煤层卸压爆破在冲击地压厚煤层掘进巷道施工的作用
煤矿回采期间冲击地压的分析及防冲措施的应用

煤矿回采期间冲击地压的分析及防冲措施的应用发布时间:2022-04-01T07:24:59.329Z 来源:《科学与技术》2021年第32期作者:徐波[导读] 冲击地压是煤矿开采过程中不可避免的巷道变化运动。
如何去认识和预防冲击地压是每个煤矿技术人员义不容辞的责任。
徐波新汶矿业集团有限责任公司摘要:冲击地压是煤矿开采过程中不可避免的巷道变化运动。
如何去认识和预防冲击地压是每个煤矿技术人员义不容辞的责任。
本文通过分析某煤矿工作面地质状况和开采工艺, 对开采技术中的顶板来压规律、顶板管理方式及回采速度进行分析, 并提出合理可靠地防冲设计。
关键词:煤矿,回采。
防冲措施,冲击地压随着开采深度和开采强度的增加, 煤矿发生冲击地压灾害日益加剧 [1] 。
因此, 研究工作面回采期间冲击地压防冲设计具有重要意义。
1 工作面概况某煤矿工作面为采区第三个回采工作面, 位于上个工作面回风大巷西南侧, 东南8m为已回采结束的工作面, 西部未开拓。
该工作面里段净宽180m、外段净宽60m, 可采长度1636m, 工作面煤层厚度8.1m~10.4m, 平均9.44m。
工作面内受断层及小褶曲影响, 煤层略有起伏, 煤层倾角0°~7°, 平均3°, 倾向180°~290°。
老顶为中砂岩, 平均厚4.7m, 直接顶为泥岩, 平均厚度4.9m, 直接底为粉砂岩, 平均厚度3.2m。
该工作面采用走向长壁后退式综采放顶煤采煤法开采, 全部垮落法管理顶板。
2 冲击危险分析根据《煤矿工作面冲击危险性评价报告》可知, 影响工作面安全生产构成威胁的冲击危险因素主要有地质因素及开采技术因素两类, 其中地质因素包括煤岩层特性、埋深、顶底板岩性及地质构造, 开采技术因素包括覆岩活动、顶板管理及推采强度。
2.1 地质因素根据中国矿业大学鉴定, 判定该工作面煤岩的冲击倾向性类别为Ⅱ类, 即弱冲击倾向性。
冲击地压矿井突出及易自然煤层“110工法”技术研究及应用
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冲击地压矿井突出及易自然煤层“110工法”技术研究及应用发布时间:2022-08-17T03:57:47.654Z 来源:《工程建设标准化》2022年37卷4月7期作者:高海涛[导读] “110工法”是煤炭开采史上具有里程碑意义的技术革新,是铁法能源公司主导的一项重大支护技术革命。
高海涛铁法能源公司小青矿摘要 “110工法”是煤炭开采史上具有里程碑意义的技术革新,是铁法能源公司主导的一项重大支护技术革命。
该工法以“切顶短臂梁”理论为指导,通过运用切顶卸压自动成巷无煤柱技术,保留开采中的工作面顺槽,作为下一个毗邻工作面的一条回采巷道使用,改变传统长壁开采一面双巷模式为一面单巷模式,既可降低围岩变形、冲击地压、煤与瓦斯突出等地质灾害程度,又可大幅降低掘进成本,缓解采掘接续压力,提高煤炭资源回收率,实现零煤柱开采。
为加快推进“110工法”实施进程,大隆矿与中国矿业大学技术团队进行技术合作,结合矿实际条件,最终确定在E2-1503工作面及S1-1401工作面同时实施“110工法”。
关键词 “110工法” 技术革命切顶卸压零煤柱开采1 “110工法”的实施背景“110工法”即“1个回采工作面、1条巷道、0个煤柱”,其关键在于“拉得住、切得开、下得来、护得住”。
“110工法”在晓南矿的成功应用,说明了此技术的推广势在必行,大隆矿是冲击地压矿井,自开采二水平以来,由于受采深变大、冲击地压、上覆煤层煤柱等因素影响,矿山压力增大,多个综采工作面受巷道变形量大,维护量大的影响,一直投入大量人力去维护巷道,才能够保证任务产量。
为了从根源解决此类问题,我矿积极推进“110工法”,利用切顶卸压自动成巷无煤柱技术,减少以后煤柱应力集中对临近和上下幅煤层的影响情况,实现降低巷道的变形量,减少巷道维护的工作量,以有效降低工人劳动强度;同时减少我矿掘进工作量,能够缓解生产接续紧张的局面,且多回采煤柱,增加了煤炭回收率,实现煤炭资源完全开采,经济效益显著。
煤矿巷道卸压技术
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因此,巷道是在预先卸载的岩体中 掘进,并且在整个服务期间是用刚性 可变的煤带保护,它可以通过将支承 压力转移到岩体深部从而降低被保护 巷道周围的应力。 图3表示掘进采区斜巷时为了降低 岩体中的应力而钻进卸载钻孔的示意 图。
在采用壁式开采方法时,在运输平 巷1内回采小巷的切口附近安装钻眼设 备2,并在煤层平面中钻进长度尽量大 的一排钻孔3。在卸载钻孔之间留下煤 柱4,煤柱的承载能力从巷道周边向煤 体深部增加,最小的煤柱留在继续要 掘进的巷道断面中。
研究及实践表明,可以通过不同的 卸压方法在围岩深处形成弱化区,为 围岩的膨胀变形提供一定的变形补偿 空间。使集中应力向围岩深部转移, 该处岩体处于三向应力状态,有较高 强度,可以承受支承压力的作用而不 破坏。于是在应力增高区内形成了一 圈“自承岩环”。
