果。
受地下煤矿采掘影响，煤层周围的地应力场发生了变化，使得岩体内部应力分布存在异常情况。
当地应力超过岩体强度时，则岩体发生破裂破碎。
此外，受空间位置的影响，深部煤体与围岩之间的相互作用也是冲击地压形成的重要原因。
当煤体受到坚硬围岩的压迫时，煤体内部会发生塑性变形，并且产生一定的应力松弛区域。
随着采掘深度的增加，煤体塑性变形程度逐渐加大，塑性带逐渐扩大，导致煤层破坏不可避免。
为了防止煤矿冲击地压的危害，需要采用合适的防治措施。
常用的防治措施包括：采用高强度支护，提高岩体抗震性能，促进围岩变形和煤体塑性变形，控制采掘压力等。
具体措施包括：在巷道加装钢罐、钢瓶和钢丝网等防护设施，提高巷道支护强度和稳定性；选取适当的覆岩厚度和地质条件，降低地应力强度，提高岩体屈服强度；加强瓦斯抽放和水文地质调查，避免瓦斯和水突发事故的发生；控制采掘压力和提高回采率，利用采空区减缓地应力的变化，保证煤层稳定性和安全性。
除此之外，必须采用合适的采矿方法，严格控制采掘速度和采面面积，避免采动巨型岩柱。
总之，深井煤矿冲击地压的防治措施需要多方面的综合施策，从动态地质构造、煤层裂隙、断层活动、水文地质因素等多种因素入手，根据不同的煤矿地质条件和采矿工艺特点，制定科学合理的防治措施，减少冲击地压的危害，保障煤矿安全生产。
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深井开采冲击地压与防治王志方 郑永学(红透山铜矿 辽宁 113321) (东北大学 沈阳 110006) 摘要 用矿岩能量指标和岩爆倾向度等多因素评价作为岩爆发生条件的判据,对红透山铜矿的岩爆现象作了定性研究与监测,并介绍了防止岩爆发生的几项措施。
关键词 岩爆 岩爆判据 深部地压 采空区处理 两步开采 由冲击地压引起的岩爆是最危险的地压活动。
它不同于其它静力形式地压活动,其特点是以瞬间突变的急剧释放能量的爆炸形式发生动力破坏,发生时有不同量级的能量逸出,常带有岩块或碎屑高速射出。
活动本身虽然发生在高应力区,但引发的破坏范围很大,且发生的时间、地点、规模也难以预测,因而高量级冲击地压的后果非常严重。
近年来,在红透山铜矿随着开采深度增加,冲击地压现象日臻加剧,其防治与研究工作亦相应有了很大进展。
1 深部开采的冲击地压现象红透山铜矿属前寒武纪块状硫化物矿床,矿石中硬,围岩为片麻岩,中硬以上。
目前开采深度达1377m,近十余年岩爆活动有明显发展。
最初的岩爆显现始于+13m中段(地下深度437m)的弱岩爆现象,表现为电耙道突然迸裂,发出劈啪劈啪爆豆般响声,岩石碎块射出2～3m远。
进入-587～-767m中段后(深度范围1037～1217m)便发展为中等岩爆,在回采过程中,岩(矿)柱突然劈裂或坍塌,岩块射出、响声频度增加。
该深度范围十余个采场发生岩爆引发了200～400m2的顶柱或上盘突然垮落,造成人员伤亡,个别采场报废,影响了生产的正常进行。
进入-767～887m中段(1217～1397m的深度),岩爆情况有了新的发展。
1200m深度以上主要在开挖空间较大地段如采场、硐室有显现,而在1200m深度以下,在掘进石门时即发生岩爆。
据1995年9月调查,上述中段二副井前巷、后巷顶板和帮壁均有大面积近似层状剥落,厚度0.3～0.5m,撬掉后再行剥落。
个别处发生响声后有数立米滑块射落。
上述井巷工程附近的岩爆活动,引起了矿山的高度重视。
为防止更严重的岩爆,我矿与东北大学于1988年开始联合进行了十年的红透山矿冲击地压活动研究。
2 岩爆判据的提出目前所见岩爆发生判据有能量、刚度、岩爆倾向度等多种理论及表达式,似有单一性。
东北大学郑永学教授提出的采用矿岩能量指标和岩爆倾向度等多因素综合评价作为岩爆发生条件的判据是比较全面的评价标准,并作为红透山矿发生岩爆的评价标准。
该综合理论主要思想是:岩爆发生要有两个条件,一是必要条件,即能量条件或应力条件;二是充分条件(岩性条件),只有同时具备这两个条件岩爆才会发生,其表达式是:K i>K i3(1)U>U3(2)(1)式表达了岩性条件,反映了岩石能否发生岩爆的倾向性大小的物理力学性质,系充分条件。
