沖擊地壓(課件)

1、沖擊地壓防治培訓(xùn)課件2016年年6月月1 1、遼寧撫順老虎臺(tái)煤礦沖擊地壓事故、遼寧撫順老虎臺(tái)煤礦沖擊地壓事故 20012001年年1 1月月1212日日1515時(shí)時(shí)2020分，撫順市老虎臺(tái)礦因分，撫順市老虎臺(tái)礦因沖擊地壓引發(fā)沖擊地壓引發(fā)2.82.8級(jí)礦震，造成兩人死亡，級(jí)礦震，造成兩人死亡，2323人受傷；人受傷； 20032003年年5 5月月3 3日日2020時(shí)時(shí)3636分，撫順老虎臺(tái)煤礦因沖分，撫順老虎臺(tái)煤礦因沖擊地壓引發(fā)礦震，共造成擊地壓引發(fā)礦震，共造成1212名礦工傷亡，其中名礦工傷亡，其中2 2人當(dāng)場(chǎng)死亡，人當(dāng)場(chǎng)死亡，1 1人因經(jīng)搶救無(wú)效死亡；人因經(jīng)搶救無(wú)效死亡； 20092009

2、年年1212月月1111日日6 6時(shí)時(shí)3333分，撫礦集團(tuán)老虎臺(tái)煤分，撫礦集團(tuán)老虎臺(tái)煤礦礦-580-580水平發(fā)生水平發(fā)生2.32.3級(jí)礦震，造成級(jí)礦震，造成1 1人死亡。人死亡。煤礦沖擊地壓事故煤礦沖擊地壓事故老虎臺(tái)煤礦發(fā)生沖擊地壓前巷道情況老虎臺(tái)煤礦發(fā)生沖擊地壓前巷道情況煤礦沖擊地壓事故煤礦沖擊地壓事故老虎臺(tái)煤礦發(fā)生沖擊地壓后巷道情況老虎臺(tái)煤礦發(fā)生沖擊地壓后巷道情況煤礦沖擊地壓事故煤礦沖擊地壓事故2、新礦集團(tuán)華豐煤礦沖擊地壓事故新礦集團(tuán)華豐煤礦沖擊地壓事故 山東新汶礦業(yè)集團(tuán)華豐煤礦開采深度在達(dá)到山東新汶礦業(yè)集團(tuán)華豐煤礦開采深度在達(dá)到1000m1000m，發(fā)生震級(jí)在，發(fā)生震級(jí)在1.51.5級(jí)

3、以上沖擊地壓級(jí)以上沖擊地壓500500余余起，發(fā)生破壞性沖擊起，發(fā)生破壞性沖擊500500余次；余次； 共造成了共造成了4343人重傷，人重傷，9 9人死亡；人死亡； 破壞巷道破壞巷道20002000多米，摧毀巷道多米，摧毀巷道600600余米，破壞余米，破壞工作面工作面400400余米；余米； 嚴(yán)重?fù)p壞機(jī)電設(shè)備、設(shè)施等，直接經(jīng)濟(jì)損失近嚴(yán)重?fù)p壞機(jī)電設(shè)備、設(shè)施等，直接經(jīng)濟(jì)損失近億元。億元。 煤礦沖擊地壓事故煤礦沖擊地壓事故華豐煤礦沖擊地壓現(xiàn)場(chǎng)煤礦沖擊地壓事故煤礦沖擊地壓事故華豐煤礦沖擊地壓現(xiàn)場(chǎng)煤礦沖擊地壓事故煤礦沖擊地壓事故 3、阜新阜新“2.14”2.14”礦難簡(jiǎn)述礦難簡(jiǎn)述 20052005年

4、年2 2月月1414日日1515時(shí)，遼寧省阜新礦業(yè)（集團(tuán)）時(shí)，遼寧省阜新礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司孫家灣煤礦海州立井發(fā)生一起沖有限責(zé)任公司孫家灣煤礦海州立井發(fā)生一起沖擊地壓引發(fā)瓦斯爆炸的事故，共造成擊地壓引發(fā)瓦斯爆炸的事故，共造成214214人死人死亡，亡，3030人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失4968.94968.9萬(wàn)元。事萬(wàn)元。事故原因是沖擊地壓造成大量瓦斯異常涌出，致故原因是沖擊地壓造成大量瓦斯異常涌出，致使回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛冗_(dá)到爆炸界限；工人違章使回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛冗_(dá)到爆炸界限；工人違章帶電作業(yè)，產(chǎn)生電火花引起瓦斯爆炸。帶電作業(yè)，產(chǎn)生電火花引起瓦斯爆炸。煤礦沖擊地壓事故煤礦沖擊地壓