自承岩环主要承受集中力,充分发挥 岩体的自承能力。在自承岩环的支承 和保护下,使卸压区内的岩体保持稳 定。同时,结构和完整性并未完全遭 到破坏卸压区内的巷道围岩,相当于 在自承岩环的P1③强度和稳定性,从 而使巷道围岩的整体稳定性得到提高。 如图1示。
图8
图9
(三)顶部卸压
U〃L〃切尔亚克教授研究认为,顶部预先 卸压保护下部巷道的范围如图9示。 沿走向布置巷道,保护下部宽度A为: A=b+2n n——巷道一侧保护煤柱宽,m; b——两巷及巷中间煤柱宽度,m,如果一 条巷道,b等一条巷的度;上部卸压宽度a, a=A+1.4h2。
实例1:如图10示。巷道埋深898m,净 断面12.5m,距煤层底板4~12m。
巷道底板切槽如图14示。 当切槽深度b小于巷帮到切缝的间距a, 即a/b>1时,开槽后的底板视而不视作从 卸压槽下方受到磺向载荷p作用的岩石悬梁。 承受弯曲应力,岩石抗弯强度小,底板上 翘,巷至下面岩层向上断裂。 岩层受剪力作用,当a/b<1时,岩石抗 剪强度一般大于抗拉强度,岩石底板稳定。 底板中最大剪应力为
深部掘进巷道爆破卸压防治冲击地压技术
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深部掘进巷道爆破卸压防治冲击地压技术摘要:目前我国煤矿开采逐步从浅埋深煤层向深部转移。
在进行深部煤层开采过程中,覆岩除了承担比浅部煤层更高的自重应力外,其初始应力也有了较大幅度的增大,复杂的地应力对巷道围岩稳定性影响十分严重。
针对深部掘进巷道采用大直径钻孔卸压防治冲击地压存在卸压强度低、卸压不及时、劳动强度大等问题,提出了爆破卸压治理方案,通过工程实践,有效控制了巷道围岩变形。
本文主要对深部掘进巷道爆破卸压防治冲击地压技术进行分析,仅供参考。
关键词:深部掘进巷道;爆破卸压;冲击地压技术引言我国煤矿冲击地压灾害85%发生在回采巷道,破坏性强、危害性大,主要原因是巷道近场高应力区煤岩体所受载荷超过其强度极限,积聚的弹性应变能瞬间释放导致巷道剧烈破坏。
爆破卸压通过主动致裂煤层避免高集中应力形成,具有卸压及时、卸压强度大及对地质条件适应性强等优势,可快速、有效降低煤层应力集中程度。
1爆破卸压减冲作用及对巷道支护的损伤效应分析1.1煤层爆破卸压现场试验为研究煤层爆破卸压减冲效果及对巷道支护的损伤效应,矿开展了井下试验研究。
采用不同的装药量、不同钻孔深度在巷道两帮煤层中进行爆破试验,评判煤层爆破卸压效果,分析煤层爆破对锚杆工作阻力、巷道围岩结构等的影响。
爆破前,局部巷道浅部围岩裂隙区宽度已经大于支护结构宽度,说明现有支护水平已经不能够较好控制巷道围岩的裂隙发育,巷道围岩稳定性较低。
爆破后,巷道浅部围岩裂隙区的宽度进一步增大,巷道围岩的整体性进一步降低,试验区域内围岩不稳定性升高。
1.2爆破卸压的减冲作用煤层爆破卸压的减冲作用表现在以下3个方面:(1)增塑。
相比于完整煤体的脆性破坏,爆破后的煤体由于径向裂隙的存在,整体结构发生改变,强度降低,变形特性呈现明显“塑化”特征,导致煤的冲击倾向性大幅减弱。
(2)降载。
巷道帮部应力峰值区是冲击地压高危区域,在该区域爆破后,巷帮集中应力峰值减小,峰值点向巷旁外侧转移,分布形态由单峰变为低双峰分布。
煤矿安全生产知识竞赛:巷道施工考试试题预测三
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煤矿安全生产知识竞赛:巷道施工考试试题预测三1、名词解释水泥的抗水性正确答案:是指硬化后的水泥对环境水腐蚀的抵抗性能。
2、填空题半煤岩巷到掘进时,采石位置有()、卧底、()三种情况。
正确答案:挑顶;挑顶兼卧底(江南博哥)3、填空题引爆瓦斯煤尘的因素有3个:空气冲击破、炽热的固体微粒和爆炸生成的()。
正确答案:高温气体4、填空题掏槽分为()和()两大类。
正确答案:斜眼掏槽;直眼掏槽5、单选常用的抗水炸药有()。
A.乳化炸药B.铵油炸药C.铵梯炸药D.硝铵类炸药正确答案:A6、单选炸药爆炸瞬间爆轰坡和爆轰产物对邻近的局部固体介质的破碎能力叫做()。
A.炸药的感度B.炸药的猛毒C.炸药的爆力D.炸药的做功能力正确答案:B7、单选煤矿井下应使用下列何种炸药()。
A.正氧平衡炸药B.负氧平衡炸药C.零氧平衡炸药D.以上三种均可正确答案:C8、名词解释稳定蠕变正确答案:是指当岩石应力较小时,经过一定时间,应变能稳定下来,不再增加的现象。
9、问答题选择道岔时应遵循的原则是什么?正确答案:1与基本轨轨距相适应;2与基本轨轨型相适应;3与行驶车辆的类别相适应;4与行车速度相适应。
10、问答题简述导洞施工法及其适用条件。
正确答案:导洞施工法先以小断面超前掘进然后在逐步刷达到设计断面。
堵头倒动长度不宜超过30米。
根据导洞位置可分为中央下导洞施工法、两侧导洞施工法和顶部导洞施工法。
导洞施工法一般多用于施工松软破碎岩层巷道和稳定岩层巷道中的特大断=面巷道。
