齐庆新——我国冲击地压的几个关键问题

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煤炭科学研究总院 China Coal Research
我们重视冲击地压吗?投入如何?
➢ 国家对冲击地压越来越重视
总局组织起草《防治煤矿冲击地压规定》
煤炭科学研究总院 China Coal Research
冲击地压难吗?可预测性?可治?
➢ 说难就难,说易就易! ➢ 冲击地压一定会发生; ➢ 一定能够预测! ➢ 一定可以防治!
防治方法要点:
} 开滦赵各庄煤矿
义马千秋煤矿 义马跃进煤矿
最难控制的! 掘进冲击地压!
华电华亭煤矿
长钻孔卸压!
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冲击地压如何分类?
➢ 坚硬顶板冲击地压矿井: 防治方法要点:
大同忻州窑煤矿 枣庄联创煤矿 七台河桃山煤矿
} 及时使顶板垮落!
北京大台煤矿
4 结语
冲击地压如何分类?
冲击地压分类
➢ 纵观我国煤矿冲击地压发生条件和特点,可 归纳出以下几种冲击地压类型:
} 浅部冲击地压矿井:
深部冲击地压矿井: 构造冲击地压矿井:
防治方法不同!
坚硬顶板冲击地压矿井:
煤柱冲击地压矿井:
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冲击地压如何分类?
尽管如此,由于冲击地压的疑难性,加之开采深度的不 断增加,我国煤矿冲击地压问题在整个行业内不容忽视!
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我们重视冲击地压吗?投入如何?
➢ 冲击地压防治相关法律法规滞后于煤矿开采现状
我国没有统一的煤矿冲击地压防治标准或规范 很多冲击地压矿井主要遵循的法规是原煤炭部于1987年颁
冲击地压发生机理是什么?
“应力控制”理论
原岩应力 煤岩体 中的应力 采动应力
构造应力 自重应力 静载应力 动载应力
在“三因素”理论基础上,我们分析认为,煤岩体的冲 击倾向性和结构特性相对较难改变,控制煤岩体的应力应该 是冲击地压防治的关键。
应力控制理论认为冲击地压的防治应以应力控制为核心 ,尤其是要重视采动应力的控制。从冲击危险性评价到冲击 预测与防治,紧紧围绕应力控制进行展开。
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我国冲击地压严重吗?
2012年全国冲击地压矿井统计
我国冲击地压矿井分布图
目前,我国共有142个冲击地压矿井分布在山东、黑龙江、辽宁、湖南、四川、
河南等20个省、市(自治区)。
还有那么多矿井没有统计进来,不想被认定为冲击地压矿井。150?200?
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。 冲击地压与岩爆、矿震、煤与瓦斯突
出等动力灾害不同。
底板岩层
冲击地压现象描述
冲击地压的特征
特殊的矿压显现。 动力现象。 煤岩体的突然破坏,没有气体的参与。
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什么是冲击地压?
➢ 浅部冲击地压矿井:
} 新疆铁厂沟煤矿
新疆宽沟煤矿 新疆硫磺沟煤矿 大同煤峪口煤矿
防治方法要点:

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冲击地压如何分类?
➢ 浅部冲击地压矿井: 防治方法要点:
} 新疆铁厂沟煤矿
新疆宽沟煤矿 新疆硫磺沟煤矿 大同煤峪口煤矿
顺序开采 顶板的控制
(160-380m采深)
布的《冲击地压煤层安全开采暂行规定》 虽然部分地区和煤矿企业自行制定了防治冲击地压的标准
或规范,但都是针对地区性的、局部的冲击地压防治工作 而开展的,执行过程中差异比较大。 《煤矿安全规程》中只有第一章第六节,第八十一条至第 九十条,对“冲击地压煤层开采”做出相应的规定和要求 ,这些条款还远远不够。 缺少全国性的、专业性的“煤矿防治冲击地压规定”。
冲击地压问题严重,必须高度重视,加以解决!
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我国冲击地压严重吗?
冲击地压矿井数量、分布,冲击地压发生次数都在增加, 我国冲击地压灾害应该是严重的。特别是黑龙江、山东、河 南省,相对更加严重!
