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常村矿21220工作面冲击地压与瓦斯赋存规律研究

汇报人：

2024-01-17

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目录

引言

常村矿21220工作面地质概况

冲击地压发生机理及影响因素分析

瓦斯赋存规律研究

冲击地压与瓦斯赋存关系探讨

防治措施与建议

引言

01

冲击地压和瓦斯灾害是煤矿生产过程中的主要灾害之一，严重影响煤矿安全生产。

研究冲击地压与瓦斯赋存规律对于预防煤矿灾害、保障矿工生命安全具有重要意义。

常村矿21220工作面作为研究对象，其地质条件和开采技术具有代表性，研究成果可为类似条件下的煤矿提供借鉴。

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在冲击地压方面，主要研究了冲击地压的发生机理、影响因素和预测方法。

国内外学者在冲击地压和瓦斯赋存规律方面开展了大量研究，取得了丰硕成果。

然而，针对常村矿21220工作面的具体情况，尚缺乏系统性的研究成果。

在瓦斯赋存方面，主要研究了瓦斯的成因、赋存状态和瓦斯涌出规律。

以常村矿21220工作面为研究对象，综合运用现场调研、实验室测试、数值模拟和理论分析等方法，研究冲击地压与瓦斯赋存规律。

研究内容

通过现场调研获取工作面地质条件和开采技术资料；利用实验室测试分析煤岩物理力学性质和瓦斯含量等参数；运用数值模拟技术分析冲击地压和瓦斯涌出过程；结合理论分析揭示冲击地压与瓦斯赋存规律的内在联系。

研究方法

常村矿21220工作面地质概况

02

常村矿位于山西省沁水县东南部，井田范围北起端氏河，南至沁河，西起东大岭，东至固县河。

常村矿井田交通以公路为主，通过端氏-侯马公路、沁水-翼城公路与晋韩公路、晋焦高速公路相接，交通较为便利。

交通情况

井田位置

常村矿21220工作面主采煤层为3#煤层，煤层厚度稳定，平均厚度在6m左右。

煤层厚度

3#煤层倾角平缓，一般小于10°，局部地段受构造影响倾角可达15°左右。

煤层倾角

3#煤层结构简单，含夹矸1~2层，夹矸厚度一般小于0.5m。

煤层结构

顶板岩性

直接顶以泥岩、砂质泥岩为主，厚度一般在5m左右；老顶以中砂岩、细砂岩为主，厚度较大，一般大于10m。

底板岩性

直接底以泥岩、砂质泥岩为主，厚度一般在3m左右；老底以石灰岩为主，厚度较大，一般大于5m。

常村矿21220工作面位于沁水向斜的东南翼，地层总体呈单斜构造。

褶皱构造

断层构造

节理构造

工作面内发育有少量断层，以正断层为主，断距一般小于10m，对回采影响较小。

工作面内节理发育，以张节理和剪节理为主，对煤层的完整性和稳定性有一定影响。

03

02

01

冲击地压发生机理及影响因素分析

03

煤岩体结构失稳

工作面煤岩体在采动影响下，其原始应力平衡状态被打破，煤岩体结构发生失稳，进而引发冲击地压。

能量积聚与释放

煤岩体在采动过程中不断积聚能量，当能量积聚到一定程度时，会突然释放并引发冲击地压。

地质构造影响

工作面所处的地质构造环境复杂，断层、褶皱等地质构造对煤岩体的应力分布和稳定性产生影响，从而诱发冲击地压。

开采深度

煤层厚度及倾角

地质构造

开采方法及工艺

随着开采深度的增加，煤岩体所承受的垂直应力增大，冲击地压发生的可能性也随之增加。

断层、褶皱等地质构造对煤岩体的应力分布和稳定性产生重要影响，是诱发冲击地压的重要因素之一。

煤层厚度越大、倾角越陡，煤岩体结构的稳定性越差，越容易发生冲击地压。

不同的开采方法和工艺对煤岩体的扰动程度不同，从而影响冲击地压的发生。

监测预警

通过建立完善的监测预警系统，实时监测工作面煤岩体的应力变化、微震活动等，及时发现并预警潜在的冲击地压危险。

危险区域划分

根据工作面煤岩体的应力分布、地质构造、开采深度等因素，将工作面划分为不同危险等级的区域。

防治措施

针对不同危险等级的区域，制定相应的防治措施，如加强支护、注浆加固、卸压爆破等，以降低冲击地压发生的可能性。

瓦斯赋存规律研究

04

地质构造控制

研究区域的地质构造对瓦斯的生成、运移和聚集具有重要影响。

煤层赋存条件

分析煤层的厚度、埋深、倾角等赋存条件，揭示其对瓦斯赋存的控制作用。

水文地质条件

探讨地下水对瓦斯赋存的影响，分析水文地质条件与瓦斯含量的关系。

通过钻孔取样，利用实验室设备直接测定煤样中的瓦斯含量。

直接测定法

利用地球物理勘探等手段，间接推断煤层中的瓦斯含量。

间接测定法

结合直接测定法和间接测定法的结果，进行综合分析，得出更为准确的瓦斯含量数据。

综合分析法

涌出量影响因素分析

分析影响瓦斯涌出的主要因素，如煤层透气性、地应力、采动影响等。

预测模型建立

基于数理统计、回归分析等方法，建立瓦斯涌出量与影响因素之间的数学模型。

模型验证与优化

利用历史数据对预测模型进行验证，并根据验证结果对模型进行优化，提高预测精度。

03

02

01

冲击地压与瓦斯赋存关系探讨

05

冲击地压改变瓦斯运移通道