淺談沖擊地壓的監(jiān)測預(yù)警及防治

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1、淺談沖擊地壓的監(jiān)測預(yù)警及防治淺談沖擊地壓的監(jiān)測預(yù)警及防治【摘要】實踐證明只耍采用合理的開采技術(shù)，選擇可靠的監(jiān)測預(yù)警、卸壓方法，嚴(yán)格落實各項防沖措施，足以達到?jīng)_擊地壓“町知、可防、可控”的防治目的?！娟P(guān)鍵詞】沖擊傾向性；沖擊地壓的預(yù)測預(yù)警；沖擊地壓的防治；沖擊地壓的開采技術(shù)0引言(1)沖擊地壓是井巷及工作而周圍的煤巖體在外力作用下產(chǎn)生彈性變形能，當(dāng)力學(xué)平衡狀態(tài)受到破壞時，變形能瞬間釋放為動能,大量煤及巖石被拋出而產(chǎn)生的一種以急劇、猛烈爆炸式破壞為特征的井下動力現(xiàn)象。沖擊地壓發(fā)生時伴有巨大的聲響和強烈的震動。沖擊地壓可以造成慘重的人員傷亡和巨大的經(jīng)濟損失，是破壞煤礦安全生產(chǎn)的

2、重大災(zāi)害之一。(2)華泰礦業(yè)公司歷史上礦井從未發(fā)生過沖擊地壓事故，根據(jù)《山東煤礦沖擊地壓重點監(jiān)察意見(試行)》、《山東能源集團加強沖擊地壓管理特別規(guī)定》要求，我公司擴大區(qū)三采區(qū)15層煤下山區(qū)埋深超過800米，屬于沖擊地壓管理礦井。(3)315采區(qū)的開采深度為-600m?-1100m,平均煤層1.3m(逆斷層重復(fù)及煤15與煤16合層除外)，煤層可采指數(shù)為0.95,變異系數(shù)24.3%,屬賦存較穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的薄煤層。1沖擊地壓監(jiān)測預(yù)警理論依據(jù)1.1煤巖層沖擊傾向性1)物理力學(xué)性質(zhì)和沖擊傾向性是煤、巖材料的固有力學(xué)性質(zhì)。相同地質(zhì)條件和開采條件下煤層是否發(fā)生沖擊地壓，是煤巖固有力

3、學(xué)性質(zhì)差異造成的，煤巖的這種固有性質(zhì)成為沖擊傾向性。沖擊傾向性指標(biāo)包括彈性能指數(shù)、沖擊能量指數(shù)、動態(tài)破壞時間和單軸抗壓強度。當(dāng)這些沖擊傾向性指標(biāo)大于臨界值時，就有可能發(fā)生沖擊地壓。2)我公司委托北京科技大學(xué)研究所根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《煤的沖擊傾向性分類及指數(shù)的測定方法GB/T25217.2-2010》，對15層煤沖擊傾向性進行鑒定，其結(jié)果如下：(1)頂板為無沖擊傾向性；(2)煤層為無沖擊傾向性；(3)由于同一煤礦同一煤層不同區(qū)域煤系地層巖石的力學(xué)性質(zhì)差別較大，沖擊傾向性差別也較大，尤其是在開采工作面靠近斷層、褶曲等構(gòu)造附件、原巖應(yīng)力大時，需做好沖擊地壓的防治丁作；(

4、4)在開采深度增加、煤層厚度增大時，尤其注意好沖擊地壓的防治工作。1.2監(jiān)測預(yù)警方法(1)目前國際上沖擊地壓監(jiān)測預(yù)警方法主要有鉆屑法、沖擊地壓在線監(jiān)測法以及微地震監(jiān)測法等，其中：鉆屑法一一可復(fù)雜地質(zhì)條件下大范圍采用，經(jīng)濟、實用、宜觀、可靠，易于全員推廣掌握，普遍使用，特別適合薄煤層。微地震監(jiān)測方法一一屬于區(qū)域性監(jiān)測預(yù)警方法，需要與礦壓理論結(jié)合才能用好，不易推廣，安全經(jīng)濟投入非常大，適合厚煤層。沖擊地壓在線監(jiān)測預(yù)警法一一屬于臨場監(jiān)測預(yù)警(預(yù)報)，在地面就可以預(yù)報，但設(shè)備多、費用高，安全經(jīng)濟投入大，適合厚煤層。(2)我公司采用鉆屑法結(jié)合礦壓觀測作為沖擊地壓預(yù)警監(jiān)測的主要手段。

