冲击地压简介

冲击地压简介

冲击地压又称岩爆，是指井巷或工作面周围岩体，由于弹性变形能的瞬时释放而产生突然剧烈破坏的动力现象，常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象。它具有很大的破坏性，是煤矿重大灾害之一。

1992年以前，我国有50余个煤矿发生了冲击地压。比较突出的有北京矿务局门头沟煤矿、抚顺矿务局龙风煤矿、枣庄矿务局陶庄煤矿、大同矿务局忻州窑煤矿、四川省天池煤矿和新汶矿务局华丰煤矿等。2008年6月5日15时57分，河南省渑池县果园乡附近发生3.5级地震，3分钟后，义煤集团公司千秋煤矿突发冲击地压，造成750米——850米处巷道瞬间被毁，正在该段修理巷道的20名矿工被困井下。冲击地压发生后，义煤集团公司迅速成立了抢险救灾领导小组，紧急启动应急救援预案，实施抢险救援。截至6月6日4时，20名被困矿工中，9人死亡，11人获救。获救矿工正在医院接受治疗，没有生命危险。

世界上几乎所有国家都不同程度地受到冲击地压的威胁。1783年英国在世界上首先报导了煤矿中所发生的冲击地压现象。以后在前苏联、南非、德国、美国、加拿大、印度、英国等几十个国家和地区，冲击地压现象时有发生。

在我国，冲击地压最早于1933年发生在抚顺胜利煤矿。以后，随着开采深度的增加和开采范围的不断扩大，北京、抚顺、枣庄、开滦、大同、北票、南桐等矿区的许多矿井，都先后有冲击地压现象发生。随着开采深度的不断增加，冲击地压的危害将更加突出。

我国煤矿冲击地压特征

1、突发性。发生前一般无明显前兆，冲击过程短暂，持续时间为几秒到几十秒。

2、一般表现为煤爆(煤壁爆裂、小块抛射)。浅部冲击(发生在煤壁2m～6m范围内，破坏性大)和深部冲击(发生在煤体深处，声如闷雷，破坏程度不同)。最常见的是煤层冲击，也有顶板冲击和底板冲击，少数矿井发生了岩爆。在煤层冲击中，多数表现为煤块抛出，少数为数十平方米煤体整体移动，并伴有巨大声响、岩体震动和冲击波。

3、具有破坏性。往往造成煤壁片帮、顶板下沉、底鼓、支架折损、巷道堵塞、人员伤亡。

4、具有复杂性。在自然地质条件上，除褐煤以外的各煤种，采深从200m～1000m，地质构造从简单到复杂，煤层厚度从薄层到特厚层，倾角从水平到急斜，顶板包括砂岩、灰岩、油母页岩等，都发生过冲击地压；在采煤方法和采煤工艺等技术条件方面，不论水采、炮采、普采或是综采，采空区处理采用全部垮落法或是水力充填法，是长

壁、短壁、房柱式开采或是柱式开采，都发生过冲击地压。只是无煤柱长壁开采法冲击次数较少。

冲击地压的分类

冲击地压可根据应力状态、显现强度和发生的不同地点和位置进行分类。

1、根据原岩(煤)体的应力状态分类

(1)重力应力型冲击地压。主要受重力作用，没有或只有极小构造应力影响的条件下引起的冲击地压。如枣庄、抚顺、开滦等矿区发生的冲击地压。

(2)构造应力型冲击地压。主要受构造应力(构造应力远远超过岩层自重应力)的作用引起的冲击地压，如北票矿务局和天池煤矿发生的冲击地压。

(3)中间型或重力～构造型冲击地压。主要受重力和构造应力的共同作用引起的冲击地压。

2、根据冲击的显现强度分类

(1)弹射。一些单个碎块从处于高应力状态下的煤或岩体上射落，并伴有强烈声响，属于微冲击现象。

(2)矿震。它是煤、岩内部的冲击地压，即深部的煤或岩体发生破坏，煤、岩并不向已采空间抛出，只有片带或塌落现象，但煤或岩体产生明显震动，伴有巨大声响，有时产生煤尘。较弱的矿震称为微震，也称为煤炮。

(3)弱冲击。煤或岩石向已采空间抛出，但破坏性不很大，对支架、机器和设备基本上没有损坏；围岩产生震动，一般震级在2.2级以下，伴有很大声响；产生煤尘，在瓦斯煤层中可能有大量瓦斯涌出。

(4)强冲击。部分煤或岩石急剧破碎，大量向已采空间抛出，出现支架折损、设备移动和围岩震动，震级在2.3级以上，伴有巨大声响，形成大量煤尘和产生冲击波。

3、根据震级强度和抛出的煤量分类

(1)轻微冲击：抛出煤量在10t以下，震级在1级以下的冲击地压。

(2)中等冲击：抛出煤量在10t～50t以下，震级在1级～2级的冲击地压。

(3)强烈冲击：抛出煤量在50t以上，震级在2级以上的冲击地压。

一般面波震级Ms=1时，矿区附近部分居民有震感；Ms=2时，对井上下有不同程度的破坏；Ms>2时，地面建筑物将出现明显裂缝破坏。

4、根据发生的地点和位置分类

(1)煤体冲击。发生在煤体内，根据冲击深度和强度又分为表面、浅部和深部冲击。

(2)围岩冲击。发生在顶底板岩层内，根据位置有顶板冲击和底板冲击。

冲击地压成因的机理

对冲击地压成因和机理的解释主要有强度理论、能量理论、冲击倾向理论和失稳理论。

1、强度理论

该理论认为，冲击地压发生的条件是矿山压力大于煤体——围岩力学系统的综合强度。

其机理为：较坚硬的顶底板可将煤体夹紧，阻碍了深部煤体自身或煤体——围岩交界处的变形(见图1)。由于平行于层面的摩擦阻力和侧向阻力阻碍了煤体沿层面的

移动，使煤体更加压实，承受更高的压力，积蓄较多的弹性能。从极限平衡和弹性能释放的意义上来看，夹持起了闭锁作用。在煤体夹持带内，压力高、并储存有相当高的弹性能，高压带和弹性能积聚区可位于煤壁附近。一旦高应力突然加大或系统阻力突然减小时，煤体可产生突然破坏和运动，抛向已采空间，形成冲击地压。