但是,相对于瓦斯灾害(突出、爆炸、燃烧)、水害, 对煤矿安全的影响,尤其是社会影响还是没有那么严重,至 少普遍性不够!
4 结语
冲击地压发生机理是什么?
➢ 冲击地压发生机理
强强度度理理论论
•1951年 •布劳诺、库克
失稳突变 理论
刚 刚度 度理 理论 论
•1965年 •库克、布莱克
能量化理学论浆
冲击倾向性 理论
• 20世纪60年代 •库克、佩图霍夫
• 1969年 •比尼奥斯基
三因素理论
强度弱化 减冲机理
其他理论
• 20世纪60年代 • 李普曼、章梦涛
2013全国煤矿安全高效洁净开采与支护技术新进展论坛 暨2013全国冲击地压与综合防治技术研讨会
我国冲击地压的几个关键问题
齐庆新
煤炭科学研究总院矿山安全技术研究分院 2013年9月12日 ·无锡
报告提纲
1 认识问题
----什么是冲击地压? ----我国冲击地压严重吗? ----我们重视冲击地压吗?投入到位吗? ----。。。。。。
冲击地压的实质
重力型(应变型)、断层型(滑移型) 无论是哪种类型的冲击地压现象,均是应力作用导致煤岩体突然破 坏的结果,只不过应力的来源、大小和表现形式等要素的不同而已。
防治冲击地压的核心
弄清煤岩体应力的大小与变化,如何控制煤岩体的应力。 当然,煤岩体中的应力可概括地分为原岩应力和采动应力,原岩应 力通常不可控制,采动应力可以控制(测定其大小,改变其大小,释放 或转移等等)。
• 20世纪90年代 • 齐庆新
• 2005年 • 窦林名
• 谢和平、 • 潘一山
Fra Baidu bibliotek
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冲击地压发生机理是什么?
➢ 煤科总院冲击地压防治理论基础
2008-至今 2002-至今 1986~1996 1985~1991 1981~1986
潘俊锋“冲击启动理论” 齐庆新“应力控制理论” 齐庆新“三因素理论” 张万斌“冲击倾向性理论” 李玉生1x“xx-三19准98则理论”
冲击危险性评价的方法及效果符合实际吗?
太少了! 30,50? 有多少人在 研究瓦斯? 300,500? 有多少人在 研究水? 100,300? 有多少人在 研究火为? 50,100?
……

煤炭科学研究总院

China Coal Research
我们重视冲击地压吗?投入如何?
➢ 国家对冲击地压越来越重视
总局组织起草《防治煤矿冲击地压规定》
煤炭科学研究总院 China Coal Research
预测与防治技术的理论基础是什么?
●冲击地压的发生机理是预测与防治的理论基础 地应力、采动应力 动载、静载 软层、坚硬顶板、硬煤 强冲击倾向性、弱冲击倾向性 地质构造变化带(断层、褶曲等)
●预测:应力、地音、微震、电磁 ●防治:改变应力、释放应力、转移应力
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冲击地压如何分类?
➢ 深部冲击地压矿井:
防治方法要点:
} 新汶华丰煤矿
徐州三河尖煤矿 新汶孙村煤矿
保护层开采 顺序开采
抚顺老虑台煤矿
控制开采强度
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冲击地压如何分类?
➢ 构造冲击地压矿井:
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我国冲击地压严重吗?
近3年的冲击地压事故:
2010:新疆宽沟煤矿“10.8”事故(4人死亡); 2011:新疆乌东煤矿“3.24”事故(1人死亡),义马千秋煤矿 “11.3”事故(10人死亡); 2012:枣矿集团联创公司“3.1”事故(2人死亡),新矿集团孙 村煤矿“3.16”事故(2人死亡),肥矿集团梁宝寺煤矿“3.31” 事故(2人死亡),山东朝阳煤矿“11.17”事故(6人死亡); 2013:阜新五龙煤矿“1.12”事故(8人死亡),黑龙江鹤岗峻德 煤矿 “3.15”事故(4人死亡)。
冲击危险性评价 冲击危险性评价方法
综合指数法 地质动力区划 数量化理论 计算机模拟
冲击危险性预测方法
钻屑法 微震法 地音法 电磁辐射法 采动应力监测法
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冲击危险性评价的方法及效果符合实际吗?
