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冲击地压培训教案 一、冲击地压的概念 冲击地压属矿井动力现象，是矿山压力的一种特殊显现形式。可以定义为：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。简单地讲，冲击地压就是煤（岩）体的突然破坏现象。它是影响煤矿安全生产的重大灾害之一。冲击地压在我国不同地区的煤矿和不同书刊中有不同的称谓，常见的有“冲击矿压”、“矿山冲击”、“煤爆”等。 二、冲击地压的显现特征 冲击地压发生如同装在煤岩里的大量炸药爆炸一样，煤和岩石突然被抛出，造成支架折损，片帮冒顶，巷道堵塞，伤及人员，并伴有巨大声响和岩体震动。 概括起来，我国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，难已事先准确确定发生的时间、地点的强度。 （2）多样性：一般表现为煤爆（煤壁爆裂、小块抛射）、浅部冲击（发生在煤壁2～6m范围内，破坏性大）和深部冲击（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，也有顶板冲击和底板冲击，少数矿井发生岩爆。在煤层冲击中，多数表现为煤块抛出，少数为数十平方米煤体整体移动，并伴有巨大声响、岩体震动和冲击波； （3）破坏性：往往造成煤壁片帮、顶板可能有瞬间明显下沉，但一般并不冒落；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。 （4）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，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，顶板包括砂岩、灰岩、油母页岩等都发生过冲击地压。在生产技术条件上，不论水采、炮采、机采或是综采，全部垮落法或是水力充填法等各种采煤工艺，不论是长壁、短壁、房柱式或是煤柱支撑式，分层开采还是倒台阶开采等各种采煤方法都出现了冲击地压，只有无煤柱长壁开采法冲击次数较少。 三、冲击地压的分类 冲击地压是一种复杂的矿山动力现象，其生成环境、发生地点、宏观和微观上的显现形态多种多样，以及它的显现强度和所造成的破坏程度相差很大。此外，由于冲击地压发生机理存在不同的理论，提出各自不同的冲击地压发生条件和判别准则。客观上不同矿井的冲击地压成因和特征也不同。即使同一矿井，由于地质构造、开采条件和开采方法的差异，也使得冲击地压的成因、性质、特征、震源部位和破坏程度不同。 综上所述，冲击地压存在不同种类，不能用同一机理去解释不同冲击地压的成因和现象，更不能用单一方法或措施去预测和防治冲击地压。因此要对冲击地压进行分类，并且出现了多种分类方法。 目前主要的、最有价值的分类方法有以下几种： （一）根据冲击地压的物理特征，按发生原因分（分为三类） 1．压力型冲击地压 其发生时，煤柱和岩石将产生爆炸式破坏，如同坚硬的岩样在试验机上加载至强度极限后发生爆炸式破坏一样。 2．突发型冲击地压 其发生原因是突然加载。是矿层上伏的厚而坚硬的老顶悬伸在矿柱上，先是夹紧矿柱并对它加载。当达到一定跨度时发生折断和垮落，同时产生压力波，造成处于极限应力状态的矿柱发生瞬时破坏。 3．爆裂型冲击地压 其发生原因是在直接顶上部或直接底板下部存在塑性夹层。例如，在刚性岩层之间的粘土夹层，一旦条件适当被挤压出来，造成顶底板刚性岩层以冲击形式爆裂。 （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，表3-1）。 表3-1 按能量特征分类表 冲击地压级别 地 震 能（J） 震中的地震烈度（级） 微冲击（射落、微震） ＜10 ＜1 弱冲击 10～102 1～2 中等冲击 102～104 2～3.5 强烈冲击 104～107 3.5～5 灾害性冲击 ＞107 ＞5 （三）根据参与冲击的岩体类别分（分为二类） 1．煤层冲击（煤爆） 产生于煤体—围岩力学系统中的冲击地压，是煤矿冲击地压的主要显现形式。 2．岩层冲击（岩爆） 高强度脆性岩石瞬间释放弹性能，岩块从母体急剧、猛烈地抛出。对煤矿，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。顶板冲击按显现形式又可分成典型的顶板冲击和致密顶板岩层突然折断形成的冲击地压，后者往往伴生强烈的煤层冲击与底板冲击。 （四）根据煤岩体应力来源及加载方式分（分为四种类型） 1．重力型：主要受重力作用，没有或只有少量构造应力的影响而引起的冲击地压。 2．构造型：主要受构造应力作用引起的冲击地压。 3．震动型：煤岩体受震动载荷而产生的冲击地压，它与重力型冲击地压的区别在于载荷的类型为脉冲式动载，载荷方向与震动波的传播形式和途径有关。 4．综合型：受几种载荷共同作用而引起的冲