2、能量理论

该理论认为：当矿体与围岩系统的力学平衡状态破坏后所释放的能量大于其破坏所消耗能量时，就会发生冲击地压。刚性理论也是一种能量理论，它认为发生冲击地压的条件是：矿山结构（矿体）的刚度大于矿山负荷系(围岩)的刚度，即系统内所储存的能量大于消耗于破坏和运动的能量时，将发生冲击地压。但这种理论并未得到充分证实，即在围岩刚度大于煤体刚度的条件下也发生了冲击地压。

3、冲击倾向理论

该理论认为：发生冲击地压的条件是煤体的冲击倾向度大于实验所确定的极限值。可利用一些试验或实测指标对发生冲击矿压可能程度进行估计或预测，这种指标的量度称为冲击倾向度。其条件是：介质实际的冲击倾向度大于规定的极限值。

这些指标主要有：弹性变形指数、有效冲击能指数、极限刚度比、破坏速度指数等。

上述三种理论提出了发生冲击地压的三个准则，即强度准则、能量准则和冲击倾向度准则。其中强度准则是煤体破坏准则，能量准则和冲击倾向度准则是突然破坏准则。三个准则同时成立，才是产生冲击地压的充分必要条件。

4、失稳理论

近年我国一些学者认为：根据岩石全应力——应变曲线，在上凸硬化阶段，煤、岩抗变形(包括裂纹和裂缝)的能力是增大的，介质是稳定的；在下凹软化阶段，由于

外载超过其峰值强度，裂纹迅速传播和扩展，发生微裂纹密集而连通的现象，使其抗变形能力降低，介质是非稳定的。在非稳定的平衡状态中，一旦遇有外界微小扰动，则有可能失稳，从而在瞬间释放大量能量，发生急剧、猛烈的破坏，即冲击地压。由此，介质的强度和稳定性是发生冲击的重要条件之一。虽然有时外载未达到峰值强度，但由于煤岩的蠕变性质，在长期作用下其变形会随时间而增大，进入软化阶段。这种

静疲劳现象，可以使介质处于不稳定状态。在失稳过程中系统所释放的能量可使煤岩从静态变为动态过程，即发生急剧、猛烈的破坏。

冲击地压的影响因素

1、地质因素

主要包括开采深度、地质构造、煤岩结构和力学特性等。

开采深度的加大使地应力值增加。一般在达到一定开采深度后才开始发生冲击地压，此深度称为冲击地压临界深度。临界深度值随条件不同而异，一般大于200 m，总的趋势是随采深增加，冲击危险性增加。这主要是由于随采深增加，原岩应力增大的缘故。

地质构造如褶曲、断裂、煤层倾角及厚度突然变化等也影响冲击地压的发生。宽缓向斜轴部易于形成冲击地压；断裂如是一个开采边界，若回采方向朝向断层面，则冲击危险增加；煤层倾角和厚度局部突然变化地带，实际是局部地质构造应力积聚地带，因而极易发生冲击地压。

煤岩结构及性能也是冲击地压影响的主要因素。坚硬、厚层、整体性强的顶板(老顶)，易形成冲击地压；直接顶厚度适中、与老顶组合性好、不易冒落，冲击危险较大；煤的强度高、弹性模量大、含水量低、变质程度高、暗煤比例大，一般冲击倾向较强。

2、开采技术因素

开采多煤层时，任何造成应力集中的因素，如开采程序不合理、本层回采不干净、相邻两层开采错距不合适等，均对防治冲击地压不利。从防治冲击地压的角度而言，璧式开采优于柱式开采，旱采优于水采，直线工作面优于曲线工作面，冒落法优于充填法。煤柱和开采边界是最主要的应力集中因素，应尽量避免和减少这些因素的有害影响。

国内外大量实践表明，冲击地压往往伴随着井下生产过程的某些工序(如爆破、冒顶、采煤等)而发生，这些因素称为诱导因素。诱导因素本身的能量可能很小，但其诱发冲击地压而释放的能量及其破坏性却很大。因而，诱导因素也是发生冲击地压的一个不可忽视的因素。

冲击地压的预报

（一）WET法

该方法是波兰采矿研究总院提出的，用于测定煤层冲击倾向。WET为弹性能与永久变形消耗能之比。波兰采矿研究总院规定：WET>5为强冲击倾向；2

为弱冲击倾向；WET<2为无冲击倾向。该方法虽存在一些不足之处，但基本适于我国情况，可作为煤层冲击倾向鉴定指标之一。

（二）弹性变形法

它是前苏联矿山测量研究院提出的用于测定冲击地压的方法。即在载荷不小于强度极限80％的条件下，用反复加载和卸载循环得到的弹性变形量与总变形量之比(K)，作为衡量冲击倾向度的指标。当K≥0.7时，有发生冲击地压的危险。

(三) 煤岩强度和弹性系数法

该方法是用煤岩的单向抗压强度或弹性模量的绝对值，作为衡量冲击倾向度的指标。这种方法较为简单，经常用作辅助指标。其指标的界限值必须根据各矿井的试样进行试验确定。

我国《煤矿安全规程》中规定：“开采冲击地压煤层时，冲击危险程度和采取措

施后的实际效率，可采用钻粉率指标法、地音法、微震法等方法确定”。

1、钻粉率指标法

钻粉率指标法又称为钻粉率指数法或钻孔检验法。它是用小直径(42mm～45mm)钻孔，根据打钻不同深度时排出的钻屑量及其变化规律来判断岩体内应力集中情况，鉴别发生冲击地压的倾向和位置。在钻进过程中，在规定的防范深度范围内，出现危险煤粉量测值或钻杆被卡死的现象，则认为具有冲击危险，应采取相应的解危措施。

