深部开采冲击地压产生机理及防治技术研究资料.docx

毕 业 专 题 深部开采冲击地压产生机理及防治技术研究 摘要：冲击地压是煤矿开采过程中，井巷和采场周围煤、岩体在一定高应力条件下释放变形能，而产生的煤岩体突然破坏、垮落或抛出现象，并伴有巨大声响和岩体震动，经常造成支架折损、片帮冒顶、巷道堵塞、人员伤亡，对安全生产威胁巨大。冲击地压对矿井生产的危害是及其巨大的，如何预防冲击地压是全世界共同面临的一个重要技术问题。冲击地压受很多因素影响，并具备一定的条件才能产生。冲击地压发生的范围比较广，而且随着采深的增加发生的几率逐渐增加。针对上述问题本文提出了对深部开采冲击地压预防采取的主要措施。 关键词：冲击地压；煤炭开采； 冲击地压防治；机理 目 录 1 绪论 1 1.1 概述 1 1.2 灾害现状与发展状态 1 2 冲击地压特征与机理 2 2.1 冲击地压的特征 2 2.2 冲击地压的分类 2 2.3 冲击地压的成因机理 3 2.4 冲击地压影响因素 6 3 冲击地压的防治 6 3.1冲击地压的防治原则 6 3.2 冲击地压的防治措施 6 4 冲击地压的预测方法 8 5 结束语 9 6 参考文献 9 1 绪论 1.1 概述 冲击地压定义为：矿山井巷和采场周围煤、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。冲击地压是煤矿开采中典型的动力灾害之一， 通常是在煤、岩力学系统达到极限强度时，以突然、急剧、猛烈的形式释放的弹性能，导致煤岩层瞬时破坏并伴随有煤粉和岩石的冲击，造成井巷的破坏及人身伤亡事故。 随着开采深度的增加，冲击地压已经成为日益威胁煤矿的安全生产的要灾害之一。 这种常见而且非常剧烈的变化，会在发生的过程中常伴随着煤块抛射、底煤起鼓和飓风三种破坏形式的发生，给煤矿开采工作以及开产人员的生命安全造成非常巨大的威胁。煤块的抛射煤尘飞扬不利于井下开采工作的顺利进行，煤块抛射还容易对开采人员造成伤害，在剧烈的震动下煤层出现整体位移，矿井顶板会产生擦痕，同时巷道空间也会因此而缩小，不利于开采工作的正常进行，开采环境的安全系数因此而降低。底煤起鼓所产生的强烈震动会导致支护结构发生倾斜与倒塌造成开采人员伤亡，同时还会导致设备出现位移，对开采设备造成破坏，为煤矿开采工作带来不便。随着煤矿开采深度的不断增加，矿井内部的冲击地压发生的频率以及强度都会不断增加，当冲击地压达到一定程度是便会产生飓风，强大的冲击波对开采人员的生命造成严重的威胁。 1.2 灾害现状与发展状态 在煤矿开采过程中加强对冲击地压的研究，掌握冲击地压发生的条件以及影响因素，并采取有效的预测防治措施对冲击地压加以预防和控制，在确保煤矿安全生产工作中具有非常重要的现实意义。随着煤炭资源开采深度和开采强度的增加，矿井冲击地压等动力灾害日益加剧，严重地威胁着煤矿开采的安全。据统计 1985 年我国冲击地压煤矿有32个，而2011年底，发生冲击地压的矿井就多达142个，同时，全国有近50个矿井开采深度达到或超过1000 m; 2006—2013 年，先后有新汶、抚顺、华亭、北京、义马、阜新、鹤岗、七台河、平顶山等煤炭生产企业 因冲击地压而导致的重大伤亡事故多达 35 次，造成300 余人死亡，上千人受伤。冲击地压的破坏程度也 呈增大趋势，仅 2011 － 11－03 发生在河南义马千秋煤矿的一起冲击地压事故就造成10人死亡 64人受伤，直接经济损失2 748.48万元。统计分析表明，各种类型的矿井都有冲击地压发生的报告，各类煤层都发生过冲击现象，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，砾岩、砂岩、灰岩、油母页岩顶板都发生过冲击地压。开采深度最浅的只有157m，2011－03－24 神华新疆有限责任公司乌东煤矿北采区发生冲击地压造成 1人死亡，2人受伤。但随着深部开采深度的增加，冲击地压的频度和强度都在增加。从采煤方法来讲，长壁、短壁、房柱式、放顶煤、分层开采等都发生过冲击地压; 从采煤工艺来讲，综采、普采、炮采、水采、水砂充填等各种工艺也都发生过冲击地压。煤矿冲击地压不仅危害程度大，影响面广，而且是诱发其它煤矿重大事故的根源。冲击地压的发生 可能诱发瓦斯异常涌出、瓦斯爆炸等重特大灾害。2003 年淮北芦岭煤矿“5·13”冲击地压诱发瓦斯爆 炸事故，造成 84 人死亡; 2005 年“2·14”阜新孙家湾 煤矿瓦斯突出就是因冲击地压诱发大量瓦斯涌出，进 而发生特大瓦斯爆炸，死亡 214 人; 新汶华丰煤矿在 开采山西组 4 煤层过程中，频繁发生冲击地压，冲击 地压又导致顶板水的大量突出，在该矿工作面突水量 增大的次数与冲击地压发生的次数成正相关。 我国是采煤大国，2012年中国采出了 36.5亿t原煤，占世界煤炭总产量的 47. 5% ，加之煤田地质条件的复杂性，我国的煤矿冲击地