5、1.3沖擊危險性判定(1)鉆屑法是通過煤層中打小直徑鉆孔，當(dāng)鉆孔進入高應(yīng)力煤體時，鉆進過程出現(xiàn)動力現(xiàn)象，如孔壁煤體部分突然擠入孔內(nèi)，并伴有振動、聲響或微沖擊等現(xiàn)象，鉆屑粒度增大，單位長度排出的煤粉量大于止常量作為鑒別沖擊危險的一個指標(biāo)。(2)鉆屑法鉆進過程屮，孔壁有可能突然炸裂，沖擊鉆桿造成鉆桿跳動，并伴有聲響現(xiàn)象，嚴(yán)重吋可能使鉆桿外推，因此，沖擊聲響、孔內(nèi)沖擊可以作為判斷沖擊危險的一個指標(biāo)。鉆進過程中，鉆桿卡死是鉆孔周圍煤體應(yīng)力高度集中或突然變化的標(biāo)志，因此，也把鉆桿被卡死作為鑒別沖擊危險的一個指標(biāo)。2沖擊地壓防治措施1.1堅持“先解危后開采”的原則，制定沖擊地壓防治工

6、作流程:由總工程師組織進行工作面開采前預(yù)評價劃定危險區(qū)域一一提前實施大鉆孔卸壓解危一一鉆屑法檢驗解危效果一一生產(chǎn)過程中采用鉆屑法預(yù)測預(yù)報。1.2沖擊危險區(qū)分為靜態(tài)危險區(qū)和動態(tài)危險區(qū)。靜態(tài)危險區(qū)是指通過沖擊危險性評價獲得的危險區(qū)，是一種潛在的危險區(qū)。動態(tài)危險區(qū)是指通過監(jiān)測獲得的危險區(qū)，是?種已經(jīng)顯現(xiàn)的危險區(qū)。2.3對礦山壓力顯現(xiàn)較明顯的區(qū)域，利用鉆屑法進行檢驗，如果煤粉超標(biāo)或?qū)绗F(xiàn)異常動力現(xiàn)象，說明該區(qū)域具有發(fā)半沖擊地壓的危險,應(yīng)采用大直徑鉆孔進行卸壓。根據(jù)“應(yīng)力三向化轉(zhuǎn)移”原理，施T大直徑鉆孔會引起巷道深部圍巖(鉆孔遠端附近圍巖)發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞，形成一個弱化帶，引起巷道周邊

7、圍巖內(nèi)的高應(yīng)力向深部轉(zhuǎn)移，從而使巷道周邊附近圍巖處于低應(yīng)力區(qū)，當(dāng)發(fā)生沖擊時，一方面大直徑鉆孔的空間能夠吸收沖出的煤粉，防止煤體沖出，另一方面卸壓區(qū)內(nèi)頂?shù)装宓拈]合產(chǎn)生“楔形”阻力帶，也能夠防止煤體沖出而發(fā)生災(zāi)害。1.4巷道防護(1)工作面加大兩巷超前支護范圍不小于50米，超前支柱必須采取連鎖固定措施，支護初撐力不小于90KNo(2)距工作面上下出口150m范圍內(nèi)禁止存放閑置鋼性物料，雜物必須清理干凈，不準(zhǔn)存放閑置材料，保持退路暢通；此范圍內(nèi)嚴(yán)禁使用金屬管，必須使用鎧裝通訊電纜，所有支護錨桿采取了防崩措施，正在使用的物料、設(shè)備使用