328煤矿冲击地压防治技术-郑州.ppt

在煤矿开采中，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。 但对于冲击地压、顶板大面积来压、岩爆、矿震、煤与互斯突出、地表突然塌陷等现象，由于其发生过程突然，且又具有典型的动力特征，因此通常情况下，可统称为矿山动力现象，但又具有不同的显现形式和发生机理，因此，它们之间既有区别又有联系。 从1951年开始，着手解决煤矿冲击地压问题，取得了良好效果，冲击地压次数大为减少。1955～1977年冲击危险矿井数由8个增至36个，而冲击次数由83次降至7次，1980后又降至5～6次。 波兰很重视冲击地压问题，从在20世纪60年代初期就着手大力科学研究和防治工作，在将岩体声学以及地震法用于矿山冲击危险探测和监测方面，居世界领先地位。 由于采取了综合防治措施，保证了安全生产。 德国是防治冲击地压较有成效的国家，其防治工作的出发点主要在于实用。由德国所发展的钻孔卸压法、钻屑法等冲击地压预测与防治方法在国际上已被广泛使用。 3.2 冲击地压的分类： 原煤炭部1983年9月颁布采用两种分类指标： （1）根据破坏后果划分 ①一般冲击地压：对生产的破坏后果轻微，不需要进行修复。 ②破坏性冲击地压：对生产造成一定的破坏，需要进行修复工作。 ③冲击地压事故：由于冲击地压及其伴随现象（冒顶、瓦斯冲击等）造成的人员伤亡事故，或由于井巷或采场被破坏造成工作中断8h以上的冲击地压。 我国四川天池煤矿的情况与此类似，如图2-2所示，图中纵坐标为冲击地压次数，横坐标为开采深度。从图中可以看出，采深700m时发生冲击地压的次数大大高于采深400m时的次数。 为了实现对冲击地压煤岩层的合理开拓布置，在开采设计阶段，就应该正确地、最大限度地选择合理的开采布置和最大限度地限制在采场或巷道附近形成高度应力集中。 通常情况下，短壁开采体系(如房柱式、刀柱式)的采煤方法由于采掘巷道多，巷道交岔多，各种煤柱多，因此所形成的支承压力多重叠加，极易导致冲击地压的发生。 厚煤层在开采首分层的条件下，由于支承压力峰值距煤壁较近，且应力集中系数较大，往往容易发生冲击地压。而采用一次采全厚综放开采后，由于支承压力相对远离煤壁，且应力集中程度下降，冲击地压发生的强度和次数显著降低。 根据对冲击地压事故的资料分析，在采煤工作接近采空区或老巷40-50m范围内容易发生冲击地压，大多数事故出现在20-30m范围内。 1）规则地进行采煤 不留或少留煤柱，尽可能保证工作面成直线，不使煤层有向采空区冲击的地段，在煤层中掘巷量最少，限制采场和巷道附近的应力集中，等等。 用房柱式开采法因顶板长时间不能冒落，矿山压力随工作面继续推进而增加，顶板下沉和底板鼓起也随之增大，这就可能造成潜在危险。 采用上行开采时，下层煤的开采将有利于对上层煤的解放，使之应力降低，从而降低冲击危险性； 相反，如果上、下煤层同时开采且相互影响，煤岩体的应力将发生叠加，应力集中强度增大，冲击危险性增大。 我国李玉生学者在总结了强度理论、能量理论和冲击倾向性理论之后，提出了“三准则”理论。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。 齐庆新研究员从煤岩体结构特牲出发提出了”三因素”机理。该理论认为： 冲击多发生在断层、煤层变化等构造区域，冲击与煤岩体结构有密切的关系。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。 1974年10月25日北京城子矿在回收煤柱时发生冲击地压，造成29人死亡； 1996年4月27日新汶华丰煤矿1407工作面在采煤过程中，因工作面爆破诱发冲击地压，使工作面煤壁50m、超前巷道100m范围内的煤壁发生破坏，巷道断面减小50%以上，并造成10人重伤，等等。 （3）矿震震级的大小与井下煤岩破坏程度无对应关系。 这主要是由于矿震的震中不一定就是破