2、地音、微震监测法

岩石在压力作用下发生变形和开裂破坏过程中，必然以脉冲形式释放弹性能，产生应力波或声发射现象。这种声发射亦称为地音。显然，声发射信号的强弱反映了煤岩体破坏时的能量释放过程。由此可知，地音监测法的原理是，用微震仪或拾震器连续或间断地监测岩体的地音现象。根据测得的地音波或微震波的变化规律与正常波的对比，判断煤层或岩体发生冲击倾向度。

[例5—1]山东肥城矿务局陶庄煤矿用微震仪研究了发生冲击矿压的规律，结论为：微震由小而大，间有大小起伏，次数和声响频繁；在一组密集的微震之后变得平静，是产生冲击矿压的前兆现象；稀疏和分散的微震是正常应力释放现象，无冲击危险。

根据震相曲线和地震学的知识，则可以计算出发生冲击地压的震源位置。由于各种煤岩体的地音和微震特性不同，并且又具有不均质性和各向异性等特点，其传播速度有很大差异。此外，各处的地质和开采条件也不相同，矿井下又常有强烈的环境噪音干扰，地音或微震信号在煤岩体中产生和传播情况将是很复杂的，可能产生多次的反射、折射和绕射，还可能发生波型变换等现象。因而在使用中应注意与其他预测方法综合使用，特别是与钻屑法综合使用，以保证预测的准确性。

（四）工程地震探测法

用人工方法造成地震，探测这种地震波的传插速度，编制出波速与时间的关系图，波速增大段表示有较大的应力作用，结合地质和开采技术条件分析、判断发生冲击地压的倾向度。

（五）综合测定法

为了能够更准确地判断出发生冲击地压的地点和时间，可同时采用上述两种以上的方法，根据多因素的变化，综合加以确定。国内外常使用的是钻屑法、地音监测法、地质及开采技术条件分析的综合方法。

我国煤矿冲击地压监测预警技术的现状与展望_鞠文君

综述 我国煤矿冲击地压监测预警技术的现状与展望 鞠文君，潘俊锋 （天地科技股份有限公司开采设计事业部，北京100013） ［摘要］总结分析了我国冲击地压监测预警的主要方法和技术特点，提出了冲击地压矿井的 4种主要监测预警模式，指出了目前我国冲击地压矿井的监测预警模式在监测理论、方案设计、监测目标、设备搭配等方面存在的问题，提出了我国冲击地压监测预警技术的发展趋势：预警模式设计分源、空间层次化；监测点布置信息动态反馈调整；监测设计实施精细化、精度化；预警结果综合权重分析。 ［关键词］ 冲击地压；监测预警；冲击启动理论；分源；权重；信息动态反馈 ［中图分类号］TD324 ［文献标识码］A ［文章编号］1006-6225（2012）06-0001-05Status and Prospect of Rock-burst Monitoring and Alarm Technology in Chinese Coal Mine JU Wen-jun ，PAN Jun-feng （Coal Mining ＆Designing Department ，Tiandi Science ＆Technology Co.，Ltd.，Beijing 100013，China ） Abstract ：By concluding main methods and technical characteristics of rock-burst monitoring and alarm in China ，this paper put for-ward 4main monitoring and alarm modes ，and indicated current problems in monitoring theory ，projection design ，monitoring goal and equipment collocation ，etc.Development tendency of rock －burst monitoring and alarm technology was present including different-source and space-layering alarm ，monitoring layout information dynamic feedback and adjustment ，précised alarm and comprehensive weight analysis of alarm result. Key words ：rock-burst ；monitoring and alarm ；rock-burst start theory ；different-source ；weight ；information dynamic ［收稿日期］2012－11－01 ［基金项目］国家自然科学基金项目（51204097）；国家重点基础研究发展计划（973）项目（2010CB226806） ［作者简介］鞠文君(1965－)，男，内蒙古赤峰人，博士，研究员，博士生导师，天地科技股份有限公司开采设计事业部副总经理，主要 从事巷道支护技术及工程监测技术的研究。 冲击地压是指矿山井巷或采场周围煤岩体，由于弹性变形能的瞬间释放而产生的以突然、急剧、猛烈的破坏为特征的动力现象 ［1］ 。对于煤矿企业 来说，如何预测冲击地压的发生；在什么时候、什么位置去进行解危或诱导；不得已的情况下怎样合理避灾，是冲击地压防治必须面对的问题。因而，探索冲击地压前兆信息，辨识冲击地压危险源分布特征，以及在此基础上探索冲击地压监测预警技术是冲击地压研究的重要内容。 国内外学者针对冲击地压前兆信息探测开展了许多研究 ［1－6］ ，取得了一系列重要理论成果。近年 来，在冲击地压监测手段上也有长足进展，一些高技术含量的监测设备被引入到冲击地压的监测预警中来。但由于冲击地压发生条件复杂，预警模式多样，监测设备繁多，使得煤矿企业在冲击地压防治工作中眼花缭乱，无所适从。 本文分析了我国煤矿冲击地压监测预警的主要方法和模式，指出了冲击地压的监测预警发展趋势， 以期对冲击地压监测预警和防治工作有所帮助。1煤矿冲击地压主要监测预警方法 冲击地压监测预警方法复杂多样，并不断推陈 出新，根据监测目标与原理可将其分为2类：岩石力学方法和地球物理方法。1.1 岩石力学方法 岩石力学方法主要以监测冲击地压发生前围岩变形、离层、应力变化、动力现象等特征为主，属于直观接触式监测方法，主要包括煤粉钻屑法、钻孔应力计法、支架载荷法、围岩变形测量法等。 (1)煤粉钻屑法 由德国首先提出，目前在 国际上已被广泛应用，是我国冲击地压前兆探测最基本的一种监测手段。我国《冲击地压煤层安全开采暂行规定》和《煤矿安全规程》都将钻屑法作为确定冲击危险程度和采取措施后的效果检验方法。该方法简单，便于实施，能直接反映煤体压力大小，并且通过不同深度的取屑，可以测量煤体不同深度的压力状态，实现“线”监测。缺点是：探测范围小，打钻工程量大，钻机布置受巷道断 1 第17卷第6期（总第109期） 2012年12月煤矿开采Coal mining Technology Vo1.17No.6（Series No.109） December 2012