5、事故阜新“2.14”礦難現(xiàn)場(chǎng)煤礦沖擊地壓事故煤礦沖擊地壓事故 4、義馬千秋煤礦沖擊地壓事故義馬千秋煤礦沖擊地壓事故 簡(jiǎn)述：簡(jiǎn)述：20082008年年6 6月月5 5日日1616時(shí)，河南義煤集團(tuán)公司時(shí)，河南義煤集團(tuán)公司千秋煤礦突發(fā)沖擊地壓。千秋煤礦突發(fā)沖擊地壓。 事故造成事故造成2120121201回采工作面下巷道瞬間凸起；回采工作面下巷道瞬間凸起； 此次沖擊地壓受損巷道共計(jì)此次沖擊地壓受損巷道共計(jì)565565米；米； 近近400400米巷道閉合或半閉合，共造成米巷道閉合或半閉合，共造成1313人死亡，人死亡，1111人重傷。人重傷。煤礦沖擊地壓事故煤礦沖擊地壓事故義馬千秋煤礦沖擊地壓事故現(xiàn)場(chǎng)煤

6、礦沖擊地壓事故煤礦沖擊地壓事故5、古城煤礦“2.28”沖擊地壓事故一、礦井概況一、礦井概況 古城煤礦隸屬臨沂礦業(yè)集團(tuán)，于1996年5月1日開工建設(shè)，2001年1月1日投產(chǎn)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力90萬(wàn)噸/年， 2006年礦井核定生產(chǎn)能力為220萬(wàn)噸/年。采深已達(dá)1050m，局部達(dá)1100m。 礦井地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，截止目前已發(fā)現(xiàn)的斷層有324條，主采煤層為3煤，煤層傾角10-30，平均厚度8.51m，3煤層具有強(qiáng)沖擊傾向性。 礦井共分三個(gè)水平，第一生產(chǎn)水平為-505m水平，已回采完畢；目前生產(chǎn)水平為第二水平-850m水平；三水平-1030m水平正在開拓。礦井現(xiàn)有3個(gè)采煤工作面，10個(gè)掘進(jìn)工作面，采煤方法為綜

7、采放頂煤一次采全高，垮落法管理頂板，工作面采用長(zhǎng)壁式仰斜或俯斜開采。開拓巷道采用錨網(wǎng)索噴支護(hù)，回采巷道采用錨網(wǎng)索梯支護(hù)。煤礦沖擊地壓事故煤礦沖擊地壓事故5、古城煤礦“2.28”沖擊地壓事故 二、事故地點(diǎn)概況二、事故地點(diǎn)概況 沖擊地壓事故發(fā)生在2103工作面皮帶順槽，2103工作面南臨2102工作面采空區(qū)（2004年1月12月），條帶煤柱寬110m，北臨2105工作面采空區(qū)（2003年1月12月），煤柱寬度6m。 工作面煤層厚度8.5m，傾角415，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。2103工作面采深9001100m，采用綜采放頂煤回采工藝。 直接頂為1.9m的砂質(zhì)泥巖，老頂為10.3m中砂巖，底板為15m的砂泥巖。煤

8、礦沖擊地壓事故煤礦沖擊地壓事故古城煤礦2103皮帶順槽延長(zhǎng)段2.28礦震事故平面位置圖2105工作面2103工作面H=2.5H=250H=15555H=350H=4H=2.552H=2H=450F8-3 H=0125015河泗-850南翼軌道運(yùn)輸巷H=11.5m1182H=3.54H=1.5H=7 5688甲1730甲H=25 62H=01080H=025756H=835 =6270 可靠H=55 6270 H=3 50-840 南 翼 皮 帶 巷F9-1 H=0387F8 H=043 68H=3 66H=2 64H=3 52甲6甲甲H=2 4812,680,311,587,131,24310