K i是实验室测定的岩样冲击倾向性指标,K i3为发生岩爆的限定指标。
・8・(2)式为发生岩爆的必要条件,反映工程岩体中弹性应变能的蓄积能量与能耗量的关系。
式中U为蓄积的弹性应变能量,U3为岩爆发生时的临界能耗量。
(1)式的充分条件—岩样冲击倾向性指标,用弹性能量指数We、冲击能量指数Wb、动态破坏时间D T表示,发生岩爆的限定指标参照表1。
表1 发生岩爆岩石冲击倾向性指标岩爆等级We Wb D T(ms)强烈岩爆危险中等岩爆危险无岩爆危险≥152.0～4.9<2.0>3.01.5～3.0<1.5<5050～100>500 (2)式的必要条件—能量条件即应力条件,指岩体中某处蓄积的能量大于其破坏能量。
3 红透山深部地压的定性为解决我矿的地压显现是否属于或属于哪一量级的冲击地压,其发展趋势与后果如何,对井巷工程稳定性与矿床开采活动有何影响;以及怎样有效地防治等问题,我们与东北大学联合做了一系列的研究工作。
3.1 矿岩物理力学性质及其岩爆倾向度测定取-527m中段(977m深度)矿岩标本,在东大加工成试样,并做试验,We、Wb、D T的测定结果见表2。
根据测试结果可以认为:深部矿岩坚硬,强度大,弹性模量大,跌落模量亦大,具备了发生岩爆的岩性条件即满足了充分条件。
根据测定数据对深部矿岩做出岩爆强烈程度的概略分级结果:深部角闪片麻岩、矽线石片麻岩、辉绿岩具有发生强烈岩爆倾向;黑云母斜长片麻岩、铜矿石具有发生中等岩爆倾向。
表2 岩爆倾向度测定结果矿 岩We Wb D T(ms)角闪片麻岩黑云母片麻岩铜矿石矽线石片麻岩辉绿岩15.65.37.37.114.54.83.15.05.35.750702318133.2 发生岩爆的能量条件研究上述研究结果肯定了深部有发生中等至强烈岩爆的可能性,但究竟在什么样的外部条件下发生,还需要由能量条件或应力条件来确定。
对-527m水平采场用有限元法进行了模拟计算。
首先计算出不同回采时期关键点应力值,再根据采场周围岩体中应力值,计算相应部位的弹性应变能值,以及单向压缩试验破坏时的耗散能量值,结果见表3。
表3 不同回采部位围岩应变能值关键点位置极限强度MPa 破坏时耗散能量1×104J计算部位弹性蓄能1×104J距顶柱10m99.270.89.25 5.07 2.040.78 3.08近顶柱99.270.89.25 5.07 3.24 1.10 5.54 从表3中可看出:采至距顶柱10m时,单位体积岩体蓄积的弹性应变能量小于单向压缩试验破坏时所需的能耗量,断定此部位肯定不会发生岩爆。
但当上采进行到接近顶柱时,弹性应变能值大于岩石破坏时所需要的能量即5.54×104J>5.07×104J,满足了发生岩爆的能量条件,再联系前述认定的岩性条件,可以肯定此部位必然要发生岩爆。
事实上,该部位后来钻孔时出现了岩屑喷出量高出正常排粉量数倍的岩爆现象。
根据上述研究得出结论:红透山铜矿在深部开采发生的地压现象已属于弱岩爆至中等岩爆的范畴,并具备了发生强烈岩爆的可能性,故应加强深部开采的冲击地压防治工作。
附岩爆等级按释放能量划分标准,见表4。
・9・表4 各等级岩爆释放能量及地震等级岩爆等级释放能量(J)发生点烈度(度)弱岩爆中等岩爆强烈岩爆灾害性岩爆<10～102102～104104～107>1071～22～3.53.5～5.0>54 深部开采冲击地压的防治4.1 声发射监测岩体声发射是处于高应力状态下的岩体能量释放的一种动力现象。
从破坏理论上讲,岩体破坏是在应力集中区形成之后宏观裂隙失稳扩展而引起的。
因此,可能通过应力集中区微观破裂时的声发射或微观破坏后形成宏观破裂的声发射以及宏观裂缝扩张的声发射来预测岩爆。
由于声发射监测岩爆涉及许多客观因素,所以首先应搞清楚在红透山矿岩条件下用该法监测的可行性。