防治煤矿冲击地压细则

编号：SM-ZD-99392 防治煤矿冲击地压细则Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly. 编制：____________________ 审核：____________________ 批准：____________________ 本文档下载后可任意修改

防治煤矿冲击地压细则 简介：该制度资料适用于公司或组织通过程序化、标准化的流程约定，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，从而协调行动，增强主动性，减少盲目性，使工作有条不紊地进行。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 第一章总则 第1条为了加强煤矿冲击地压的防治工作，有效预防冲击地压事故，保障煤矿职工生命安全，根据《安全生产法》、《矿山安全法》、《国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》、《煤矿安全规程》等法律、行政法规，制定《防治煤矿冲击地压细则》（以下简称《细则》）。 第2条煤矿企业（矿井）和相关单位的冲击地压防治工作，适用本细则。 第3条煤矿企业、矿井的主要负责人（含法定代表人、实际控制人）是冲击地压防治工作的第一责任人，对冲击地压防治管理工作全面负责；总工程师是冲击地压防治工作的技术负责人，对冲击地压防治技术管理工作负责。 第4条冲击地压防治费用必须列入企业（矿井）年度安全费用计划，保证满足防冲工作需要。

防治煤矿冲击地压详细介绍

防治煤矿冲击地压细则 第一章总则 第一条为了加强煤矿冲击地压防治工作，有效预防冲击地压事故，保障煤矿职工安全，根据《中华人民共和国安全生产法》《中华人民共和国矿山安全法》《国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》《煤矿安全规程》等法律、法规、规章和规范性文件的规定，制定《防治煤矿冲击地压细则》（以下简称《细则》）。 第二条煤矿企业（煤矿）和相关单位的冲击地压防治工作，适用本细则。 第三条煤矿企业(煤矿)的主要负责人（法定代表人、实际控制人）是冲击地压防治的第一责任人，对防治工作全面负责；其他负责人对分管范围内冲击地压防治工作负责；煤矿企业(煤矿)总工程师是冲击地压防治的技术负责人，对防治技术工作负责。 第四条冲击地压防治费用必须列入煤矿企业（煤矿）年度安全费用计划，满足冲击地压防治工作需要。 第五条冲击地压矿井必须编制冲击地压事故应急预案，且每年至少组织一次应急预案演练。 第六条冲击地压矿井必须建立冲击地压防治安全技术管理制度、防治岗位安全责任制度、防治培训制度、事故报告制度等工作规范。 第七条鼓励煤矿企业(煤矿)和科研单位开展冲击地压防治研究与科技攻关，研发、推广使用新技术、新工艺、新材料、新装备，提高冲击地压防治水平。 第二章一般规定 第八条冲击地压是指煤矿井巷或工作面周围煤（岩）体由于弹性变形能的瞬时释放而产生的突然、剧烈破坏的动力现象，常伴有煤（岩）体瞬间位移、抛出、巨响及气浪等。 冲击地压可按照煤（岩）体弹性能释放的主体、载荷类型等进行分类，对不同的冲击地压类型采取针对性的防治措施，实现分类防治。 第九条在矿井井田范围内发生过冲击地压现象的煤层，或者经鉴定煤层(或者其顶底板岩层)具有冲击倾向性且评价具有冲击危险性的煤层为冲击地压煤层。有冲击地压煤层的矿井为冲击地压矿井。 第十条有下列情况之一的，应当进行煤层（岩层）冲击倾向性鉴定： （一）有强烈震动、瞬间底(帮)鼓、煤岩弹射等动力现象的。 （二）埋深超过400米的煤层，且煤层上方100米范围内存在单层厚度超过10米、单轴抗