11、填空题光面爆破炸药应具有的性能是:()、()、()、(),起爆容易、传爆性能好、爆轰稳定、临界直径较小。
正确答案:高爆力;低猛度;低爆速;低密度12、填空题影响炮眼深度的主要因素是巷道断面尺寸和掏槽方法、岩石的物理力学性质、()、()和循环作业方式等。
正确答案:钻研设备;劳动组织13、名词解释岩石的密度正确答案:是指在绝对密实状态下,单位体积内岩石的质量。
14、单选掘进工作面破岩爆破顺序为()。
冲击地压题库
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东滩煤矿冲击地压题库一、填空题1、冲击地压是矿山井巷和采场周围煤岩体,由于(变形能)的释放而产生的以(突然)、急剧、猛烈的破坏为特征的动力现象。
2、冲击地压的主要显现特征表现在(突发性)、(多样性)、(破坏性)、(复杂性)、(震动性)等几个方面。
3、冲击地压的突发性表现在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,事先难以准确确定发生的时间、(地点)和(强度)。
4、冲击地压的多样性一般表现为煤爆、(浅部冲击)和(深部冲击)。
5、最常见的是煤层冲击,有(顶板冲击)和(底板冲击),少数矿井发生岩爆。
6、在煤层冲击时常伴有巨大声响、岩体震动和(冲击波)。
7、浅部冲击是指发生在煤壁(2~6)m范围内的冲击地压。
8、冲击地压的复杂性在自然地质条件上是指采深从200~1000m,地质构造从(简单)到(复杂),煤层从薄层到特厚层,倾角从(水平)到急斜都发生过冲击地压。
9、根据显现强度及其对煤和岩层、支架、设备的破坏程度分冲击地压可分为(弹射)、(煤炮)、(微冲击)、(强冲击)。
10、出现强冲击地压时大量的煤或岩石向(已采空间)抛出,出现(支架折损)、(设备移动)和围岩强烈震动,伴有巨大声响,形成大量煤尘。
11、根据原岩(煤)体应力状态不同冲击地压可分为(重力型)、(构造应力型)、(中间型)三类。
12、按发生的地点和位置冲击地压可分为(煤体冲击)、(围岩冲击)两类。
13、当发生煤体冲击时,按发生在煤体内根据冲击深度和强度又分为表面、(浅部)和(深部)冲击。
14、压力型冲击地压是由于巷道周围煤体中的压力由亚稳态增加至(极限值),其聚集的(能量)突然释放。
15、煤的冲击倾向可以通过试验指标加以度量,(煤样动态破坏时间)、(弹性能指数)、(冲击能系数)为三种较重要的指标。
16、冲击危险程度分为(严重冲击危险)、(中等冲击危险)、(无冲击危险)三级。
17、影响冲击地压的主要自然地质因素有(煤层性质)、(煤层顶底板性质)和(地质构造)。
《煤矿安全规程》(冲击地压部分)修订稿140625
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第八章冲击地压防治(初稿)第一节一般规定第一条在矿井井田范围内发生过冲击地压的煤层,或经鉴定煤层或其顶板岩层具有冲击倾向性,且评价具有冲击危险性的煤层为冲击地压煤层;在矿井的开拓、生产过程中有冲击地压煤层的矿井为冲击地压矿井。
新建矿井应当根据井田地质动力条件和地质勘探部门提供的基础资料进行冲击危险性评估;经评估有冲击地压危险的矿井,应对其开采煤层进行冲击倾向性鉴定。
煤岩冲击倾向性鉴定,由煤矿企业委托具有冲击倾向性鉴定资质的机构进行。
煤矿企业应当将鉴定结果报煤炭行业管理部门、煤矿安全监管部门备案。
第二条有下列条件之一的,应当进行煤岩冲击倾向性鉴定。
鉴定未完成前,应当按照冲击地压矿井管理:(一)冲击地压矿井开采新水平、新采区、新煤层;(二)有强烈震动、瞬间底(帮)鼓、煤岩弹射等动力现象的;(三)埋深超过400米的煤层,且煤层上方100米范围内存在单层厚度超过10米的坚硬顶板岩层;(四)相邻矿井开采的同一煤层发生过冲击地压的;第三条开采具有冲击倾向性的煤层,必须进行冲击危险性评价。
冲击危险性可划分为严重冲击危险、中等冲击危险、弱冲击危险和无冲击危险四级。
第四条冲击地压矿井应设专项的防治冲击地压(简称防冲,下同)机构与人员负责防冲工作。
冲击地压矿井必须编制中长期防冲规划与年度防冲计划,作业规程中必须包括防冲专项措施。
开采冲击地压煤层时,必须进行冲击危险性评价与预测、监测预警、防范治理、效果检验、安全防护等。
冲击地压矿井应进行区域危险性预测(简称区域预测)和局部危险性预测(简称局部预测),应进行区域监测和局部监测预警。
冲击地压防范治理应坚持“区域性防范措施先行,局部防冲措施跟进”的原则。
冲击地压矿井必须配备专用的监测预警及防冲装备。
冲击地压矿井必须建立防冲培训制度。
第五条有冲击地压危险的新建矿井和冲击地压矿井的新水平、新采区、新煤层,必须编制防冲设计。
防冲设计应有开拓方式、保护层的选择、采区巷道布置、工作面开采顺序、采煤方法、生产能力、支护形式、冲击危险性预测方法、冲击地压监测预警方法、防冲措施及效果检验方法、安全防护措施等内容。
掘进专业问答题..
