冲击地压防治(谷风研究)
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冲击地压一直没有像对待水、火、瓦斯等煤矿天敌 那样引起人们的足够重视，就是发生了冲击地压，工人们 也俗称之为“煤炮”。
绝大部分煤矿都没有采取治理和防范措施，也没有相 应的研究治理理论，更缺乏对职工进行防治冲击地压方面 的有针对性的培训教育。
2. 我国冲击地压的主要特点
2.1 突发性
冲击地压发生前一般没有明显的宏观前兆，相当多的冲击地 压是由爆破、顶板来压等引起的，但也有很多是在没有人员活动 的期间内发生的，很难确定诱发因素
世界上有记载的第一次发生冲击地压于1738年英 国的南史培福煤田。
200多年来，其危害几乎遍布世界各采矿国家， 包括我国在内的20多个国家和地区都记录有冲击地 压现象。
我国1933年抚顺胜利矿最早发生冲击地压； 1985年我国冲击地压煤矿为32个，主要分布在北京 、枣庄、抚顺、大同、阜新、天池等局矿，开采深 度平均为600～750m。
煤矿冲击地压防治
2019.5
煤矿冲击地压灾害概况
1.冲击地压概述
煤矿在开采中，由于采掘导致的煤层顶底板垮 断与破坏，支架折损、冒顶、煤壁片帮、底鼓等现 象，可以归结为一般的矿山压力现象，是煤岩体在 采动条件下围岩应力重新分布而发生的常见的矿山 压力显现形式。
而冲击地压是一种特殊矿压显现形式，通常是 在煤、岩力学系统达到极限强度时，以突然、急剧 、猛烈的形式释放弹性能，导致煤岩层瞬时破坏并 伴随有煤粉和岩石的冲出，造成井巷的破坏及人身 伤亡事故。
冲击地压一般伴随有强烈的震动和声响，最大震级可达M4.3 级，地面几千米范围内有震感。
2.2 类型多样
我国冲击地压以煤层冲击最常见，也有顶板冲击和底板冲 击。房山矿发生的一次冲击地压，底板突然鼓起并开裂成5cm宽 的裂缝。
在煤层冲击中，绝大多数表现为破碎煤从煤壁抛出，也有极 个别情况表现为数十平方米的煤体整体滑移。
该理论认为：强度准则是煤岩体的破坏准则， 而能量准则和冲击倾向性准则是突然破坏准则，因 而只有当这三个准则同时满足时，才会发生冲击地 压。
齐庆新从煤岩体结构特牲出发提出了”三因素” 机理。
该理论认为： 冲击地压多发生在断层、煤层变 化等构造区域，冲击地压与煤岩体结构具有密切的 关系。
冲击发生除与内在因素(冲击倾向性)、力源因素(高度的 应力集中或高度的能量储存与动态抗动)有关外，煤岩体结 构因素(具有弱面和容易引起突变滑动的层状介面)也是冲击 发生的主要因素之一。
பைடு நூலகம்
3.冲击地压发生机理及条件
3.1 冲击地压发生机理
冲击地压发生机理，是指冲击地压发生的原因、 条件、机制和物理过程。
在一定的地质因素和开采条件下，煤（岩）受外 力引起变形，发生突然破坏的力学过程，学者研究
得出的冲击地压的理论：强度理论、刚度理论、冲
击倾向性理论、能量理论和变形系统失稳理论。
我国学者李玉生在总结了强度理论、能量理论 和冲击倾向性理论之后，结合国外研究成果提出了 “三准则”理论。
3.2 冲击地压的影响因素
冲击地压的发生与采动影响密切相关，但并不是 只有采动影响就会发生冲击地压。引起冲击地压发 生的影响因素分为三类：煤矿地质因素；开采技术 条件因素； 组织管理措施因素。
3.2.1 地质因素对冲击地压的影响
3.2.1.1 开采深度
开采深度越大，冲击地压发生的可能性也越大 ，见图2-1，横坐标为采深，纵坐标为冲击指数Wt， 即开采百万吨煤炭的冲击地压次数）。
从右图知，当采深H≤350m 时，发生冲击地压的可能 性较小；
350m＜H≤500m时，在 一定程度上危险逐步增加 ；
采深从500m开始，随着 开采深度的增加，发生冲 击地压的次数急剧增加， 冲击危险性急剧加大。
当采深为800m时，冲击 指数，Wt=0.57，比采深 为500m时（Wt=0.04）增 加了近14倍。
近年来，由于煤矿开采深度的不断增加，冲击地 压发生矿井数量及程度又呈明显上升的趋势。