冲击地压简介

冲击地压简介 冲击地压又称岩爆，是指井巷或工作面周围岩体，由于弹性变形能的瞬时释放而产生突然剧烈破坏的动力现象，常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象。它具有很大的破坏性，是煤矿重大灾害之一。 1992年以前，我国有50余个煤矿发生了冲击地压。比较突出的有北京矿务局门头沟煤矿、抚顺矿务局龙风煤矿、枣庄矿务局陶庄煤矿、大同矿务局忻州窑煤矿、四川省天池煤矿和新汶矿务局华丰煤矿等。2008年6月5日15时57分，河南省渑池县果园乡附近发生3.5级地震，3分钟后，义煤集团公司千秋煤矿突发冲击地压，造成750米——850米处巷道瞬间被毁，正在该段修理巷道的20名矿工被困井下。冲击地压发生后，义煤集团公司迅速成立了抢险救灾领导小组，紧急启动应急救援预案，实施抢险救援。截至6月6日4时，20名被困矿工中，9人死亡，11人获救。获救矿工正在医院接受治疗，没有生命危险。 世界上几乎所有国家都不同程度地受到冲击地压的威胁。1783年英国在世界上首先报导了煤矿中所发生的冲击地压现象。以后在前苏联、南非、德国、美国、加拿大、印度、英国等几十个国家和地区，冲击地压现象时有发生。 在我国，冲击地压最早于1933年发生在抚顺胜利煤矿。以后，随着开采深度的增加和开采范围的不断扩大，北京、抚顺、枣庄、开滦、大同、北票、南桐等矿区的许多矿井，都先后有冲击地压现象发生。随着开采深度的不断增加，冲击地压的危害将更加突出。 我国煤矿冲击地压特征 1、突发性。发生前一般无明显前兆，冲击过程短暂，持续时间为几秒到几十秒。 2、一般表现为煤爆(煤壁爆裂、小块抛射)。浅部冲击(发生在煤壁2m～6m范围内，破坏性大)和深部冲击(发生在煤体深处，声如闷雷，破坏程度不同)。最常见的是煤层冲击，也有顶板冲击和底板冲击，少数矿井发生了岩爆。在煤层冲击中，多数表现为煤块抛出，少数为数十平方米煤体整体移动，并伴有巨大声响、岩体震动和冲击波。 3、具有破坏性。往往造成煤壁片帮、顶板下沉、底鼓、支架折损、巷道堵塞、人员伤亡。 4、具有复杂性。在自然地质条件上，除褐煤以外的各煤种，采深从200m～1000m，地质构造从简单到复杂，煤层厚度从薄层到特厚层，倾角从水平到急斜，顶板包括砂岩、灰岩、油母页岩等，都发生过冲击地压；在采煤方法和采煤工艺等技术条件方面，不论水采、炮采、普采或是综采，采空区处理采用全部垮落法或是水力充填法，是长

义马煤田冲击地压现状与研究

第一章冲击地压概述 煤矿煤岩动力灾害主要包括冲击地压和有瓦斯气体参与的煤与瓦斯突出，本次课程我们主要介绍冲击地压的基本知识、发生的原因、机理、影响因素以及冲击地压危险的预测预报技术、冲击地压危险的治理措施等方面的实用技术。 第一节冲击地压动力灾害 冲击地压以其突然、急剧、猛烈的破坏特征对煤矿、金属矿井、隧道等的安全轻则构成严重威胁，重则造成巨大的经济损失和人员伤亡。随着井工矿井开采深度的增加，煤岩动力灾害－冲击地压的危险也在逐步增加。原来没有发生过冲击地压的矿井，现在也开始发生，原来发生过冲击地压的矿井，现在冲击发生的强度越来越大，发生的次数越来越多。 目前，我国有近50对矿井累计发生过4000多次冲击地压，造成数以百计的人员伤亡，巷道破坏达30多公里。 冲击地压作为采矿诱发的地震，与地震相比，虽然震级不大，但由于其震中距地表近，属浅表层地震，其危害性非常严重。图1—1为按里氏震级划分的德国、向非、波兰等国以及我同矿区、三河尖煤矿、华丰煤矿等发生冲击地压的最大强度。 第二节义马煤田冲击地压概况 1、生产地质情况 义煤集团公司冲击地压主要发生在中部义马煤田。义马煤田分布有5对生产矿井，即：常村、跃进、千秋、耿村、村煤矿。目前矿井采深分别是：常村矿600-800m,跃进矿650-1060m, 千秋矿750-980m,耿村矿500-650m,村矿400-600m。 义马煤田含煤地层为侏罗系，开采煤层为中侏罗统义马组，煤田基本构造形态为一简单的单斜构造。地层产状平缓，走向近东西，倾向南，自下而上分别是2-3煤、2-2煤、2-1煤、1-2煤和1-1煤，煤层倾角8～25°大部分区域在10°左右，现主采2-1煤和2-3煤。煤层赋存比较稳定，开采条件较好，煤层直接顶

冲击地压事故

11月3日19时45分左右,河南义马煤业集团股份有限公司千秋煤矿发生一起冲击地压事故,已经造成4人遇难,57人被困。据义煤集团专家指出,冲击地压是一种自然灾害,易引发矿难。 据了解,冲击地压是煤矿开采过程中,井巷和采场周围煤、岩体在一定高应力条件下释放变形能,而产生的煤岩体突然破坏、垮落或抛出现象,并伴有巨大声响和岩体震动,经常造成支架折损、片帮冒顶、巷道堵塞、人员伤亡,对安全生产威胁巨大。 近十年来,随着我国煤矿开采深度不断增加,开采强度不断加大,冲击地压矿井分布越来越广,多次发生冲击地压事故并导致人员伤亡。据不完全统计,国有矿井有冲击地压纪录的矿井有150多处,随着开采向深部转移,冲击地压问题将更加严重、更加突出、更为普遍。 由于冲击地压问题极为复杂,国内外目前尚未建立比较符合实际的冲击地压发生及破坏过程的理论,因而冲击地压的预测、预报及防治并不完备。 据了解,千秋煤矿开采煤层具有强冲击倾向性,近年来一直采取综合防治措施进行治理。 什么是冲击地压事故？ 2011年11月04日15:17来源:大河网 移动用户发送HNZB到10658000，订阅河南手机报。早报+晚报，每天一角钱。 冲击地压，也称岩爆，它是一种岩体中聚积的弹性变形势能在一定条件下的突然猛烈释放，导致岩石爆裂并弹射出来的现象。 发生原因 发生条件：在硬脆岩体高地应力地区，硐室开挖过程中发生岩爆。 发生原因：围岩强度适应不了集中的过高应力而突发的失稳破坏。 防治措施：应力解除、注水软化和使用锚栓-钢丝网-混凝土防爆支护等。 岩爆是岩石工程中围岩体的突然破坏，并伴随着岩体中应变能的突然释放，是一种岩石破裂过程失稳现象。

