防治冲击地压学习资料

冲击地压

1、冲击地压矿山井巷或采场周围矿体和围岩由于弹性变形能的突然释放而产生的以急剧、猛烈的破坏为特征的动力现象

2、危害与现象1）危害冲击地压是世界范围内煤矿矿井中最严重的自然灾害之一发生时井下煤岩体以突然、急剧、猛烈的形式将煤岩体抛出，造成支架损坏、片帮冒顶、巷道堵塞、导致施工人员被砸、被摔、被挤而伤亡，或由于巷道堵塞导致窒息死亡冲击地压与深度有直接关系，一般多发生垂深400米以下随着煤矿开采深度的不断增加，冲击地压灾害呈现越来越严重的态势,给煤矿安全生产和广大煤矿职工的生命安全造成了极大的威胁2）现象冲击地压由弱到强的现象就是经常发生煤炮和冒顶等动压现象，并在掘进工作面发生煤岩大面积抛出，或在采区上下两道发生大的煤炮，造成棚严重变形，铁道掀起等出现这些现象就可推断存在冲击地压的可能性，就要对冲击地压的危险程度进行研究和采取措施

3、冲击地压的性质1）突发性一般没有明显的前兆而突然发生2）瞬时震动性冲击地压发生过程急剧而短暂，象爆炸一样伴随有巨大的声响和强烈的震动，持续时间一般不超过几十秒钟3）巨大的破坏性顶板明显下沉，底板突然开裂鼓起，常有大量煤块突然破碎并从煤壁抛出，支架破坏造成人员伤亡

4、冲击地压与突出的区别两者极为相似，都属于剧烈的动力现象，又互有联系区别性冲击地压主要是煤或岩体积聚的弹性能的突然释放；煤与瓦斯突出主要是在高应力条件下瓦斯和软煤压缩积聚的能量突然释放煤与瓦斯突发的条件之一瓦斯含量很大的软煤处于高应力区且被夹持在硬煤之间当工作面推进使硬煤厚度减小时，发生突出

5、国内冲击地压研究成果1）冲击地压机理研究目前已经能够利用有关理论去解释相应的冲击矿压现象，为预测预报和防治工作提供一定的理论基础2）煤层冲击倾向试验研究冲击倾向试验是冲击矿压预测预报的前提条件之一3）钻屑法的研究通过现场实测、实验室试验和数值分析，对钻屑法的原理、钻屑量组成、极限应力、钻孔扩容等问题进行了研究确定了冲击矿压矿井的冲击危险指标，研制了专用配套机具钻屑法已在全国推广应用，是我国目前主要的预测预报方法之一4）地音、微震、电磁辐射监测系统的研制和应用70年代研制的便携式流动地音仪已经推广应用80年代从波兰引进的SAK地音系统和SYLOK微震系统已在门头沟、陶庄等矿安装使用此外还开发了MAE地音装置近几年，在多个矿区已成功使用电磁辐射监测手段5）采取的卸压防治措施包括煤层注水煤层卸压爆破、打钻卸压6）坚硬顶板处理使用了爆破及注水软化等措施，有效地控制了大冒顶等冲击矿压事故综上所述,冲击矿压所造成的破坏是严重的,但并不是不可控的

6、断层导致冲击地压的成因煤层切断了岩层的整体性，对正在推进的工作面附近的应力再分布有很大影响，特别是当工作面接近断裂破坏带时，在超前煤壁的顶板岩层将给工作面和断层间的煤柱造成加压作用，导致该区域形成高应力区当工作面开采后，在工作面侧向形成支承压力，煤层边缘一定范围内承受的压力较大，动压现象发生的频率就高断层在采动支承压力的作用下形成的主应力，由于开采引发的岩层运动，波及到断层断裂线区域，在断裂线一定范围内出现高应力，并伴随动压现象的发生因此在断层区域留有足够的煤柱是保障动压现象安全的前提，对于断层应力影响区域应根据煤体的受力状态，采用降低应力措施，避免开采期间动压现象的发生

7、冲击地压与深度的关系开采深度愈大，煤岩体应力愈高，高应力所导致的矿压显现和动压现象等现象就愈严重一定的煤层开采技术条件下，具有冲击危险的煤层都存在一个动压现象发生的临界深度动压现象的始发深度一般为200〜400m,少数矿井达到500〜600nb严重冲击一般都在700nl以上但这只是经验数字，实际矿井动压现象发生的临界深度因煤层性质和地质条件的不同而区别较大影响动压现象临界深度的因素很多，主要有煤层地质构造、构造应力场、顶底板岩层性质及结构、煤体强度、煤层的冲击倾向性、煤层的自然含水率及开采技术条件等二矿现采深已达到850m

8、原始煤层易发生冲击地压的条件即除了深度和有构造外易发生冲击地压的煤层要具备两个条件1）煤层强度较高（f〉L5）,含水率低（＜3%）,具有脆性破坏的力学特征，属于冲击倾向性介质；2）煤层顶板一般为厚度大的坚硬岩性，煤层厚度较大；

9、开采对冲击地压的影响煤层开采后，原始重力应力场中的应力将重新分布在采动形成的应力场中开掘巷道，避免应力超限，不仅取决于巷道开掘的位置，而且必须十分注意巷道开掘的时间由于煤柱区域的开采时间比较长，岩层运动已经结束，关键是巷道的位置选择内应力场的距离一般为