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掘进专业问答题1、什么是煤层的“产状三要素”?答:将煤层走向、倾向、倾角统称为煤层产状三要素。
2、瓦斯爆炸的条件是什么?答:1、瓦斯浓度在爆炸范围5%-16%。
2、引爆火源温度为65O o C-75O o C以上。
3、空气中氧气浓度大于12%。
3、煤层爆炸的条件是什么?答:1、具有爆炸性煤尘。
2、空气中有悬浮煤尘。
3、有引爆火源。
4、什么叫冲击地压?答:1、冲击地压就是指井巷或采场周围煤(岩)体,在高压力作用下,煤(岩)体发生瞬间破坏,突然释放其潜能,使煤(岩)体急剧变形破坏或抛出,产生风暴,巷道堵塞,地面震动或房屋破坏等危害现象。
5、怎样预防井下透水事故的发生?答:1、做好矿井水文地质工作,要查明矿井的含水层、涌水量及影响范围,采掘范围内的断层及裂隙分布,以及老窑的数量、分布和含水量。
2、超前探水时预防突然涌水的重要措施。
有疑必探,先探后掘是探放水的根本原则。
6、掘进工作面发现透水都有哪些象征?答:挂红、挂汗、空气变冷、发生雾气、水叫、工作面顶板淋水、工作面顶板来压、底鼓、出现异味。
7、矿井火灾有哪几种?答:外因火灾和内因火灾。
8、煤的种类是怎么划分的?答:一共三种即:褐煤、烟煤、无烟煤。
9、什么叫煤层顶板?答:煤层顶板是指位于煤层上面的岩层,叫煤层顶板。
10、煤层顶板分为哪几种?答:分三种:伪顶、直接顶、老顶。
11、什么叫煤层底板?答:煤层底板是指位于煤层下面的岩层,叫煤层底板。
12、煤层底板分为哪几种?答:分两种:直接底、老底。
13、什么叫断层?答:断层是由于地壳运动而使煤岩层的完整性遭到破坏、发生断裂而形成的。
14、断层有几种类型?答:三种:正断层、逆断层、平移断层。
15、什么是陷落柱?答:分布在煤层下部有石灰岩层并有发育着岩溶时,有时就引起煤层塌陷跨落形成陷落柱。
16、掘进巷道的中线、腰线有什么用途?答:巷道中线是掌握巷道掘进的方向线。
腰线就是巷道的坡度线。
17、什么是贯通?答:保证巷道的两个或多个对向或同向工作面按设计要求掘通。
义能煤矿防治冲击地压、煤层自然发火、煤尘、瓦斯爆炸综合技术措施
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义能煤矿安全技术措施措施名称:防治冲击地压、煤层自然发火、煤尘、瓦斯爆炸综合技术措施编制单位:防冲办通防科编制时间: 2018年7月28日义能煤矿防治冲击地压、煤层自然发火、煤尘、瓦斯爆炸综合技术措施会审意见:会审人员签字:义能煤矿防治冲击地压、煤层自然发火、煤尘、瓦斯爆炸综合技术措施根据《防治煤矿冲击地压施细则》第二十二、四十、四十一条之规定,开采冲击地压煤层时,必须采取冲击地压危险性预测、监测预警、防范治理、效果检验、安全防护等综合性防治措施;同时为避免因冲击地压产生火花造成煤尘、瓦斯燃烧或爆炸等事故,结合矿井实际情况,特编制防治冲击地压、煤层自然发火、煤尘、瓦斯爆炸综合技术措施:一、矿井冲击地压防治措施(一)危险性预测1、矿井新采区、回采工作面、煤巷掘进工作面必须进行冲击危险性评价;评价为存在冲击危险的制定防冲设计。
2、防冲办根据月度采掘计划及地测科提报的月度地质预测预报,编制各采掘工作面冲击危险性月度预测预报。
3、防冲办利用防冲周分析会时间,对井下采掘作业地点煤粉量监测、应力在线监测、微震监测数据进行综合分析、预测。
4、监测人员每天分析煤粉量监测、应力在线监测、微震监测数据,与各项监测指标进行对比预测。
5、采掘作业地点出现强烈震动、巨响、瞬间底(帮)鼓、煤岩弹射等动力现象进行预测。
(二)监测预警1、根据冲击地压月度预测预情况,调整完善具体防治措施。
2、煤粉监测预警指标:选用φ42mm钻头施工煤粉监测孔,每钻进1米煤粉量进行一次称重与预警指标对比;目前各采掘地点煤粉监测临界指标均为3.2kg/m;现场达到临界指标即可预警。
3、应力在线监测预警指标:采用KJ26冲击地压应力在线监测系统对回采工作面超前应力进行实时监测,压力传感器在两顺槽内自工作面前方30m开始布置,每30m一组,每组两个,埋设深度分别为8m、14m,每组两个测点间距0.5m-1.0m。
传感器初设值一般为1MPa-3MPa,作为冲击危险性评价的基础数据,单个传感器预警值设置为:8m钻孔初设黄色报警值7MPa、红色报警值9MPa,14m 钻孔初设黄色报警值10MPa、红色报警值12MPa。
掘进厚煤层巷道防治冲击地压的危害及防治实例
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掘进厚煤层巷道防治冲击地压的危害及防治实例[摘要]在已确定有冲击地压危险的煤层中掘进,需要解决两个安全问题,即加强巷道支护强度和改变上覆煤层应力分布。
[关键词]掘进巷道冲击地压防治措施中图分类号:td263文献标识码:a文章编号:1009-914x(2013)17-0277-01正文:从南山煤矿开采的煤层看,冲击地压主要发生在18—2号煤层,从掘进期间开始,到回采结束,经常伴有不同程度的冲击地压发生。
41号掘进队在回掘西二区18—2层五分段初期回风道时,间歇发生冲击地压,其破坏程度主要表现为顶板炸顶、顶板帽落、煤尘飞杨、大量破碎煤向采空区(巷)飞溅式抛射出来、底鼓、煤帮挤出而骤然缩小、支架变形严重,为此矿方积极采取应对措施加大安全投入,做好技术防御工作,从而提前间接的治理了冲击地压带来的次生灾害,确保了掘进施工的顺利进行。
1 工作面概况该区设计为综放工作面,41号掘进队负责回掘西二区18-2层五分段初期回风道及切眼的掘进工作。
上部回风道平均标高为-230,下部溜子道平均标高为-270,左部为断层(切眼以里),右部为保护煤柱线(停采线),该区沿底板掘进一次采全高,设计走向790m,切眼为169m,平均煤层厚度15.8,平均煤层倾角15°,煤层厚度变化大,构造较复杂,煤层层理明显,煤层节理发育,煤体干燥疏松,破碎,易自然,自然发火期3--6个月。
煤层直接顶为细砂岩,厚度2米,老顶为灰白色中砂岩,厚度17米,煤层底板为灰白色细砂岩2米灰白色中砂岩35米。
该区上段和上分层已回采完毕,有明显冲击地压现象发生。