冲击地压的分类研究

冲击地压的分类研究 辽宁工程技术大学工程力学研究所　邰英楼　王来贵　章梦涛 摘　要　文章在总结以往研究成果的基础上,根据岩石的力学特性、煤岩体的受力特点、赋存条件以及地质构造情况,对采掘诱发冲击地压进行分类,为防治技术提供了研究基础。 关键词　冲击地压　分类　灾害 如何对冲击地压分类,将直接影响着冲击地压的预测、预防和防治。不同的冲击地压,其诱发因素不同,科学地对冲击地压分类,就可根据不同的冲击地压类型,寻求不同的防治对策。 1　冲击地压的分类 从宏观角度看,传统上是根据煤(岩)体的受力来源进行冲击地压分类,即重力型和构造型冲击地压。重力型冲击地压是指采掘过程中,以重力为主要外力来源而诱发的冲击地压,其特点是随着采掘深度的加大,冲击地压发生的频度和发生的强度明显地增加。构造型冲击地压是指在构造应力的作用下,煤岩体发生的冲击地压,其特点是在地质构造明显的区域,构造应力越集中,发生冲击地压的可能性就越大,常发生在煤层分布不均匀、向、背斜的轴部、断层附近等。 对某一特定的冲击地压,根据煤岩体的受力状况及破坏特征,采掘诱发冲击地压一般可分为3类,即采掘诱发的煤(岩)体压应力型冲击地压、顶底板受拉应力型冲击地压及断层走滑受剪型冲击地压。 111　煤(岩)体压应力型冲击地压 采掘诱发煤(岩)体压应力型冲击地压是采掘中最常见的一种失稳破坏形式,约占总数的80%以上。发生时煤体大量抛出,并释放大量能量,导致煤体震动。其特点是煤(岩)体内仅承受压应力作用。煤体受压后,如果其承载能力随煤体变形的增加而增加,则系统是稳定的,就不会发生冲击地压;如果其承载能力随煤体变形的增加而迅速降低,系统是不稳定的,就可能发生冲击地压。112　顶底板受拉应力型冲击地压 顶底板承受拉应力型冲击地压是指当采矿进行一定程度后,具有坚硬的厚而完整的岩石顶底板大面积悬空而发生的顶底板突然断裂。顶底板冲击地压发生的受力特点是顶底板承受大于抗拉强度的拉应力区域,发生的位置特征是,一般发生在老塘中部或煤柱边缘附近,或沿原有断裂线、弱面继续开裂失稳扩展;后方的顶板断裂后或后方为落差比较大的断层,其发生的位置转向工作面的前方。顶板冲击地压发生的强度特征是,老顶厚度越大,完整性越好,发生的最高震级也越大。 113　断层走滑受剪型冲击地压 矿井中不连续面冲击地压主要是指层理、断层等不连续面间突然错动,猛烈释放能量的现象。其受力特点是断层承受较大的剪应力作用。由于不连续面涉及到整个井田,甚至有些断层延伸到井田之外,故不连续面冲击地压牵涉的范围大,释放的能量多、震级高。由于震源浅,震中区离工作面近,其

KJ21煤矿顶板与冲击地压监测系统简介

KJ21煤矿顶板与冲击地压监测系统简介 1 系统简介及监测目的 KJ21煤矿顶板与冲击地压监测系统主要用于实时、在线监测、超前支承压力、煤柱应力、锚杆（索）载荷、巷道变形量。长期进行矿压监测，还可以进一步揭示矿压显现规律，加强工作面管理。 KJ21煤矿顶板监测系统用于实时在线监测支架工作阻力，主要监测目的如下： （1）顶板来压及支架工况实时监测与预警 通过实时监测工作面支架工作阻力，对支架初撑力、末阻力、安全阀开启率、不保压率、不平衡率、来压步距进行实时预警，及时采取有效措施防止大倾角工作面支架发生倾倒和歪斜，减少顶板事故和顶板灾害。 （2）矿压显现规律研究 通过分析支架工作阻力与时间关系曲线，总结大倾角工作面上、中、下等不同位置的矿压显现规律，包括来压时间、来压步距以及来压强度，为预测、预报顶板来压及支架选型提供依据； （3）支架与地质条件适应性评价 分析支架工作阻力分布特征，研究围岩与支架的相互作用关系，评价支架与地质条件适应性，优化后续工作面支架支护强度； 2 系统配置 （1）为监测支架受力情况及顶板来压情况，在塔拉后煤矿工作面布置16台支架压力记录仪，监测数据通过信号转换器接入以太环网交换机，共使用3台矿用隔爆兼本安电源进行供电。详细设备清单如表1所示。

表1 KJ21煤矿顶板与冲击地压监测系统设备清单 3 仪器使用环境条件 （1）环境温度：0～+40℃； （2）平均相对湿度：不大于98%（25℃）； （3）大气压力：80～110KPa； （4）场所：有甲烷、煤气等爆炸性混合物，有污水及其它液体浸入的场合； 4 系统技术指标 （1）该系统支持多个子系统和多元矿压参数监测，系统支持最多达16个独立采区（测区）的矿压监测，每个测区检测内容包括：综采工作阻力、围岩应力、锚杆支护应力、巷道变形监测多元参数监测。 （2）系统每台本安型电源负载的传感器测点不少于20个； （3）系统所有硬件设备需取得防爆认证、煤矿安全标志和检验合格证书。 （4）传输方式：主从、异步、半双工、uCAN； （5）系统巡检周期：≤10s （6）系统通讯速率：1200bps（可调） （7）量程： 支架压力记录仪：0～60MPa；