9、638B20,35中線點(diǎn)254,294,656,5178,54=1030=63086,46-970.8145519176,19104,790,631261007檢查點(diǎn)檢查點(diǎn)0,762201軌道順槽切 眼1,563153150,70,790,9412610490,690,640,630,570,710,590,342103軌道順槽G320-1037.81,870,624G316-970.80,561272,089961,808177,6263331,621,3820,351,12S512484,6785,72302Q12Q24,0826,341,474,7101,9178,39126000,72

10、,30,81263721032103工作面沖擊地壓事故地點(diǎn)位置示意圖工作面沖擊地壓事故地點(diǎn)位置示意圖 2103工作面皮帶順槽延長(zhǎng)段位于2103皮帶順槽與泄水巷貫通處以下，目的是為了工作面加寬段的縮面時(shí)回撤工作面所用，避開沖擊地壓危險(xiǎn)區(qū)（采面擴(kuò)大處100m內(nèi)）。巷道設(shè)計(jì)長(zhǎng)度120m，沿3煤層底板掘進(jìn)，巷道斷面為直墻圓弧拱形，寬度4.8m，高度3.8m（拱高1.8m、墻高2.0m），采用錨網(wǎng)索梯支護(hù)。巷道采用炮掘，運(yùn)煤方式為裸體耙裝機(jī)跟40T溜子。截止2009年2月28日，順槽延長(zhǎng)段實(shí)際掘進(jìn)54 m。煤礦沖擊地壓事故煤礦沖擊地壓事故5、古城煤礦“2.28”沖擊地壓事故 三、事故發(fā)生經(jīng)過(guò)三、事故發(fā)生

11、經(jīng)過(guò) 2月27號(hào)夜班掘進(jìn)一工區(qū)二隊(duì)馬紀(jì)明班根據(jù)班前會(huì)工作安排，到2103皮帶順槽延長(zhǎng)段施工。 28日1時(shí)30分該掘進(jìn)迎頭放炮扒裝完畢后，準(zhǔn)備支護(hù)迎頭兩幫網(wǎng)。 在4時(shí)28分該區(qū)域發(fā)生沖擊地壓，造成迎頭后50余米及2103泄水巷、第四部皮帶聯(lián)絡(luò)巷、第五部皮帶巷頂板下沉、底板鼓起、兩幫移近，頂?shù)装遄畲笠平嚯x達(dá)3.3m。 該沖擊地壓事故傷及6人，其中1人死亡。微震監(jiān)測(cè)顯示達(dá)1.28107J礦震，摧垮巷道近260m。煤礦沖擊地壓事故煤礦沖擊地壓事故5、古城煤礦“2.28”沖擊地壓事故姓名姓名工齡工齡工種工種年齡年齡文化文化程度程度安全安全培訓(xùn)培訓(xùn)受傷受傷部位部位受傷受傷程度程度籍貫籍貫王廣進(jìn)王廣進(jìn)4

12、4掘進(jìn)工掘進(jìn)工2525技校技校已培訓(xùn)已培訓(xùn)胸部胸部死亡死亡山東鄒城市平陽(yáng)山東鄒城市平陽(yáng)寺鎮(zhèn)姚莊村寺鎮(zhèn)姚莊村 馬紀(jì)明馬紀(jì)明4 4掘進(jìn)工掘進(jìn)工4747初中初中已培訓(xùn)已培訓(xùn)肋骨肋骨輕傷輕傷山東平邑仲村山東平邑仲村鎮(zhèn)梅家溝村鎮(zhèn)梅家溝村 劉傳東劉傳東4 4掘進(jìn)工掘進(jìn)工4242初中初中已培訓(xùn)已培訓(xùn)右小腿右小腿輕傷輕傷山東平邑仲村山東平邑仲村鎮(zhèn)北仲三村鎮(zhèn)北仲三村 李李 全全4 4掘進(jìn)工掘進(jìn)工4343初中初中已培訓(xùn)已培訓(xùn)左小腿左小腿輕傷輕傷山東鄒城城田山東鄒城城田鎮(zhèn)下石河村鎮(zhèn)下石河村 高高 鵬鵬4 4掘進(jìn)工掘進(jìn)工2323初中初中已培訓(xùn)已培訓(xùn)頭部頭部輕傷輕傷棗莊市薛城區(qū)南棗莊市薛城區(qū)南石石鎮(zhèn)中香城村鎮(zhèn)中香城村

