深井冲击地压发生机理研究及防治技术.pdfVIP

东撼曩科技 2007年第6期 深井冲击地压发生机理研究及防治技术 王洪涛，王延国，王志强 (新汶矿业集团协庄矿，山东新汶 271221) 摘 要 根据协庄矿千米深井冲击地压的特点，分析了深井冲击地压发生机理，制定了冲击地压的有效治理措施，取得了良 好的防治效果，实现深井冲击地压煤层安全开采。 关键词 深井 冲击地压 机理 防治技术 协庄煤矿是一座有40余年开采历史的矿井，目前一850 岩处于亚稳定或静态破坏状态，表现为煤岩体的缓慢变形； 水平采深已超过lO00m，在新水平开采过程中，冲击地压灾害 当煤岩体应力大大超过煤岩体的抗压强度，则煤岩体将产生 明显的凸现出来，为保证矿井安全生产，对深部开采水平进 剧烈破坏，发生冲击地压。 行了冲击地压防治技术研究。 3 冲击地压防治技术 1冲击地压的发生特点 3．1 —850水平开拓布局、巷道布置、开采方法 协庄矿一850水平煤、岩的冲击倾向性鉴定结果：(1)二、 (1)从避免应力集中角度来考虑矿井开拓布置、采区及 四层煤均属于2类，为具有弱冲击倾向的煤层。(2)二、四层 巷道布置防止形成冲击地压的条件。 煤顶板岩层均属于3类，为具有强烈冲击倾向岩层。 (2)合理设计开采顺序、开采方向、采煤方法、生产工艺、 通过地应力测试报告和现场工程实践，一850水平大埋 推进速度、顶板管理方式、避免或减少应力高度集中。 深造成的高应力，也具备了发生冲击地压的客观条件，综合 (3)采用跨采、小煤柱、沿空送巷尽量将巷道和工作面布 地质条件和开采技术条件分析后认为，协庄矿冲击地压发生 置在免压区内。 特点为重力型冲击地压和构造型冲击地压。因此，在孤岛 (4)开拓巷道应布置在岩层或无冲击危险煤层中，永久 煤柱、上层采动边界影响区以及向斜轴部、断层等高应力地 硐室禁止布置在冲击地压煤层中。 质构造带、掘进工作面通过上层遗留煤柱或其它集中应力区 (5)巷道方向应与最大水平地应力方向平行或成最小角 冲击危险将会较为严重。 度。 (6)选择有利于防冲的工作面支架和顺槽支护方式。 2 冲击地压的成因及机理 3．2 电磁辐射法和钻屑法及时监测预报 2．1 协庄矿冲击地压发生的成因 电磁辐射监测方式采用巡检普查与定点监测相结合的 (1)煤层自身具有冲击倾向性；(2)厚层顶板砂岩，易积 方式，即对圈定的可能发生冲击地压危险的重点区域进行定 聚大量弹性能，特别是在石门揭露煤层时或有弱面软岩时， 点监测，对其它非重点区域实行普查的方式，电磁辐射强度 易发生冲击地压。(3)大采深冲击地压发生的原因是煤岩潍 预警值为200mV，电磁辐射脉冲数预警值为2000次／s。脉冲 内的弹性变形能的突然释放，而弹性能在静水应力状态下随 数主要反映了煤岩体变形及微破裂的频次。 埋深的增加而增加，与埋深的平方成正比增长；～850m水平 钻屑法煤粉监测是依据煤层钻孔对每米排出煤粉量的 埋深达到800～1200m，具有重力型冲击地压发生的埋深条 多少和钻孔动力效应判定应力大小和冲击危险性。主要是 件。(4)构造应力的作用，区内大中小型断层均较发育，因此 监测可能发生冲击危险区域的应力集中程度。对于重点区 在断层构造附近可能存在较大的构造应力，当采场接近断层 域采用电磁辐射和钻屑法煤粉监测相结合方法，相互验证， 时，易发生