2 冲击地压的成因及危害2.1 冲击地压地成因和机理阻碍着矿井的开采深度加大,多层煤开采矿井的开采强度加大,采场过于集中,于是煤体在三向应力的作用下,使周围岩体集聚大量弹性能和部分岩体接近极限平衡状态,当掘进工作接近该区时,其力学平衡被破坏,岩体内部的高应力由最大值瞬间为理论零值,煤岩体发生脆性破坏,积聚的弹性能突然释放,从而产生冲击地压现象。
中厚煤层预裂爆破切顶卸压主要参数研究

中厚煤层预裂爆破切顶卸压主要参数研究张东平【摘要】在切顶卸压无煤柱开采技术试验中,为了切断巷道顶板与采空区顶板之间的连接,通过切顶孔爆破预裂,实现工作面推过后采空区内顶板顺利垮落.本文针对店坪矿切顶爆破参数进行研究,针对不同的岩性分段设计,确定了最佳的爆破参数,保证了留巷效果达到要求.【期刊名称】《山东煤炭科技》【年(卷),期】2019(000)007【总页数】3页(P79-81)【关键词】切顶;爆破;参数【作者】张东平【作者单位】山西焦煤霍州煤电集团公司店坪煤矿,山西吕梁033100【正文语种】中文【中图分类】TD235.3切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术是采用爆破技术预裂顶板,利用采空区矿山压力沿切缝线切顶,形成短臂梁顶板;利用主动支护对预留巷道上覆基本顶岩体进行支撑,控制基本顶的回转和下沉变形,实现卸压作用;切落的顶板岩体形成巷帮,从而保留工作面下顺槽,作为邻近工作面上顺槽使用,改变传统长壁开采一面双巷模式,实现一面单巷模式。
双向聚能张拉爆破技术是切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术中的关键环节,先后在全国150多个薄煤层矿井中的破碎顶板、坚硬顶板、复合顶板条件下得到成功应用并推广。
基于店坪煤矿中厚煤层复合顶板岩性,根据不同的岩性,分段设计,研究出最佳装药结构及装药参数,切断巷道基本顶与采空区顶板之间的联系,形成短臂梁,降低留巷顶板压力、减小巷道变形量,保证巷道满足下工作面直接复用的目的。
1 工程概况9-302综采工作面位于三采区左翼,工作面东为井田边界,西为系统大巷,南为304工作面(未采),北为210工作面采空区。
工作面标高822~909m,地面标高1082~1215m,工作面面长220m,可采煤层为5#煤层,煤层厚度为2.8~3.2m,均厚3.1m,煤层倾角为1~6°,属于缓倾斜煤层。
采用单一走向长壁式采煤法采煤,综采采煤工艺、全部垮落法管理采空区顶板。
采用110工法自动成巷技术,设计留巷巷道为3022回风巷,设计留巷长度为1644m。
坚硬顶板条件下防治冲击地压的措施
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坚硬顶板条件下防治冲击地压的措施李星亮【摘要】煤层上覆岩层中的坚硬厚层砂岩顶板是引起冲击地压发生的主要因素之一.以砚北煤矿250205工作面开采为例说明采用顶板注水软化、钻孔卸压、顶板预裂爆破和强制放顶等手段可使坚硬顶板集聚的弹性能释放或转移,降低煤岩体应力集中程度和冲击倾向性,治理效果良好,从而消除诱发冲击地压的根源.【期刊名称】《山东煤炭科技》【年(卷),期】2018(000)009【总页数】3页(P172-174)【关键词】冲击地压;坚硬顶板;关键层;注水软化;钻孔卸压【作者】李星亮【作者单位】陕西铁路工程职业技术学院,陕西渭南714000【正文语种】中文【中图分类】TD324+.2冲击地压的本质是煤岩体在高应力状态作用下其结构突然失稳破坏,产生的动力将煤岩体抛向巷道的一种煤矿动压现象。
其发生的突然性和破坏的剧烈性对矿山安全生产构成很大的威胁,发生冲击地压时有时还会诱发其他重大矿井灾害,如顶板突水、煤与瓦斯突出和瓦斯爆炸等重大恶性事故。
煤层上方坚硬厚砂岩顶板是诱发冲击地压发生的主要因素之一,主要原因在于坚硬顶板不易垮落,顶板悬空距离大,容易聚积大量的弹性能。
在坚硬顶板断裂的过程中,急剧释放大量的弹性能,同时发出强烈声响,形成强烈震动,引起巷道严重变形,导致顶板煤岩体发生冲击地压。
1 影响因素影响冲击地压发生的因素主要有煤岩体物理力学性质、开采深度、坚硬岩层结构及厚度、地质构造、开采技术条件和组织管理措施等[1-3]。
本文主要分析坚硬顶板诱发冲击地压发生的原因、机理及防治措施。
1.1 顶板弯曲弹性能根据前苏联学者阿维尔申的能量理论,冲击地压现象发生的实质就是矿山开采活动打破了矿体和围岩系统的力学平衡,引起应力的重新分布,从而引起巷道周围岩体中弹性能的积聚和突然释放的过程。
当矿井发生冲击地压时,如果井下支护系统能够及时吸收煤岩体冲击时所产生的全部或部分动能,使产生的动能达不到触发冲击地压的临界值,就有可能减弱或者消除冲击灾害,有效防止冲击地压现象的发生。
煤矿冲击地压特点及防治技术
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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。
小煤柱沿空掘巷冲击地压风险防治措施的应用
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小煤柱沿空掘巷冲击地压风险防治措施的应用摘要:近年来,随着全国各矿区矿井开采深度逐渐加深,开采强度不断加大,冲击地压已成为煤矿安全生产的重大灾害之一,严重威胁矿井的安全生产,受到社会各界的广泛关注。
为切实做好冲击地压风险防治工作,杜绝或减少冲击地压事故,在中厚煤层推广沿空掘巷,留设窄小煤柱,对于避免支承压力峰值带,减小巷道围岩变形量,降低冲击地压风险,提高煤炭回收率,提高经济效益以及安全生产具有积极的意义[1]。
本文以中天合创所属门克庆煤矿小煤柱沿空掘巷冲击地压风险防治措施为研究对象,实施了多种有效的防治措施,取得了较好的效果,保证了矿井安全生产。
关键词:小煤柱;沿空掘巷;冲击地压;风险管控1引言冲击地压是煤矿井巷或工作面周围煤岩体由于弹性变形能的突然瞬时释放而产生剧烈破坏的动力现象,其具有突发性、复杂性、多样性和巨大的破坏性。
发生冲击地压一般都是因为在采掘活动过程中,围岩强度适应不了集中的过高应力而突发的失稳破坏,它会对开挖的工作面造成严重的破坏,还会对设备造成一定程度的损坏,甚至会造成严重的人员伤亡,对矿井开采工作造成难以估量的损伤[2]。