13、張立國(guó)張立國(guó)1919輸送機(jī)司輸送機(jī)司機(jī)機(jī)4444初中初中已培訓(xùn)已培訓(xùn)右手腕右手腕輕傷輕傷山東莒縣劉官莊山東莒縣劉官莊鎮(zhèn)李家泉頭村鎮(zhèn)李家泉頭村 煤礦沖擊地壓事故煤礦沖擊地壓事故5、古城煤礦“2.28”沖擊地壓事故 四、事故特征四、事故特征 1 1巷道變形情況巷道變形情況： 范圍：事故造成2103皮帶順槽延長(zhǎng)段、2103泄水巷、2103皮帶順槽共260余米巷道嚴(yán)重變形。 破壞程度：頂?shù)装逡平嚯x2.13.3m，巷道高度最小處不足0.5 m。煤礦沖擊地壓事故煤礦沖擊地壓事故5、古城煤礦“2.28”沖擊地壓事故 2.2.頂板支護(hù)破壞情況頂板支護(hù)破壞情況： 錨桿、錨索被拋出，金屬網(wǎng)被拉斷，導(dǎo)致頂板支護(hù)失

14、去作用。 皮帶順槽延長(zhǎng)段12棵懸浮式單體液壓支柱扭曲變形。 3.3.機(jī)電設(shè)備情況機(jī)電設(shè)備情況： 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備停運(yùn)，照明停電，通訊線路被破壞，損壞、埋壓風(fēng)筒123m ，局部40T刮板輸送機(jī)被掀起。煤礦沖擊地壓事故煤礦沖擊地壓事故5、古城煤礦“2.28”沖擊地壓事故 4.4.產(chǎn)生大量煤塵產(chǎn)生大量煤塵： 強(qiáng)大的沖擊波造成了大量煤塵飛揚(yáng) ，拋在支柱上的煤塵厚度達(dá)27mm。 5.5.強(qiáng)烈震動(dòng)強(qiáng)烈震動(dòng)： 事故發(fā)生時(shí)產(chǎn)生了強(qiáng)大的沖擊波，并伴有巨大聲響，地面礦區(qū)和附近村莊人員都有不同程度震感。 6.事前征兆： 事故發(fā)生前現(xiàn)場(chǎng)沒有發(fā)現(xiàn)明顯應(yīng)力變化的前兆信息，事故具有突發(fā)性、瞬時(shí)性、破壞性。 7.7.能量巨大能量巨大

15、： 該礦微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到，該區(qū)域發(fā)生能量為1.28107J的礦震，經(jīng)當(dāng)?shù)氐卣鹋_(tái)網(wǎng)測(cè)定，震級(jí)為里氏2.8級(jí)。煤礦沖擊地壓事故煤礦沖擊地壓事故5、古城煤礦“2.28”沖擊地壓事故 五、事故原因分析五、事故原因分析 1.煤層具有強(qiáng)沖擊傾向。 2.工作面煤層埋藏深度達(dá)1100m，地壓大，煤巖體中的應(yīng)力集中程度高，積聚的能量大。 3.覆巖中具有多層堅(jiān)硬、厚度大的砂巖，覆巖不能充分采動(dòng)，高位關(guān)鍵層懸空，使煤巖體中形成了高應(yīng)力。 4.2103工作面皮帶順槽延長(zhǎng)段位于支承壓力疊加集中區(qū)域，受2105工作面采空區(qū)、斷層影響，2103工作面回采擾動(dòng)。煤礦沖擊地壓事故煤礦沖擊地壓事故5、古城煤礦“2.28”沖擊地