首先采集了深部岩样在实验室中进行声发射试验,结果查明矿岩破坏前声发射异常,当试件极限应力达到95%时,声发射显著增加,故可将其做为岩爆前兆的预报。
为可靠计,又进一步从理论上利用Kaiser效应特征应力σK进行评价。
Kaiser效应特征点理论是根据声发射总数—时间、声发射率—时间两条曲线的突破点及跳跃点的重合。
但一般大多采用声发射总数—时间曲线的突破点为特征点。
利用Kaiser效应特征应力σK做为评价采用声发射法的可靠性依据取:n=S CσK式中n为评价指数,n越大,现场应用可靠度越高,S C为单轴抗压强度,评价结果见表5。
表5 Kaiser效应可靠评价指数矿 岩铜矿石角闪片麻岩黑云母片麻岩n 1.9 1.3 1.7 从表5看出,我矿矿岩n值较大,从而进一步认定用声发射法监测岩爆是可靠的,有效的。
在此基础上,又在现场布点进行实际观测,大量观测结果证明;深部岩体声发射特征明显,凡出现高的频度值(大于20次/min)和较大的变化率时,岩体进入危险状态,有岩爆发生的可能性,岩音频度高但变化率不大,未必会发生大的岩爆。
反之频度变化虽较大但频度值低(5次/min以下)肯定不会发生岩爆。
监测过程中,由于岩体、岩性、结构和空间结合状态均与声音频度有关,因此现场实施过程应注意分析和观察,以便取值可靠。
由于岩体完全破坏之前,声音频度并不是一直上升的,而是达到峰值后,在一定时间内下降到较低水平,以后才发生岩爆,因此,以岩音频度明显增大做为预报岩爆的手段,赢得了时间的提前量。
4.2 加强采空区处理红透山矿采空区倾斜延深1200m,上盘总揭露面积24万m2,围岩压力很大。
在此情况下,加强空区处理是很重要的。
具体措施有二:一是用胶结充填代替刚性矿柱支护空区围岩。
如1985年对支护系统空间的-16m中段底柱和-227m中段顶柱计厚15m,面积约4700m2,矿量25万t的永久间隔矿柱用胶结充填法进行了回收,至今空区上盘无移动或破坏。
二是对嗣后充填的空区处理及时,而且处理质量较好。
为保证足够的充填料来源和充填体质量,于1995年建立了井下废石不出坑的充填系统,新增年供废石5万m3的能力,并将分级尾砂充填改为全尾砂充填,增加砂源20%;又建立了向搅拌筒内加干水泥和河砂两个系统;为加强接顶充填,在顶柱中设若干充填短井,使接顶率大于60%,并待其下沉后多次补充。
4.3 改革采矿方法我矿历史上沿袭下来的采矿方法为浅孔留矿法和上向水平分层充填法,比例各半。
浅孔留矿法弊病是留房间矿柱支撑上部矿层,造成应力集中的条件,易引发岩爆,导致大规模空区失稳,・1・损失矿产资源,工人直接在顶帮暴露下作业,安全难以得到保证。
在东北大学协助下,我矿经十年努力,现已将深部矿体采矿方法形成了两步骤采矿的成功模式:沿矿体走向连续划分矿块,不留间柱,矿块长轴方向垂直矿体走向,分一步、二步两步矿房开采。
一步矿房宽10m,嗣后胶结充填,其强度2.5MPa;二步矿房宽17m,嗣后全尾砂充填。
最终中段两步开采矿段总面积4000m2。
两步采矿在深部中段几十个矿块大面积应用,效果较好,于1997年6月通过了中国有色总公司的科技成果鉴定。
4.4 改变开采顺序传统的矿床开采顺序是由远而近,主要从地压上考虑能安全有效地回收资源。
从模拟试验结果和-467m3#脉矿段试验结果看,我们认为在深部厚大矿体条件下两步开采用以间隔矿块开采形式的由中间向两翼推进的顺序,能收到大面积岩层均匀变形的良好效果,对控制冲击地压的发生更为有利。
由中间向两翼推进,一期开采的矿房跨度不大,又是间隔式的,复岩压力由相邻的二期矿房承担,稳定性没问题,因二期矿房尺寸较大,不会被压垮。
而二期矿房开采后,复岩压力均匀地负担在密集的一期矿房高强度充填体上,顶板变形是微量和均匀的。
如果采用由远而近的后退式开采顺序,即使用同样的两步开采形式,由于开挖矿段下沉量以中间部位最大,那么当采至该部位时,矿房帮壁及顶板受力最大,其支护方式又恰恰属于刚性矿柱支撑,覆岩中能量积骤增强,只有向待采矿量部分释放,故必然发生岩爆活动,很难维持围岩稳定性,这是经模拟试验结果证实了的。