论冲击地压与工作面采高、推进度的关系

摘要：本文从工程角度分析了工作面开采，冲击地压危险和采高、推进度之间关系，阐述了冲击地压煤层合理采高、合理推进度的必要性。 关键词：冲击地压；采高；推进度；关系 长期以来，具有冲击危险的煤层工作面如何确定采高和推进度一直困扰着煤矿现场安全管理和技术人员，那么工作面采高和推进度和冲击地压又有什么内在联系呢。 我们从工程角度和实例加以分析说明： 1 冲击地压与工作面采高的关系 1.1 采高与冒落带高度的关系 冒落带与采高的关系如下： 式中kp为碎胀系数一般取1.1～1.3，以峻德三水平北17层为例，顶板基本为砂岩厚层顶板，破断后块体性较好， kp取小值，采高3.5m，垮落带高度约为35m左右。由上式垮落带高度与采高成线性关系，若将采高调整为4.5m，则垮落带高度增大为45m左右，进入垮落带的岩层厚度及层数增加。 1.2 采高与超前支撑压力的关系 工作面超前支撑压力与采高的关系如下： 图1 工作面前方垂直应力分布与煤厚（采高）的关系 工作面超前支撑压力峰值距工作面煤壁的距离与采高成线性关系，采高越大，峰值应力距煤壁越远，且峰值应力大小有所减小，但当采高达到3m时，峰值应力较小幅度不大。峰值应力距煤壁越远，对于由工作面采动诱发的冲击地压防治有利，这对于煤厚小于2m的较薄煤层效果较为明显，对于厚煤层效果不突出。 以峻德煤矿三水平北17层三四区一段综采工作面为例，从工作面柱状图来看，距煤层上方10m处存在一层厚度20～40m不等的粉砂岩顶板，当局部厚度较厚不能充分垮落时，将导致采空区大面积悬顶，此时后部采空区产生的作用于阶段煤柱的侧向支撑压力以及作用于工作面前方煤体的超前支撑压力将增大，此种情形增大的超前支撑压力可能超过由于增加采高而降低的那部分支撑压力，从而使超前支撑压力较采高3.5m时更大。从这个角度来说，增加采高并不能体现其降低冲击危险的优越性。 1.3峻德矿北17层三四区一段综采工作面冲击地压类型及诱因 从已发生的几次冲击地压显现来看，冲击地压主要影响因素为坚硬厚层顶板、宽度变化的阶段弹性煤柱。坚硬顶板在上段采空区形成悬顶与阶段煤柱作用导致阶段煤柱高应力集中，同时较宽的阶段煤柱存在弹性核区，在受到本工作面超前支撑压力综合作用下，应力集中程度更大。在初次来压、周期来压等顶底板突然卸载产生的强矿震作用下最终导致工作面超前20m附近发生冲击。 1.4 采高变化与矿井产量的关系 在每天相同进尺下，增大采高可增加工作面单产，可提高矿井生产效益。但增加采高同时增大了对围岩的扰动，对于冲击危险工作面，当冲击危险上升时，为了降低危险又必须减少进尺，进而降低参量，一增一减，并不一定能提高矿井生产效率。如果不减少进尺又将增大冲击危险，一旦冲击发生，又必将影响生产效率。 对于峻德矿三水平北17层，煤层较厚，综一面回采的是顶分层，其下分层工作面为放顶煤工作面。放顶煤工作面对煤厚及煤厚变化具有较好的适应性，因此可将本工作面增加采高那部分煤量留在下分层放采。 2 冲击地压与工作面推进度的关系 2.1工作面推进速度与工作面冲击危险状态分析 按照采场顶板控制的原理，快速推进可以减少垮落带高度，从而小幅度降低支架承受的

矿井防冲设计(冲击地压防治)

常村煤矿 矿井（采区）防冲设计 河南省煤矿冲击地压防治工程技术研究中心 2018年5月 1

目录 第一章矿井（采区）概况 (2) 第一节矿井（采区）简介 (2) 第二节井田范围与四邻关系 (2) 第三节矿井地层条件 (2) 第四节煤层及顶底板 (3) 第五节矿井地质条件 (3) 第六节矿井水文地质 (4) 第七节矿井瓦斯、煤尘爆炸性、自燃倾向 (5) 第八节煤岩冲击倾向性鉴定情况 (5) 第九节矿井冲击地压情况 (5) 第十节开拓方式和采区划分 (6) 第十一节采区巷道布置 (6) 第十二节工作面开采顺序 (8) 第十三节采煤方法 (8) 第十四节矿井地质储量 (8) 第十五节支护形式 (8) 第二章常村煤矿冲击地压影响因素 (10) 第一节地质因素 (10) 第二节开采技术因素 (11) 第三章矿井（采区）冲击地压危险性预测方法 (12) 第一节矿井（21采区）划分 (12) 第二节矿井（采区）冲击地压危险性预测方法 (12) 第三节矿井（采区）冲击地压危险性评价结果 ............................................. 错误!未定义书签。第四章冲击地压监测预警方法.. (2) 第五章防冲措施及效果检验方法 (20) 第一节防冲措施 (20) 第二节防冲效果检验方法 (22) 第六章安全防护措施 (22) 第七章矿井防冲安全管理 (25) 第一节冲击地压防治设施及装备 (25) 第二节防冲机构 (25) 第三节防冲制度 (25) 第四节防冲培训 (26) 第五节防冲技术研究 (26) 第六节应急救援 (26)

