冲击地压-潘立友heb.ppt

汇 报 提 纲 1、冲击地压概述与知识储备 2、冲击地压发生原因及实现条件 3、冲击地压预测关键技术 4、工程缺陷理论与创新技术 5、冲击地压防治实践 冲 击 地 压 防 治 技 术 体 系 掘进期间 冲击地压防治 开采设计原则：降低应力、消除冲击根源（如无煤柱充填开采等） 回采期间 冲击地压防治 原始应力场 采动应力场 卸压处理 新型支护 （让压等） 自动化无人掘进 顶板处理（缺陷法） 工作面 顺槽 新型支护 （让压等） 效 果 检 验 大空间释能（缺陷法） 顶板处理（缺陷） 支架选型 煤壁前方松动技术 创新解危技术、支护吸能等 4.1 工程缺陷防冲理论 （1）缺陷介质特征 采矿工程面对的介质是由各种岩石组成的地质体，是在各种宏观地质界面（断层、节理、破碎带、接触带、片理等）分割下形成的有一定结构的地质介质。其工程性质变得复杂，其复杂性表现为： 不连续性---非均匀性---各向异性---存在天然应力场 、温度场等。 地下采矿工程中面对的工程岩体存在断层、空洞、断裂面等缺陷 。 （2）缺陷分类 原始缺陷与工程缺陷 原始缺陷：点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷 。 通过有目的人为开挖与施工，制造出的空间称为工程缺陷，工程缺陷与其周围的破坏裂隙岩体共同组成工程缺陷体。 工程缺陷包括人为施工形成自身工程缺陷和工程与原始缺陷的复合体工程缺陷。 （3）缺陷防冲力学机制 （4）缺陷防冲原理 （4）缺陷防冲原理 弹性波在岩体中传播时，其穿透情况决定于裂隙密度与其填充物，弹性波不能穿过被空气充填的裂隙介质，也较难穿越充水裂隙，但能穿越固体充填物。所以工程缺陷体的充填介质是空气与水，对弹性波有阻止作用。 缺陷体的高密度缺陷结构对破坏与能量的传递作用具有很好的阻抗性，不同密度的缺陷体，在相同接触爆破条件下，不同缺陷密度花岗岩的破裂模式。图中明确表示，缺陷密度越大，破坏范围越小。说明缺陷体具有吸能抗冲击作用。---（体积7.2:1） 截流前后工作面应力分布状态 4.2 工程缺陷防冲技术创新 （1）缺陷原理下的开采设计 冲击矿井煤层坚持“以控制采掘空间围岩应力集中程度、在缺陷体内布置巷道与硐室为目标 ” 1-未掘巷道；2-巷道处于低应力区；3-巷道处于高压力区 保护层开采主应力图 工作面离开断层推进；采用适宜的采煤方法（冲击体成缺陷体）；采空区处理方法（形成无灾缺陷）。 （2）工程立体型缺陷技术 开采保护层会引起部分岩体变形、移动和破坏，这部分岩体范围称作工程立体缺陷。冲击矿井煤层坚持“以控制采掘空间围岩应力集中程度、在缺陷体内布置巷道与硐室为目标 ” 保护层开采主应力图 （3）工程线体型缺陷技术 缺陷体防治冲击地压的原理主要体现在三个方面： a 由于线体型缺陷的作用及爆破震动等能够使应力场进一步向工作面深部转移，应力峰值和煤壁的距离进一步加大； b 应力场的转移过程中带动了能量向远距离位置释放，而且应力场转移过程中使能量逐渐、缓慢的释放； c 在缺陷体附近的能量释放，能够使缺陷保护区域形成应力缓冲区（卸压保护带），从而降低保护区域的冲击地压危险性。 线体型缺陷卸压示意图 声发射图 （4）内缺陷防冲技术 从形状（表面）上看没有缺陷、但煤岩内部制造出缺陷的施工技术称为内缺陷防冲技术。 （5）缺陷转化技术—有灾到无灾 顶板缺陷处理 悬顶缺陷处理 （6）缺陷转移技术---空间移动 顶板缺陷转移 底板缺陷转移 3237工作面 要点1： 关键是确定高应力危险区域 利用缺陷法 在适当的空间与合适时间进行能量有序释放 （7）三大要点： * * 潘 立 友 工程缺陷防治冲击地压创新研究 山 东 科 技 大 学 （1）冲击地压现象描述 冲击地压是矿山采动诱发煤（岩）变形能瞬时释放，在相应采动空间引起强烈煤岩震动和挤出现象。冲击地压引起人员伤亡和设备损坏，不仅发生在推进的工作面现场，而且可能波及变形能释放范围的巷道、峒室，特别是存在高应力集中的空间部位。 （2）冲击地压显现特征 突发性、多样性、破坏性及复杂性。 破坏长度大（超过500m）、空间堵塞率高、冲击波伤人严重。 1、冲击地压概述 （3）冲击地压分类 ① 掘进工作面推进诱发的冲击地压。 ② 回采工作面推进诱发的冲击地压。 单一重力应力场 （重