中天合创所属门克庆煤矿通过调整盘区设计,由原设计的顺序开采,调整为多盘区跳采接续,将工作面煤柱留设由原来的35米减小为6米,通过施工第一个“小煤柱”掘进工作面,各项防冲管理措施趋于成熟和持续落实,冲击地压风险得到较好的管控,安全效益持续提升,为相似条件下小煤柱沿空掘巷防冲管理积累了经验。
2矿井及工作面概括2.1矿井及煤层概括矿井核定生产能力800万吨/年,井田面积约88.63km²,可采储量15.10亿吨。
首采煤层为3-1煤层,标高595~625m,可采厚度1.41~6.17m,平均4.42m。
该煤层结构简单,一般不含夹矸,局部含1~2层夹矸,层位稳定,顶板岩性以粉砂岩为主,其次为砂质泥岩、粉砂岩;底板岩性多为砂质泥岩及粉砂岩;总体构造形态为一向西倾斜的单斜构造,地层倾角-2°~3°,地质构造类型属简单类型。
张双楼煤矿冲击地压防治技术管理体系
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第42卷第2期煤 炭 科 技Vol 42 No 2 2021年4月COALSCIENCE&TECHNOLOGYMAGAZINEApr. 2021 收稿日期:2020-12-01; DOI:10.19896/j.cnki.mtkj.2021.02.013基金项目:国家自然科学基金项目资助(51974302);国家自然科学基金重点项目资助(51634001);国家重点研发计划项目资助(2016YFC0801403)作者简介:何 岗(1975—),男,江苏沛县人,高级工程师,硕士,2010年毕业于中国矿业大学,现从事煤矿生产调度管理工作。
引用格式:何岗,贺虎,陈朋磊.张双楼煤矿冲击地压防治技术管理体系[J].煤炭科技,2021,42(2):84 87.HEGang,HEHu,CHENPeng lei.ManagementsystemofrockburstpreventiontechnologyinZhangshuanglouCoalMine[J].CoalScience&TechnologyMagazine,2021,42(2):84 87.文章编号:1008-3731(2021)02-0084-04张双楼煤矿冲击地压防治技术管理体系何 岗1,2,贺 虎3,陈朋磊4(1.江苏省煤矿冲击地压防治工程技术研究中心,江苏徐州 221018;2.徐州矿务集团有限公司生产调度指挥中心,江苏徐州 221001;3.中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州 221116;4.河南省煤炭科学研究院有限公司,河南郑州 450001)摘 要:徐州矿务集团有限公司张双楼煤矿为冲击地压矿井,为做好冲击地压防治工作,该矿构建了区域和局部相结合的防冲技术管理体系,通过实施冲击地压危险性预测、监测预警、防范治理、效果检验、安全防护等综合性防治措施,取得了良好防治效果。
关键词:冲击地压防治;张双楼煤矿;防冲管理体系中图分类号:TD323 文献标志码:AManagementsystemofrockburstpreventiontechnologyinZhangshuanglouCoalMineHEGang1,2,HEHu3,CHENPeng lei4(1.JiangsuEngineeringTechnologyResearchCenterforCoalBurstPreventionandControl,Xuzhou 221018,China;2.ProductionDispatchingCommandCenterofXuzhouMiningGroupCo.,Ltd.,Xuzhou 221001,China;3.SchoolofResourcesandEarthSciences,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Xuzhou 221116,China;4.HenanCoalResearchInstituteCo.,Ltd.,Zhengzhou 450001,China)Abstract:ZhangshuanglouCoalMineofXuzhouMiningGroupCo.,Ltd.isarockburstmine.Inordertodoagoodjobinrockburstpreventionandcontrol,theminehasconstructedaregionalandlocalcombinedtechnologymanagementsystemforrockburstpreven tion.Throughtheimplementationofcomprehensivepreventionandcontrolmeasuressuchasrockburstriskprediction,monitoringandearlywarning,preventionandcontrol,effectinspectionandsafetyprotection,goodpreventionandcontroleffecthasbeenachieved.Keywords:rockburstprevention;ZhangshuanglouCoalMine;managementsystemofrockburstpreventionCLCnumber:TD323 Documentidentification:A 徐州矿务集团有限公司张双楼煤矿1986年12月建成投产,2020年12月剩余可采储量7833万t,2020年10月矿井核定生产能力为180万t/a。
企业单位学习《防治煤矿冲击地压细则》考试题库(附答案)
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企业单位学习《防治煤矿冲击地压细则》考试题库(附答案)一、单选题1、冲击地压矿井同一煤层开采,应当优化确定采区间和采区内的开采顺序,避免出现(A)等高应力集中区域。
A.孤岛工作面B.联合工作面C.断层构造带D.地质破碎带2、冲击地压危险区域内的管路应当吊挂在巷道腰线以下且不高于(八)m。
A.1.5B,1.6C.1.7D.1.83、开采严重冲击地压煤层时,在采空区不得留有(C)oA.浮煤B.浮阡C煤柱4、有冲击地压危险的采掘工作面,供电、供液等设备应当放置在采动应力集中影响区外,且距离工作面不小于(D)米;不能满足上述条件时,应当放置在无冲击地压危险区域。
