煤礦沖擊地壓防治技術(shù)ppt課件

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1、煤礦沖擊地壓防治技術(shù)文學(xué)寬研究員煤炭科學(xué)研究總院聯(lián)系電話:13681569425一.煤礦沖擊地壓煤礦開采過程中，在高應(yīng)力狀態(tài)下積聚有大量彈性能的煤或巖體，在一定條件下，能量突然釋放，發(fā)生破壞、冒落或拋出，呈現(xiàn)聲響、震動(dòng)以及氣浪等動(dòng)力效應(yīng)，稱之為煤礦沖擊地壓。爆發(fā)的突然性，如同大量炸藥爆破，有的形成強(qiáng)烈暴風(fēng)，導(dǎo)致工作面或巷道的煤巖層結(jié)構(gòu)瞬時(shí)發(fā)生破壞，造成井巷的嚴(yán)重破壞和人員的重大傷亡。1.我國沖擊地壓概況我國1933年撫順勝利礦最早發(fā)生沖擊地壓；1985年我國沖擊地壓煤礦為32個(gè)，主要分布在北京、棗莊、撫順、大同、阜新、天池等局礦，開采深度平均僅為600～750m。近年來，由于煤

2、礦開采深度的不斷增加，沖擊地壓發(fā)生礦井?dāng)?shù)量及程度又呈明顯上升的趨勢(shì)。截至2006年底，僅新發(fā)生沖擊地壓的礦井就多達(dá)60余個(gè)，分布范圍擴(kuò)大到開灤、新汶、義馬、鶴崗、淮南、大屯、平頂山、華亭、韓城、兗州、七臺(tái)河等局礦，開采深度也達(dá)到750～1150m。僅1997年2006年底，先后在大同、撫順、北京、徐州、新汶、開灤、華亭、義馬、阜新、平頂山等局因沖擊地壓的發(fā)生而導(dǎo)致的重大傷亡事故就多達(dá)10余起，死亡人數(shù)達(dá)百余人。2.我國沖擊地壓的主要特點(diǎn)由于發(fā)生沖擊地壓的條件不同，造成我國沖擊地壓顯現(xiàn)的復(fù)雜多樣性。其主要特點(diǎn)：（1）具有突發(fā)性，過程短暫，伴隨有強(qiáng)烈的震動(dòng)和聲響沖擊地壓發(fā)生前一般沒

3、有明顯的宏觀前兆，相當(dāng)多的沖擊地壓是由爆破、頂板來壓等引起的，但也有很多是在沒有人員活動(dòng)的期間內(nèi)發(fā)生的，很難確定誘發(fā)因素。沖擊地壓一般伴隨有強(qiáng)烈的震動(dòng)和聲響，最大震級(jí)可達(dá)M4.3級(jí)，地面幾千米范圍內(nèi)有震感。（2）類型多樣我國沖擊地壓一般表現(xiàn)為煤體的破壞與沖擊，但臺(tái)吉、大臺(tái)、八一、柴里、潘西及南桐一井等5個(gè)礦已發(fā)生多次巖爆。我國沖擊地壓以煤層沖擊最常見，也有頂板沖擊和底板沖擊。房山礦發(fā)生的一次沖擊地壓，底板突然鼓起并開裂成5cm寬的裂縫。在煤層沖擊中，絕大多數(shù)表現(xiàn)為破碎煤從煤壁拋出，也有極個(gè)別情況表現(xiàn)為數(shù)十平方米的煤體整體滑移。（3）造成的破壞和損失巨大①人員傷亡。沖擊地壓造成震