16、壓事故六、事故教訓(xùn)六、事故教訓(xùn) 1.提高認(rèn)識(shí) 國(guó)務(wù)院特別規(guī)定將沖擊地壓作為煤礦十五項(xiàng)重大隱患之一，要求必須采取有效措施進(jìn)行治理，否則，不得生產(chǎn)。由于沖擊地壓事故的危害性和波及區(qū)域較大，一旦發(fā)生事故容易造成多人傷亡。因此，我們對(duì)于沖擊地壓應(yīng)給予足夠的重視，牢固樹立沖擊地壓可防可控思想，結(jié)合各自實(shí)際，提前采取有效解危措施，確保先安全，后生產(chǎn)，不安全，不生產(chǎn)。2.正確處理好安全與生產(chǎn)的關(guān)系 在無(wú)法回避的重點(diǎn)防沖區(qū)域要堅(jiān)決做到先治理后采掘、不解危不采掘、不安全不采掘。3.優(yōu)化開拓布局 合理選擇開采方法和巷道布置方式， 避免形成孤島采煤，開拓巷道、硐室盡量布置在巖層中，以此降低沖擊危險(xiǎn)，從源頭上避免形成

17、應(yīng)力集中區(qū)。嚴(yán)禁采掘相向作業(yè)。4.易發(fā)區(qū)域 采煤工作面兩順槽的防沖是安全管理的重點(diǎn)，在易發(fā)生沖擊地壓的超前支護(hù)段，需加強(qiáng)超前支護(hù)的強(qiáng)度。煤礦沖擊地壓事故煤礦沖擊地壓事故5、古城煤礦“2.28”沖擊地壓事故 七七. .防范措施防范措施 1.支護(hù)方面 采面超前支護(hù)段采用懸浮式單體支柱，進(jìn)一步增強(qiáng)支護(hù)強(qiáng)度。在工作面端頭及超前支護(hù)支柱加穿木鞋，對(duì)單體支柱及支架全部更換大流量安全閥（單體支柱的安全閥卸載流量由3L/min改為16L/min，支架立柱安全閥流量由100L/min改為200L/min）。 2.材料管理 工作面順槽的材料必須存放在距工作面150m以外，單體支柱、鉸接頂梁、支柱缸體等剛性材料必須

18、使用防沖材料框配合鋼絲繩將其綁扎固定在巷道的幫錨桿上，小型材料集中裝箱存放，并將箱子固定好，以防止發(fā)生沖擊地壓時(shí)彈起崩傷人員。 煤礦沖擊地壓事故煤礦沖擊地壓事故5、古城煤礦“2.28”沖擊地壓事故 3.固定串車 將串車的每輛車盤使用四條40T鏈子將串車固定在軌道上，另外在巷道內(nèi)側(cè)還必須用40T鏈子固定在巷道幫錨桿上。 4.防錨索盤脫落 對(duì)兩順槽距工作面煤壁150m范圍的錨索鋼絞線外露部分均勻劈開，使用10鐵絲綁扎在支護(hù)金屬網(wǎng)上，以防止在發(fā)生沖擊地壓時(shí)將錨索盤彈出傷人。 5.特殊保護(hù)措施 對(duì)重點(diǎn)崗位采取的特殊保護(hù)措施，如集控司機(jī)在集控室內(nèi)壁加海綿緩沖層等。煤礦沖擊地壓事故煤礦沖擊地壓事故5、古城

19、煤礦“2.28”沖擊地壓事故 6.加大煤層注水力度 通過(guò)注水改變煤的物理力學(xué)性質(zhì)，降低煤層應(yīng)力狀態(tài)和沖擊傾向。減少煤塵總量，降低回沖擊地壓引發(fā)煤塵爆炸幾率。 7.應(yīng)急預(yù)案 加強(qiáng)職工教育，增強(qiáng)防范意識(shí)，提前制定應(yīng)急預(yù)案，明確撤人條件。 存在以下安全生產(chǎn)隱患的，應(yīng)撤出人員，停止生產(chǎn)，排除隱患： 未配備專業(yè)人員并編制專門設(shè)計(jì)的。 未進(jìn)行沖擊地壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，未采取有效防治措施的。 未編制有針對(duì)性的應(yīng)急預(yù)案并傳達(dá)貫徹的。 雖然采取了防治措施，但未有效消除隱患的。煤礦沖擊地壓事故煤礦沖擊地壓事故1、什么是沖擊地壓？ 沖擊地壓亦稱“沖擊礦壓”，非煤礦山或其他巖土工程也稱為“巖爆”，是煤礦開采中典型的動(dòng)力災(zāi)害之