A.50B.100C.150D.2005、冲击地压煤层应当严格按顺序开采,不得留(C)煤柱。
A.小B.大C.孤岛D.采区6、对冲击地压煤层,巷道支护严禁采用(B)。
A.柔性支架B.刚性支架C.可缩性支架7、冲击地压矿井必须编制冲击地压事故应急预案,且每(B)至少组织一次应急预案演练。
A.半年B.年C.两年D.三年8、井下开拓巷道不得布置在(A)煤层中。
A.严重冲击地压B.无冲击地压C.一般冲击地压9、采掘工作面冲击危险性评价可由煤矿组织开展,评价报告报煤矿企业(C)审批。
A.主要负责人B.生产负责人C技术负责人D.地质副总10、冲击地压煤层中相向掘进的巷道相距(B)时,必须停止一头掘进。
A.20米B.30米C.50米11、开拓巷道、永久碉室布置达不到以上要求且不具备重新布置条件时,需进行安全性论证.在采取加强防冲综合措施,确认冲击危险监测指标(C)临界值后方可继续使用,且必须加强监测。
A.大于B.等于C小于D.接近12、冲击地压煤层应当采用(A)采煤方法。
A.长壁综合机械化B.倾斜综合机械化C.普通机械化D.爆破13、压风自救系统管路可以采用耐压胶管,每(A)m预留0.5sl∙0m的延展长度。
A∙10~15B.5~15C.10-20D.15-2014、采用爆破卸压时,必须编制专项安全措施,起爆点及警戒点到爆破地点的直线距离不得小于300米,躲炮时间不得小于(C)分钟。
防治煤矿冲击地压细则
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防治煤矿冲击地压细则—1—防治煤矿冲击地压细则制定部门:某某单位时间:202X 年X 月X 日封面页防治煤矿冲击地压细则为规范本单位生产生活及工作次序,确保本单位相关工作有序正常运转,根据单位发展需要,结合单位工作实际情况,特制定《防治煤矿冲击地压细则》,望本单位职工严格执行!第1条为加强煤矿冲击地压的防治工作,有效预防冲击地压事故,保障煤矿员工生命安全,根据《安全生产法》、《矿山安全法》、《国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》、《煤矿安全规程》等法律、行政法规,拟定《防治煤矿冲击地压细则》(以下简称《细则》)。
第2条煤矿本单位(矿井)与相关单位的冲击地压防治工作,适用本细则。
第3条煤矿本单位、矿井的主要承担人(含法定代表人、实际控制人)是冲击地压防治工作的第一责任人,对冲击地压防治管理工作全面承担;总工程师是冲击地压防治工作的技术承担人,对冲击地压防治技术管理工作承担。
第4条冲击地压防治费用务必列入本单位(矿井)年度安全费用计划,保证满足防冲工作如需。
第5条冲击地压矿井应当编制冲击地压事故应急方案,且每年至少安排一次应急方案演练。
—2—第6条冲击地压矿井务必设立冲击地压预测预报制度、冲击地压危险区域管理制度、防冲培训制度、冲击地压事故报告制度等。
第7条鼓励科研单位与煤矿本单位加强防治冲击地压研究与科技攻关,研发、推广使用防治冲击地压的新技术、新装备、新工艺,提高冲击地压防治水平。
第二章一般规定第8条冲击地压是指煤矿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的突然、剧烈破坏的动力现象,常伴有煤岩体瞬间抛出、巨响及气浪等。
冲击地压矿井可根据冲击地压发生时煤岩体弹性能释放的主体、载荷类型等进行冲击地压分类。
应当针对不同的冲击地压类型采—3—取针对性的防治措施,实现分类防治。
第9条在矿井井田范围内发生过冲击地压现象的煤层,或者经鉴定煤层(或者其顶底板岩层)具有冲击倾向性且评价具有冲击危险性的煤层为冲击地压煤层。
关于采煤工作面防灭火及冲击地压耦合灾害治理全过程风险预控
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关于采煤工作面防灭火及冲击地压耦合灾害治理全过程风险预控摘要:目前,黑龙江省的煤矿,多数由于采深大和煤层赋存的原因,普遍存在煤层发火周期短、瓦斯量大、顶板(冲击地压)压力大、水害、地质构造等灾害因素,给生产煤矿带来了很大的治理难度,特别是耦合灾害,一个采煤工作面同时存在2种或几种以上灾害,治灾不到位就会产生隐患甚至事故,对生产也存在着严重制约,怎样即有效控制灾害因素,又能科学释放安全经济产能,就成为煤矿今后工作的重要课题。
关键词:防灭火、冲击地压、耦合灾害引言“安全风险分级管控”是“事故隐患排查治理”前期工作最重要的一环。
其关键是推动安全生产的关口前移,将目前的安全管理关口由“事故隐患排查治理”前移到“安全风险分级管控”。
安全风险分级管控关键是确定风险源,煤矿风险源一般分为系统性风险源和岗位风险源,煤矿井下系统性风险源一般包括井下水、火、瓦斯、煤尘、顶板、冲击地压、隐蔽致灾地质因素、采掘工艺设计、通风系统、机运系统、设备配套等;地面系统性风险源一般包括设施布局、消防系统、采空塌陷区、矸石山、超过存储临界量的危险物品等;岗位风险源一般指生产岗位和作业场所潜在的对作业人员有直接危害的人、机(物)、环、管不安全因素和管理缺陷。
下面,论述一下工作面冲击地压及防灭火耦合灾害治理全过程风险预控。
一、采煤工作面概况鹤岗矿业公司鸟山煤矿位于黑龙江省鹤岗市东部,井田范围南北走向长4.11km,东西倾斜宽2.02km,井田面积8.30 km2。
井田范围内无河流经过,历史最高洪水水位为益新矿内小石头河水位+274.395米。
工业广场地表标高是304米。
井下回采工作面为南四上采区3#煤层一分段综放面,回采标高-650米。
该煤层鉴定为非突出煤层,工作面绝对瓦斯涌出量5.4m3/min,相对涌出量2.34m3/t。
煤层自然倾向性为Ⅱ类自燃发火煤层,发火期为18个月,煤尘具有爆炸性。
鸟山煤矿南四上采区3号层一分段综放面,走向长平均710m,倾斜长平均130m,煤层平均倾角18°,平均煤厚7.5m。
防治煤矿冲击地压细则考试题答案
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浅析煤层卸压爆破在冲击地压厚煤层掘进巷道施工的作用[摘要]本文论述了煤层卸压爆破的形式及煤层卸压爆破作用机理,煤层卸压爆破的参数和煤层卸压爆破的优、缺点的分析。
[关键词]冲击地压煤层松动爆破煤层卸压爆破煤层诱发爆破中图分类号:td324 文献标识码:a 文章编号:1009-914x(2013)23-0306-01