4、動(dòng)使人員碰傷，所造成的冒頂、片幫、支架折斷也傷及人員；由于巷道堵塞、人員被埋而窒息。②破壞生產(chǎn)。沖擊地壓造成片幫、底鼓、冒頂可造成幾十米巷道被堵塞，幾百米巷道支架被損壞，機(jī)械設(shè)備被移位，風(fēng)門被暴風(fēng)摧垮，有的被迫停采，損失煤炭可多達(dá)60萬t。③地面房屋被震壞開裂。（4）災(zāi)害嚴(yán)重程度不同我國煤礦沖擊地壓的強(qiáng)度、頻度、災(zāi)害程度、伴生災(zāi)害情況等因開采地質(zhì)條件的不同而差別較大。根據(jù)微震檢測(cè)系統(tǒng)記錄，門頭溝煤礦（現(xiàn)已關(guān)閉）平均每月記錄到160次各類沖擊和震動(dòng)；華豐煤礦每月可監(jiān)測(cè)到1000余次各類震動(dòng)；老虎臺(tái)煤礦也是沖擊地壓嚴(yán)重的礦井，每月震動(dòng)次數(shù)達(dá)300余次；臺(tái)吉礦存在巖爆、礦震、巖石突出

5、、煤與瓦斯突出、地溫?zé)岷Φ?，是我國深井開采多種災(zāi)害并存的典型。另外，在發(fā)生沖擊地壓的高瓦斯礦井中，大多同時(shí)存在沖擊地壓及煤與瓦斯突出等兩種以上災(zāi)害。(5)發(fā)展趨勢(shì)是逐漸增多，日趨嚴(yán)重1949年以前我國發(fā)生沖擊地壓的礦井只有2個(gè)，20世紀(jì)50年代增加到7個(gè)，60年代為12個(gè)，70年代為22個(gè)，80年代為32個(gè)，90年代為50余個(gè)，目前達(dá)100多個(gè)。隨著開采深度的增加、開采范圍的礦大和開采強(qiáng)度的加大，近年來雖然采取了不少措施，但全國沖擊地壓礦井和總的沖擊地壓次數(shù)并未減少。因此，我國煤礦的開采實(shí)踐看，沖擊地壓災(zāi)害將更加嚴(yán)重。3.國外沖擊地壓歷史與現(xiàn)狀（1）蘇聯(lián)蘇聯(lián)的沖擊地壓最早于19

6、47年發(fā)生在吉謝羅夫礦區(qū)，此后共有9個(gè)礦區(qū)出現(xiàn)了沖擊地壓問題。發(fā)生沖擊地壓的一般條件是：初始深度為400～1860m，煤厚為0.5～20m，在各種傾角、各種煤種（包括褐煤）中都記錄到?jīng)_擊地壓現(xiàn)象。多數(shù)情況下頂板為堅(jiān)硬砂巖，也有一些煤田是破碎頂板。開采技術(shù)條件涉及到刀柱式或長壁式等開采方法，充填或垮落等頂板管理方法，整層或分層開采情況。從1951年開始，著手解決煤礦沖擊地壓問題，取得了良好效果，沖擊地壓次數(shù)大為減少。1955～1977年沖擊危險(xiǎn)礦井?dāng)?shù)由8個(gè)增至36個(gè)，而沖擊次數(shù)由83次降至7次，1980后又降至5～6次。（2）波蘭沖擊地壓是波蘭煤礦重大災(zāi)害之一，最早記載于1958

7、年。目前開采的煤層中45%以上的煤層有沖擊地壓傾向。開始發(fā)生沖擊地壓的平均深度為400m，隨著采深的增加，沖擊地壓危險(xiǎn)越來越嚴(yán)重。1949～1982年，共發(fā)生破壞性沖擊地壓3097次，造成死亡401人、破壞井巷31萬m。波蘭很重視沖擊地壓問題，從在20世紀(jì)60年代初期就著手大力科學(xué)研究和防治工作，在將巖體聲學(xué)以及地震法用于礦山?jīng)_擊危險(xiǎn)探測(cè)和監(jiān)測(cè)方面，居世界領(lǐng)先地位。由于采取了綜合防治措施，保證了安全生產(chǎn)。（3）德國魯爾礦區(qū)是德國的主要產(chǎn)煤區(qū)，也是發(fā)生沖擊地壓的主要礦區(qū)。1910～1978年間