冲击危险性评价方法:综合指数法
n1
Wi
W i1
2 理论问题
----冲击地压发生机理是什么? ----预测与防治技术的理论基础是什么?
3 实践问题
----冲击地压如何分类? ----冲击危险性评价的方法及效果符合实际吗? ----监测与防治方法有效果吗?
4 结语
什么是冲击地压?
冲击地压定义
顶板岩层
冲击发生前巷道位置
冲击地压可以定义为:矿山井巷和采 煤 层
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报告提纲
1 认识问题
----什么是冲击地压? ----我国冲击地压严重吗? ----我们重视冲击地压吗?投入到位吗? ----。。。。。。
2 理论问题
----冲击地压发生机理是什么? ----预测与防治技术的理论基础是什么?
3 实践问题
----冲击地压如何分类? ----冲击危险性评价的方法及效果符合实际吗? ----监测与防治方法有效果吗?
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我们重视冲击地压吗?投入如何?
➢ 国家和企业对冲击地压认识不够,投入不足!
➢ 我国开展冲击地压研究的主要单位太少!
煤炭科学研究总院 (天地科技股份有限公司) 辽宁工程技术大学 中国矿业大学 北京科技大学 ……
共 有 多
}少 人 在 研 究 冲 击 地 压 问
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冲击地压如何分类?
➢ 煤柱冲击地压矿井: 开滦唐山煤矿 兖州东滩煤矿 临沂古城煤矿 肥城梁宝寺煤矿 星村煤矿、朝阳煤矿
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防治方法要点:
避免形成煤柱。 诱发卸压!
冲击危险性评价的方法及效果符合实际吗?
当以上“三因素”无法满足时,冲击地压基本不会发生。
基于“三因素”理论的冲击地压定义:
冲击地压实质为具有冲击倾向性的煤岩结构体在高应力( 构造应力、自重应力)作用下发生变形,局部形成高应力集中 并积聚能量,在采动应力的扰动下,沿煤岩结构弱面或接触面 发生粘滑C煤并h i炭释n a 放科C o大学a l量研R能e究s量e总a r的c院h动力现象。
冲击地压机理尚无完全认识,深部冲击地压的研究处于起步阶段
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冲击地压发生机理是什么?
“冲击倾向性”理论
▼煤的动态破坏时间 DT ▼弹性能量指数WET ▼冲击能量指数KE ▼单轴抗压强度RC ▼弯曲能量指数UWQ
“冲击地压测定、监测与防治方法” (GB/T 25217.1-2010)
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冲击地压发生机理是什么?
“三因素”理论
冲击地压多发生在断层、煤层变薄带附近,从发生冲击 地压煤岩体结构的特征和冲击地压显现特点分析,内在因素 (冲击倾向性)、力源因素(高度应力集中或较高的能量贮 存与动态扰动)以及煤岩体结构因素(具有弱面和容易引起 突变滑动的层状介面),三者是冲击地压发生最主要的三个 影响因素。
煤炭科学研究总院 China Coal Research
报告提纲
1 认识问题
----什么是冲击地压? ----我国冲击地压严重吗? ----我们重视冲击地压吗?投入到位吗? ----。。。。。。
2 理论问题
----冲击地压发生机理是什么? ----预测与防治技术的理论基础是什么?
3 实践问题
----冲击地压如何分类? ----冲击危险性评价的方法及效果符合实际吗? ----监测与防治方法有效果吗?
r1
n1
Wi max
i 1
n2
Wi
W i1
r2
n2
Wi max
i 1
Wri为地质因素、开采因素确定的冲击地压危险指数; Wimax 为表中第i个地质或开采因素的中的最大指数值; wi为分析地点周围第i个地质或开采因素的实际指数; n1、 n2分别为地质因素、开采因素的数目。
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成立起草专家组(11人):
✓ 组长:齐庆新 ✓ 副组长:姜福兴 ✓ 秘书:欧阳振华 ✓ 成员:潘俊峰、孔令海、王存文、山东能源集团、神华
集团、中煤能源集团、义马煤业集团、兖矿集团各1人
✓ 起草单位:煤炭科学研究总院、北京科技大学 、天地科技股份有限公司、山东能源集团、神 华集团、中煤能源集团、义马煤业集团、兖矿 集团
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