正文:
冲击地压是煤矿开采过程中,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,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。
龙煤鹤岗分公司峻德煤矿位于鹤岗市区南端,是一个具有水、火、瓦斯、煤尘、冲击地压等多种自然灾害威胁的矿井,地质条件较为复杂。
随着生产水平的下移,第3水平是目前的主要生产水平,回采工作面采深达700m,开拓深度达800余米。
随着开采深度不断的增加,在三水平北3层、9层、17层煤层都先后有冲击地压现象的发生,严重威胁我矿安全生产。
冲击地压的动力现象不只在采煤工作面发生,还在煤巷掘进时显现。
峻德煤矿掘进一区9103队施工三水平北17层三、四区一段回风巷,当时由于对冲击地压认识不够,没有采取预防措施,于2010年11月17日、2011年1月11日在回风巷变平点35米—90米范围内发生二次较大的矿压冲击,之后为防止三水平北17层三四区一段回风巷掘进期间发生冲击地
压,向前施工采取了煤层爆破卸压,以消除或减缓冲击危险,有控制地释放煤层内部集中应力,收到较好的效果。
一、工作面概况
位于三水平北17层三、四区一段掘进工作面,掘进巷道采用锚网索支护,巷宽6.0m、巷高3.8m顺山梯形巷道,沿顶板施工;煤层赋存稳定以块状亮煤为主,含少量暗煤,走向185°~195°,倾角27°~32°。
煤层厚8.21m—12.94m,煤层直接顶为4.0~7.0m 的灰色细砂岩,以石英长石为主,含少量黑色矿物,老顶为30~40m 的浅灰、灰白色中、细砂岩,以石英、长石为主,底板为4.0~7.0m 的凝灰质粉砂岩,与上覆11层间距140~170m,与下伏21层间距60~70m。
北部回风巷设计长度为985米,与上段(二水平北17层三四区三段机道)煤柱倾斜最小距7--8米,最大25米,北部回风巷施工245米至265米时过二水平北17层三、四区分区煤柱,两侧均为上段停采放顶线,属高应力集中区域,为冲击地压重点防预区域和危险区域。
二.采用煤层卸压爆破方式及参数
1.三水平北17层一段北部回风巷施工采用边卸压边掘进;
煤层卸压爆破孔布置:在场子头距巷道底板0.8米、距下帮1米、3米,间距2米、按施工中心方向坡度0度向前施工2个煤层卸压爆破孔,长度不小8米,距巷道底板0.3米、距下帮1米、2.5米,间距1.5米、按-25度向下施工2个,长度6米;下帮:距巷道底板0.5米,每间隔5米沿煤层倾角向施工1个卸压爆破孔,长度6
米;场子头每次卸压距离8米,场子允许向前施工4米,场子必须在卸压范围内施工。
2.采用kbd5便携式电磁辐射仪、钻屑法监测到场子头有冲击危险时,对该区域上帮、底板及下帮采取煤层卸压爆破方法进行处理。
3.煤层卸压爆破孔用10米煤套钎子打,套钎子每套10根,每根1米。
钎子头直径42mm,卸压孔直径42mm。
4.卸压爆破孔每孔装药量为3kg(长度6米的为2kg),每5管火药用一个引药、正向装药、孔内并联。
5.装药时用六棱钎子杆作炮棍,但前端接一根0.7米长的6分胶管用以绝缘。
6.封孔使用3个水炮泥,水炮泥以外用粘土或黄土炮泥封实不得小于1.0米。
7.放炮前,工作面所有人员必须全部撤出,并设专人警戒,警戒距离距放炮地点半径不小于150米,躲炮时间不少于40分钟。
三、煤层卸压爆破作用机理
1.动力作用及效果
(1)爆破的动态过程
爆破是一个复杂的动态过程。
由钻孔爆破学可知,钻孔中的药卷起爆后,爆轰波就以一定的速度向各个方向传播,爆轰后的瞬间,爆炸气体就已经充满整个钻孔,爆炸气体的超压开始同时作用在孔壁上,压力将达几千到上万兆帕。
由于爆破过程是在瞬间完成的,爆炸气体的压力是以冲击荷载的形式作用在孔壁周围的,因此,在
煤岩体内必将产生冲击波。
随着波阵面离开药包距离的增加,其能量扩散到越来越大的区域中,直到某一区域(约2~5倍r0、r0为药卷半径)冲击波衰减为应力波。
随着传播距离的增加,应力波的能量降低,最后衰减为爆炸地震波。
(2)裂隙形成原理
炸药在煤层钻孔中爆炸后,爆源附近的煤体因受高温高压的作用而压实,强大的压力作用,使爆破孔周围形成压应力场。
压应力作用的结果必然引起压缩变形(压应变),使压应力场内煤岩体产生径向位移;在切向方向上将受到拉应力作用,产生拉伸变形(拉应变)。
由于煤岩体的抗拉伸能力远低于抗压能力,故当拉应变超过破坏应变值时,就会在径向上产生裂隙。
在不同方向上,由于质点位移不同,各个方向的阻力也不同,因此,必然产生剪切应力。
如果剪切应力超过该处煤岩体的抗剪强度,煤岩体则产生剪切破坏,形成径向剪切裂隙。
(3)动态扰动作用
从以上分析可以看出,炸药爆炸后,爆破孔周围一定区域内必将产生冲击波和弹性应力波。
在裂隙区域以内,由于冲击波和应力波的结果使煤岩体产生大量各种裂隙,使煤岩体结构受到破坏。
因此,在此区域内可以忽略动态扰动作用。
对距离爆破孔较远的区域,即裂缝区以外区域,尽管煤岩体结构没有受到破坏,但由于爆炸引起的应力波的传播,使这部分的煤岩体获得一定的动能,产生一定的动应力。
如果该部分的煤岩体在爆破前已处于严重的冲击危险状态
下,那么爆破的结果就有可能引起冲击地压的产生,通常称之为诱发爆破,实质上这也是卸压爆破的一种形式或效果。
由此可以看出,爆破的动态扰动作用是煤层卸压爆破防治冲击地压的作用之一。
综上所述,可以认为,爆破的动力作用主要有两点:一是使爆破孔附近一定范围的媒体产生裂隙,其结构产生改变;二是对远离爆破孔的煤岩体产生动态扰动或者引起诱发冲击。
2.静态后果
爆破的动态过程是极其短暂的,当爆破的动态过程结束后,爆破孔周围煤岩体将形成三个区域:破碎区(压碎区)、裂隙区(破裂区)以及非破坏扰动区(弹性区),它们依次远离爆腔。
煤层卸压爆破后,由于上述各区的出现,必将使煤岩体的承载能力降低,煤岩体的应力重新分布,煤岩体中能量积聚与转移规律发生改变,形成一定的卸压区域,减弱或消除煤体的冲击危险性。
四、煤层卸压爆破的优、缺点
1.优点:对各种生产地质因素均有良好的适应性,施工机具简单,操作方便、实施时间和地点灵活机动,对地质条件和生产条件的要求不高,适合冲击倾向煤层的广泛应用。
2.缺点:是卸压延续时间较短,很短时间裂隙沉实,应力还原,卸压有效期短,在高应力区域应加强日常监测和及时采用其它的卸压方法(顶板预裂爆破、大孔径煤层卸压孔、煤层注水等)配合。