7.0m,高应力范围一般为30m左右，巷道所处的位置不同，其应力环境出现明显差异，一般留有保护煤柱的巷道基本处于内应力场中，可避免动压现象的发生

10、回采工作面推进过程中发生的动压现象，包括工作面采动或老顶裂断诱发煤层压缩弹性能释放及处于大面积弹性弯曲状态的厚煤层坚硬顶板裂断造成的动压现象两种类型回采工作面中由煤层压缩能释放引起的动压现象，发生在采场四周高应力集中的部位因此在工作面推进至可能发生动压现象的部位，采取预注水或爆破松动扩大缓冲带宽度等措施，减少动压现象，特别是“震动性冲击破坏”的威胁是十分有效的就是放卸压炮回采工作面推进诱发大面积坚硬顶板弯曲弹性能释放型动压现象，发生在厚层坚硬顶板裂断的时刻，强烈的冲击破坏于顶板裂断的瞬间高速沉降，冲击挤压煤壁造成的破坏就是周期压引发工作面端头部位即在掘送过程中，下一面回风道和上一面采线交叉在50米范围内，要特殊加强冲击地压的检测和卸压以免发生事故n、简单适用的鉴定方法

（1）、钻屑法钻屑法是通过在煤层中打直径为42〜50nlm的钻孔，根据排出的煤粉量及其变化规律和有关动力效应，鉴别冲击危险的一种方法，是现在许多煤矿普遍采用的一种方法基本原理是对煤体打钻至一定深度后，孔壁部分煤体可能突然挤入孔内，是钻孔周围煤体变形和脆性破碎所致煤层中的应力愈大，煤的脆性破碎愈占优势打钻过程中钻屑量异常增多，响声和微冲击强度升高，孔径扩大，这就是所谓的钻孔效应如果用大直径钻头打钻，在应力集中带钻孔，钻屑量异常多，钻孔冲击更强烈，钻孔周围破碎带不断扩大但是，用钻屑法鉴别冲击危险是带有经验性的，而且应该由权威的科研部门测试出本区域的指标，才能根据这些钻孔提供的数据综合判定冲击危险程度

2、经验类比分析法指钻进过程中伴随出现的冲击响声、钻杆跳动、卡钻甚至钻杆卡死等现象由于钻孔过程中孔壁周围煤体突然破裂，挤入孔内，伴有冲击响声，并造成钻杆跳动严重时能造成钻杆卡住，甚至把钻杆卡死钻杆卡住如果判定不是因为是施工钻具、施工方法和施工经验原因造成的，就应该考虑是否因为有冲击危险造成的

3、以地音和微震为主的地球物理方法和电磁监测法地音原理物体在外力作用下产生变形和破裂的同时，以脉冲形式释放弹性能，产生应力波，这种现象称声发射地音，地音监测法的原理是近距离连续监测煤岩体的地音现象，以此预测冲击地压微震原理煤岩体在突然破坏时，以震动方式释放的低频高强度声波，亦称微震.微震监测法的原理是借助于多点，不同位置安装的监测系统连续监测煤岩体的微震能量和频度变化，以此预测预报冲击地压可能发生的地点和时刻

12、我矿冲击情况根据2016版《煤矿安全规程》第二百二十六条第三款规定，“相邻矿井开采的同一煤层发生过冲击地压的”应当进行煤岩冲击倾向性鉴定羊草

一、二矿请天地科技股份有限公司进行鉴定，于2017年3月出具了鉴定报告《羊草沟煤矿煤岩冲击倾向性鉴定报告》，结论为“判定羊草一矿H2+3煤层、羊草二矿的H1煤层”、羊草二矿的n2+3煤层均属于I类，为无冲击倾向性的煤层”“判定羊草一矿H2+3煤层、羊草二矿的H1煤层”、羊草二矿的II2+3煤层的顶、底板均属于I类，为无冲击倾向性的顶底板岩层”2019年6月19日20日，吉林省应急管理厅煤监二处聘请专〜家组织开展了羊草煤业二矿冲击地压预防专项检查，7月1日吉林煤矿安全生产监督管理局下发了《对羊草煤业二矿冲击地压预防专项检查的反馈意见》，“确定为有潜在冲击地压风险的矿井”根据《防治煤矿冲击地压细则》第三十七条“有冲击地压潜在风险的无冲击地压煤层的矿井，在煤层、工作面采掘顺序，巷道布置、支护和煤柱留设，采煤工作面布置、支护、推进速度和停采线位置等设计时，应当避免应力集中，防止不合理开采导致冲击地压发生”

13、冲击地压等级煤岩的冲击倾向性分为无、弱、强如果煤岩的冲击倾向性为无，则可认定为无冲击危险性，如果冲击倾向性是弱或者强，则对矿井的冲击危险性进行鉴定矿井的冲击危险性分为无、弱、中等、强只有矿井的冲击危险性是弱、中等、强的，才能认定为是冲击地压矿井

14、防范措施

①、开采解放层；

②、合理的开采系统，尽可能无煤柱开采；

③、顶板和煤层预注水;

④、煤层超前松动爆破;

⑤、顶板超前爆破；

⑥、钻孔卸压。