宋振骐-我国冲击地压研究现状及发展方向.pptxVIP

我国冲击地压研究现状及发展方向 宋振骐 何满朝 蒋宇静 汤建泉 2015.04 矿山灾害预防控制重点实验室 State Key Laboratory Breeding Base for Mining Disaster Prevention and Control 山东科技大学 矿山灾害预防控制国家重点实验室 中国矿业大学 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室 汇报提纲 2 坚硬岩层覆盖的煤层，采煤工作面推进过程中发生的“冲击地压”，极易造成采矿人员伤亡和装备损坏等重大事故灾害。深入研究相应煤层条件下“冲击地压”发生的原因及相关事故、实现的条件以及有效控制的办法意义重大。 本课题的研究包括主要研究内容、重点，取得的成果以及提交的论文都是在独居我国特色“实用矿山压力控制理论”以及相关实践成果的基础上进行的。我国的“实用矿山压力控制理论”是我国解放后从事矿山压力研究的先驱平寿康教授、钱鸣高院士以及包括刘听成、陆士良、乔福祥等老教授的参与和指导下，深入我们煤矿现场与生产一线的领导和工程技术人员共同创造的成果。 3 4 目前为止，我国发展冲击地压的矿井超过140处，通过瓦斯等级鉴定可能伴随冲击地压发展的煤与瓦斯突出矿井超过1200多对，已遍及全国17个产煤省市和自治区。 开采深度进入400米左右有坚硬厚层顶板所覆盖的煤层。 开采深度超过800米左右相关事故易发的临界开采深度（在原始重力场开掘巷道即发生冲击地压）煤层。 有残余构造应力场分布切割的煤层。 5 我国煤炭资源丰富，预计储量超过4万亿吨，其中2010年已探明的地质储量为1.5万亿吨。由此可以清楚的看出我国煤炭开采量占全世界2/3，对我国能源结构比重超过65%的大国来说，面对世界能源保障体系建设的竞争，我国煤炭开采向深部发展的趋势将不可避免，“冲击地压控制”的深入研究的意义重大。 6 近些年来，我国生产现场多次发生的一次死亡几十人甚至上百人的重大事故，特别是在鹤岗、平顶山、义马等现代化矿井中发生的重大事故。几乎都和“冲击地压”和“冲击地压”相伴的“煤与瓦斯突出”事故密切相关。 事故原因（机理）及事故实现条件的论证很不深刻。包括相关事故案例的分析研究不深入和缺少正确地实验和现场有效控制实践的检验。 主管部门制定的事故控制规范和相关管理规定有的简单承袭传统做法，严重脱离实际，缺少正确的理论指导。例如，我们几十年来没有变化采用留设断层隔离煤柱布置工作面的做法，即在残余的构造应力场的变化部位掘进和维护采煤巷道，是导致冲击地压和煤与瓦斯突出等重大事故发生的主要原因。 事故灾害严重性的原因可归纳为以下两个方面： 上述两个方面研究工作的不足是这些年来相关重大事故不断重复发生的根源。 7 世界老牌采煤国家包括德国、美国、法国、日本等已在上世纪末停止了煤炭生产，其中德国曾经在深部开采中出现冲击地压，通过采用变形可缩拱型棚架沿空留巷开采方案基本解决了相关事故灾害的控制问题。 现存现代化开采技术装备领先的产煤国家中包括美国、澳大利亚，在80年代以前都曾经是以露天开采和留设大量煤柱支撑地表的房柱式开采为主体的开采方法，基本没有出现过灾害性的冲击地压事故。 8 美国上世纪80年代开始广泛应用的长壁工作面开采也都是在开采深度小于150~200米的浅埋煤层中进行，很少有冲击地压研究和控制的实践结果。 波兰、澳大利亚等国家在地表预测预报研究的基础上，采用微震技术检测的相关手段预测预报生产矿井冲击地压的研究在上世纪70年代已开始，相关检测装备1981年即引进在我国陶庄煤矿用于预报水采冲击地压的研究工作中。相关成果也为我国近多年来广泛开采的相关研究奠定了基础。 国外冲击地压控制研究的主要成果是在原苏联（现俄罗斯和乌克兰）和波兰等开采深度比较大的矿井中取得的。其中，关于冲击地压发生机理和条件的相关研究成果包括煤层可“冲击性”分类分级、冲击能量理论和力学模型建设以及巷旁充填留设技术，从上世纪70年代引入，80年代开始在我国生产矿井推广运用。 9 如前所述，我国冲击地压研究工作早在上世纪70年代就开始起步。相关理论及控制技术研究都是在接受前苏联、波兰等社会主义国家相关研究的基础进行的。参与研究的相关研究单位包括煤炭研究总院、重庆、抚顺分院等研究院所，阜新矿院（辽宁工程技术大学）、中国矿大、山东矿院（山东科技大学）等煤炭高校。重点深入研究的煤矿包括抚顺、徐州、开滦、新汶等深部矿井，以及由厚层坚硬顶板覆盖有“冲击倾向性”的煤层开采深度较浅的矿井，包括鹤岗、兖州等煤业集团的相关矿井。在包括“冲击地压”发生的原因及实现条件即发生“机理”的研究、冲击地压预测预报的理论和手段研究，以及在上述两方面成果的基础上取得的控制实践成果等三个方面，均取得了领先全世界的创造性成就。 10 “冲击地压”是采动空间周边煤（岩）在矿山压力作用下以煤（岩