仅1997年至2006年底，先后在大同、抚顺、北京、 徐州、新汶、开滦、华亭、义马、阜新、平顶山等局因冲 击地压的发生而导致的重大伤亡事故就多达10余起，死亡 人数达百余人。
截至2006年底，仅新发生冲击地压的矿井就多达60余 个，分布范围扩大到开滦、新汶、义马、鹤岗、淮南、大 屯、平顶山、华亭、韩城、兖州、七台河等局矿，开采深 度也达到750～1150m。
2.3 破坏和损失巨大
2.3.1 人员伤亡。冲击地压造成震动使人员碰伤，所造成 的冒顶、片帮、支架折断也伤及人员；由于巷道堵塞、人员 被埋而窒息。
2.3.2 破坏生产。冲击地压造成片帮、底鼓、冒顶可造成 几十米巷道被堵塞，几百米巷道支架被损坏，机械设备被移 位，风门被暴风摧垮，有的被迫停采，损失煤炭可多达数万t 。 2.3.3 地面房屋被震坏开裂。
这 三因素是导致冲击地压多发生的主要因素。由于目 前对煤岩体在受外荷载作用下发生细观断裂和破坏的机理认 识不深，同时也对煤岩体内部微裂纹的扩展与冲击过程之间 的关系还不明确。
到目前为止对冲击发生过程的研究尚未达到机理清晰、 规律明确的程度，新的理论体系尚未形成。
如“三准则”理论并不具备可操作性， “三因素”理论 也不是独立的理论，它只是对冲击倾向性理论和能量理论的 综合和发展。
2.4 灾害程度不同
我国煤矿冲击地压的强度、频度、灾害程度、伴生灾害情 况等因开采地质条件的不同而差别较大。
根据微震检测系统记录，门头沟煤矿（现已关闭）平均 每月记录到160次各类冲击和震动；
华丰煤矿每月可监测到1000余次各类震动； 老虎台煤矿也是冲击地压严重的矿井，每月震动次数达300 余次；
台吉矿存在岩爆、矿震、岩石冲击、冲击地压、地温热害 等，是我国深井开采多种灾害并存的典型。
2.5 发展趋势严重
1949年以前我国发生冲击地压的矿井只有2个，20世纪50 年代增加到7个，60年代为12个，70年代为22个，80年代为32 个，90年代为50余个，目前达142个。
随着开采深度的增加、开采范围的矿大和开采强度的加大 ，近年来虽然采取了不少措施，但全国冲击地压矿井和总的 冲击地压次数并未减少。因此，我国煤矿的开采实践看，冲 击地压灾害将更加严重。
绝大部分煤矿都没有采取治理和防范措施，也没有相 应的研究治理理论，更缺乏对职工进行防治冲击地压方面 的有针对性的培训教育。
2. 我国冲击地压的主要特点
2.1 突发性
冲击地压发生前一般没有明显的宏观前兆，相当多的冲击地 压是由爆破、顶板来压等引起的，但也有很多是在没有人员活动 的期间内发生的，很难确定诱发因素
世界上有记载的第一次发生冲击地压于1738年英 国的南史培福煤田。
200多年来，其危害几乎遍布世界各采矿国家， 包括我国在内的20多个国家和地区都记录有冲击地 压现象。
我国1933年抚顺胜利矿最早发生冲击地压； 1985年我国冲击地压煤矿为32个，主要分布在北京 、枣庄、抚顺、大同、阜新、天池等局矿，开采深 度平均为600～750m。
煤矿冲击地压防治
2019.5
煤矿冲击地压灾害概况
1.冲击地压概述
煤矿在开采中，由于采掘导致的煤层顶底板垮 断与破坏，支架折损、冒顶、煤壁片帮、底鼓等现 象，可以归结为一般的矿山压力现象，是煤岩体在 采动条件下围岩应力重新分布而发生的常见的矿山 压力显现形式。
而冲击地压是一种特殊矿压显现形式，通常是 在煤、岩力学系统达到极限强度时，以突然、急剧 、猛烈的形式释放弹性能，导致煤岩层瞬时破坏并 伴随有煤粉和岩石的冲出，造成井巷的破坏及人身 伤亡事故。
冲击地压一般伴随有强烈的震动和声响，最大震级可达M4.3 级，地面几千米范围内有震感。
2.2 类型多样
我国冲击地压以煤层冲击最常见，也有顶板冲击和底板冲 击。房山矿发生的一次冲击地压，底板突然鼓起并开裂成5cm宽 的裂缝。
在煤层冲击中，绝大多数表现为破碎煤从煤壁抛出，也有极 个别情况表现为数十平方米的煤体整体滑移。
该理论认为：强度准则是煤岩体的破坏准则， 而能量准则和冲击倾向性准则是突然破坏准则，因 而只有当这三个准则同时满足时，才会发生冲击地 压。