第一章矿井（采区）概况 第一节矿井（采区）简介 河南大有能源股份有限公司常村煤矿，为省属国有企业，于1958年建矿，位于河南省义马市常村镇境内，涧河穿过矿区。历经三次技术改造，特别是1988年改扩建后，矿井设计生产能力为180万t/a，矿井1990年达产，2012年核定矿井生产能力为255万t/a，2016年核定矿井生产能力为220万t/a。目前，常村煤矿仅剩21采区可采，煤层仅剩2-3煤可采。该防冲设计同时适用矿井、采区、煤层防冲设计。 第二节井田范围与四邻关系 常村井田位于河南省义马市东南部，地理坐标为：东径111°53′0″～111°56′52″，北纬34°40′57″～34°43′2″。东部自上而下内煤层沉缺边界，一五盘区下上煤柱外摊200m为界，西至F8断层；浅部（北部）自西向东为小煤窑采空区、2-3煤层露头，F3断层上盘与2-3煤断煤交线、2-3煤层露头为界，深部（南部）自西向东内跃进矿与常村矿为边界、F16断层下盘与2-3煤断煤交线。 第三节矿井地层条件 常村井田地层由下向上依次为：三叠系上统潭庄组，侏罗系中统义马组、马凹组和上统，白垩系，第三系，第四系（图1-1）。各结构层厚度、岩性如下: 1、三叠系上统潭庄组：厚564～590m，主要由泥岩、细砂岩和粉砂岩组成。 2、侏罗系中统义马组：厚0～112.4m，平均厚98m，主要由砾岩、砂岩、泥岩和煤层组成。 3、侏罗系中统马凹组：一般厚度185m，主要由紫色泥岩、粉砂岩、灰绿色粉砂岩、细砂岩和杂色砾岩组成，在井田内有自西北向东南渐薄之趋势。 4、侏罗系上统：一般厚410m，主要由石灰岩、石英砂岩、石英砾岩、岩浆岩组成。 5、白垩系：厚0～269.98m，一般厚150m，主要由砂砾岩、杂色砾岩组成。 6、第三系：厚0～50.8m，井田内呈不规则分布，主要由肉红色、灰白色泥灰岩组成。 7、第四系：厚0～52m，主要由砂质粘土、含砾粘土、粘土砂砾层组成。 图1-1 煤岩层综合柱状图

煤厚变异区开采冲击地压发生的力学机制 (1)

一第41卷第7期煤一一炭一一学一一报 Vol.41一No.7一一2016年 7月 JOURNAL OF CHINA COAL SOCIETY July一 2016一 赵同彬,郭伟耀,谭云亮,等.煤厚变异区开采冲击地压发生的力学机制[J].煤炭学报,2016,41(7):1659-1666.doi:10.13225/https://www.doczj.com/doc/243280174.html,ki.jccs.2015.1475 Zhao Tongbin,Guo Weiyao,Tan Yunliang,et al.Mechanics mechanism of rock burst caused by mining in the variable region of coal thick-ness[J].Journal of China Coal Society,2016,41(7):1659-1666.doi:10.13225/https://www.doczj.com/doc/243280174.html,ki.jccs.2015.1475 煤厚变异区开采冲击地压发生的力学机制 赵同彬1,2,郭伟耀1,2,谭云亮1,2,张一泽1,2,程康康1,2 (1.山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地,山东青岛一266590;2.山东科技大学矿业与安全工程学院,山东青岛一266590) 摘一要:针对地质构造区域煤层开采容易发生冲击地压的情况,建立了煤岩组合体力学模型,研究了煤厚变化对超前支承压力分布特征和能量演化规律的影响,揭示了煤厚变异区煤层开采冲击地压发生的力学机制三研究表明:煤厚变薄区的原岩应力比变厚区大,煤厚减小率或岩煤弹性模量比越大,应力变化梯度越大;工作面由厚向薄回采,超前支承压力呈 双峰值 分布,而工作面由薄向厚回采,超前支承压力呈 单峰值 分布;冲击地压发生时,工作面由厚向薄回采,第2峰值应力区内形成高能区会阻碍能量向煤壁深部传递,产生的冲击能量将主要向巷道或工作面临空面释放,而工作面由薄向厚回采,冲击能量可向煤壁深部转移,冲击影响范围小三现场案例分析及工程实践表明,工作面由薄向厚回采更有利于防冲三关键词:冲击地压;煤厚变异;机制;能量传递 中图分类号:TD324．1一一一文献标志码:A一一一文章编号:0253-9993(2016)07-1659-08 收稿日期:2015-10-12一一修回日期:2016-02-28一一责任编辑:许书阁 一一基金项目:国家自然科学基金资助项目(51474136,51474137);泰山学者优势特色学科人才团队支持计划资助项目 一一作者简介:赵同彬(1975 ),男,黑龙江齐齐哈尔人,副教授,博士生导师三E -mail:ztbwh2001@https://www.doczj.com/doc/243280174.html,三通讯作者:郭伟耀(1990 ),男,山 西朔州人,博士研究生三E -mail:363216782@https://www.doczj.com/doc/243280174.html, Mechanics mechanism of rock burst caused by mining in the variable region of coal thickness ZHAO Tong-bin 1,2,GUO Wei-yao 1,2,TAN Yun-liang 1,2,ZHANG Ze 1,2,CHENG Kang-kang 1,2 (1.State Key Laboratory of Mining Disaster Prevention and Control Co-founded by Shandong Province and the Ministry of Science and Technology ,Shandong University of Science and Technology ,Qingdao 一266590,China ;2.School of Mining and Safety Engineering ,Shandong University of Science and Technology , Qingdao 一266590,China ) Abstract :Rock burst is prone to easily occur during mining in the geological structural area.Thus,the mechanical model of coal-rock combination is established,the influences of coal thickness variation on the distribution characteris-tics of abutment pressure and the evolution law of impact energy are studied,and the rock burst s mechanism of min- ing in the variable region of coal thickness is revealed.Results show that the in-situ stress in the thinning area is larger than that in the thickening area,and the stress gradient increases with the increase of coal thickness reduction rate or elastic modulus ratio between rock and coal.When mining from thick to thin seam,the abutment pressure shows a double peak distribution,but when mining from thin to thick seam,the abutment pressure shows a single peak distribution.When mining from thick to thin seam,the high-energy area formed by the second peak stress area will hin-der the energy from transmitting into the deep coal wall,which will cause the impact energy mainly release into road-ways or working faces,but when mining from thin to thick seam,the impact energy can transmit into the deep coal wall,and the disaster s influencing scope is small.Field case analysis and field application show that mining from thin