20、一。 這種動(dòng)力災(zāi)害通常是在煤巖力學(xué)系統(tǒng)達(dá)到強(qiáng)度極限時(shí)，聚積在煤巖體中的彈性能量以突然、急劇、猛烈的形式釋放，導(dǎo)致煤巖層瞬時(shí)破壞并伴隨有煤粉和巖石的沖擊，造成井巷、支架與設(shè)備的破壞以及人身傷亡事故。 沖擊地壓還可能引發(fā)其他礦井災(zāi)害，尤其是瓦斯、煤塵爆炸、火災(zāi)以及水災(zāi)，干擾通風(fēng)系統(tǒng)，強(qiáng)烈的沖擊地壓甚至?xí)斐傻孛娼ㄖ锏钠茐暮偷顾取_擊地壓基本概念沖擊地壓基本概念2、沖擊地壓特點(diǎn)沖擊地壓特點(diǎn)1.1.突發(fā)性突發(fā)性 沖擊地壓發(fā)生前一般沒有明顯的宏觀前兆，而是突然發(fā)生的，沖擊過(guò)程短暫，持續(xù)時(shí)間為幾秒到幾十秒。2.2.瞬時(shí)震動(dòng)性瞬時(shí)震動(dòng)性 沖擊地壓發(fā)生一般伴隨有強(qiáng)烈的震動(dòng)和聲響，最大震級(jí)可達(dá)M4.3級(jí)，地

21、面幾千米范圍有震感，震動(dòng)持續(xù)時(shí)間一般不超過(guò)幾十秒。3.3.類型多樣性類型多樣性 我國(guó)沖擊地壓以煤層沖擊最常見，也有頂板沖擊和底板沖擊。在煤層沖擊中，絕大多數(shù)表現(xiàn)為破碎煤從煤壁拋出，也有個(gè)別情況表現(xiàn)為數(shù)十平方米的煤體整體滑移。 4. 4. 巨大破壞性巨大破壞性 人員傷亡。 破壞生產(chǎn)。 地面房屋被震壞開裂，甚至發(fā)生倒塌。（沖擊礦壓的影響）沖擊地壓基本概念沖擊地壓基本概念3、沖擊地壓分類沖擊地壓分類 根據(jù)應(yīng)力狀態(tài)、顯現(xiàn)強(qiáng)度、發(fā)生位置的不同，沖擊地壓可分為以下幾類。 1.1.根據(jù)應(yīng)力狀態(tài)分類根據(jù)應(yīng)力狀態(tài)分類 根據(jù)原巖（煤）體應(yīng)力狀態(tài)不同，沖擊地壓可分為以下三類： 重力型沖擊地壓。主要受重力作用，沒有或

22、只有極小構(gòu)造應(yīng)力影響的條件下引起的沖擊地壓。 構(gòu)造應(yīng)力型沖擊地壓。若構(gòu)造應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)巖層自重應(yīng)力時(shí)，主要受構(gòu)造應(yīng)力的作用引起的沖擊地壓。 中間型或重力構(gòu)造型沖擊地壓。它是受重力和構(gòu)造應(yīng)力的共同作用引起的沖擊地壓。沖擊地壓基本概念沖擊地壓基本概念3、沖擊地壓分類沖擊地壓分類 2.2.根據(jù)顯現(xiàn)強(qiáng)度分類根據(jù)顯現(xiàn)強(qiáng)度分類 彈射。一些單個(gè)碎片從處于高應(yīng)力狀態(tài)下的煤或巖體上射落，并伴有劇烈聲響，屬于微沖擊現(xiàn)象。 礦震。它是煤、巖內(nèi)部的沖擊地壓，即深部的煤或巖體破壞。但煤、巖并不向已采空間拋出，只有片幫或塌落現(xiàn)象，但煤或巖體產(chǎn)生明顯震動(dòng)，伴有巨大聲響，有時(shí)產(chǎn)生煤塵。較弱的礦震稱為微震，也稱為“煤炮”。 弱沖