齐庆新从煤岩体结构特牲出发提出了”三因素” 机理。
该理论认为： 冲击地压多发生在断层、煤层变 化等构造区域，冲击地压与煤岩体结构具有密切的 关系。
冲击发生除与内在因素(冲击倾向性)、力源因素(高度的 应力集中或高度的能量储存与动态抗动)有关外，煤岩体结 构因素(具有弱面和容易引起突变滑动的层状介面)也是冲击 发生的主要因素之一。
பைடு நூலகம்
3.冲击地压发生机理及条件
3.1 冲击地压发生机理
冲击地压发生机理，是指冲击地压发生的原因、 条件、机制和物理过程。
在一定的地质因素和开采条件下，煤（岩）受外 力引起变形，发生突然破坏的力学过程，学者研究
得出的冲击地压的理论：强度理论、刚度理论、冲
击倾向性理论、能量理论和变形系统失稳理论。
我国学者李玉生在总结了强度理论、能量理论 和冲击倾向性理论之后，结合国外研究成果提出了 “三准则”理论。
3.2 冲击地压的影响因素
冲击地压的发生与采动影响密切相关，但并不是 只有采动影响就会发生冲击地压。引起冲击地压发 生的影响因素分为三类：煤矿地质因素；开采技术 条件因素； 组织管理措施因素。
3.2.1 地质因素对冲击地压的影响
3.2.1.1 开采深度
开采深度越大，冲击地压发生的可能性也越大 ，见图2-1，横坐标为采深，纵坐标为冲击指数Wt， 即开采百万吨煤炭的冲击地压次数）。
从右图知，当采深H≤350m 时，发生冲击地压的可能 性较小；
350m＜H≤500m时，在 一定程度上危险逐步增加 ；
采深从500m开始，随着 开采深度的增加，发生冲 击地压的次数急剧增加， 冲击危险性急剧加大。
当采深为800m时，冲击 指数，Wt=0.57，比采深 为500m时（Wt=0.04）增 加了近14倍。
近年来，由于煤矿开采深度的不断增加，冲击地 压发生矿井数量及程度又呈明显上升的趋势。
仅1997年至2006年底，先后在大同、抚顺、北京、 徐州、新汶、开滦、华亭、义马、阜新、平顶山等局因冲 击地压的发生而导致的重大伤亡事故就多达10余起，死亡 人数达百余人。
截至2006年底，仅新发生冲击地压的矿井就多达60余 个，分布范围扩大到开滦、新汶、义马、鹤岗、淮南、大 屯、平顶山、华亭、韩城、兖州、七台河等局矿，开采深 度也达到750～1150m。
2.3 破坏和损失巨大
2.3.1 人员伤亡。冲击地压造成震动使人员碰伤，所造成 的冒顶、片帮、支架折断也伤及人员；由于巷道堵塞、人员 被埋而窒息。
2.3.2 破坏生产。冲击地压造成片帮、底鼓、冒顶可造成 几十米巷道被堵塞，几百米巷道支架被损坏，机械设备被移 位，风门被暴风摧垮，有的被迫停采，损失煤炭可多达数万t 。 2.3.3 地面房屋被震坏开裂。
这 三因素是导致冲击地压多发生的主要因素。由于目 前对煤岩体在受外荷载作用下发生细观断裂和破坏的机理认 识不深，同时也对煤岩体内部微裂纹的扩展与冲击过程之间 的关系还不明确。
到目前为止对冲击发生过程的研究尚未达到机理清晰、 规律明确的程度，新的理论体系尚未形成。
如“三准则”理论并不具备可操作性， “三因素”理论 也不是独立的理论，它只是对冲击倾向性理论和能量理论的 综合和发展。
2.4 灾害程度不同
我国煤矿冲击地压的强度、频度、灾害程度、伴生灾害情 况等因开采地质条件的不同而差别较大。
根据微震检测系统记录，门头沟煤矿（现已关闭）平均 每月记录到160次各类冲击和震动；
华丰煤矿每月可监测到1000余次各类震动； 老虎台煤矿也是冲击地压严重的矿井，每月震动次数达300 余次；
台吉矿存在岩爆、矿震、岩石冲击、冲击地压、地温热害 等，是我国深井开采多种灾害并存的典型。
2.5 发展趋势严重
1949年以前我国发生冲击地压的矿井只有2个，20世纪50 年代增加到7个，60年代为12个，70年代为22个，80年代为32 个，90年代为50余个，目前达142个。
随着开采深度的增加、开采范围的矿大和开采强度的加大 ，近年来虽然采取了不少措施，但全国冲击地压矿井和总的 冲击地压次数并未减少。因此，我国煤矿的开采实践看，冲 击地压灾害将更加严重。