23、擊。煤或巖石向已采空間拋出，但破壞性不很大，對(duì)支架、機(jī)器和設(shè)備基本上沒有損壞，圍巖產(chǎn)生震動(dòng)，一般震級(jí)在2.2級(jí)以下，伴有很大的聲響，產(chǎn)生煤塵，在瓦斯煤層中可能有大量瓦斯涌出。 強(qiáng)沖擊。部分煤或巖石急劇破碎，大量向已采空間拋出，出現(xiàn)支架折損、設(shè)備移動(dòng)和圍巖震動(dòng)，震級(jí)在2.3級(jí)以上，伴有巨大聲響，形成大量煤塵和產(chǎn)生沖擊波。沖擊地壓基本概念沖擊地壓基本概念3、沖擊地壓分類沖擊地壓分類 3.3.根據(jù)發(fā)生位置分類根據(jù)發(fā)生位置分類 根據(jù)發(fā)生的地點(diǎn)和位置沖擊地壓可分為兩大類： 煤體沖擊。沖擊發(fā)生在煤體內(nèi)，根據(jù)沖擊深度和強(qiáng)度又分為表面、淺部和深部沖擊。 圍巖沖擊。發(fā)生在頂?shù)装鍘r層內(nèi)，根據(jù)發(fā)生位置有頂板沖擊和底

24、板沖擊。沖擊地壓基本概念沖擊地壓基本概念4 4、我國(guó)沖擊地壓現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)、我國(guó)沖擊地壓現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)據(jù)統(tǒng)計(jì)，1949年以前我國(guó)發(fā)生沖擊地壓的礦井只有12個(gè)，50年代增加為7個(gè)，60年代為12個(gè)，70年代為22個(gè)，80年代32個(gè)，90年代50個(gè)，目前已達(dá)120多個(gè)。近年來(lái)隨著開采深度的增加、開采范圍的擴(kuò)大，我國(guó)沖擊地壓礦井?dāng)?shù)和總的沖擊次數(shù)也隨之增加。僅2003年至2008年底，在撫順、義馬、北京、華亭、大同、阜新、七臺(tái)河、平頂山、新汶、徐州、大屯、開灤等局礦因沖擊地壓的發(fā)生而導(dǎo)致的重大傷亡事故就多達(dá)20余起，死傷人數(shù)達(dá)數(shù)百人。沖擊地壓基本概念沖擊地壓基本概念 沖擊地壓發(fā)生的原因沖擊地壓發(fā)生的原

25、因 是多方面的，但從總的來(lái)說(shuō)可以分為三類，即自然因素、技術(shù)因素和管理因素。沖擊地壓發(fā)生的原因沖擊地壓發(fā)生的原因自然因素自然因素開采技術(shù)因素開采技術(shù)因素管理因素管理因素較較大大的的原原巖巖應(yīng)應(yīng)力力地地層層中中的的厚厚巖巖層層煤煤巖巖沖沖擊擊傾傾向向性性生生產(chǎn)產(chǎn)過(guò)過(guò)度度集集中中采采礦礦地地質(zhì)質(zhì)因因素素限限制制防防沖沖措措施施的的限限制制煤煤層層的的超超量量開開采采投投資資沒沒到到位位防防治治措措施施采采取取不不當(dāng)當(dāng)采采礦礦作作業(yè)業(yè)不不當(dāng)當(dāng)缺缺乏乏培培訓(xùn)訓(xùn)違違反反規(guī)規(guī)程程局局部部應(yīng)應(yīng)力力集集中中沖擊地壓成因分析沖擊地壓成因分析1 1、自然因素、自然因素 1.1.開采深度開采深度 隨開采深度的增加，煤

26、巖體中聚積的彈性能增加，沖擊地壓發(fā)生的可能性也隨之增大。我國(guó)煤礦條件下，發(fā)生沖擊地壓最小深度為200-540m，平均為380m。從500m開始，隨著開采深度的增加，沖擊地壓的危險(xiǎn)性急劇增長(zhǎng)，至800m沖擊危險(xiǎn)性增長(zhǎng)趨勢(shì)減緩，至采深非常大時(shí)（1200-1500m），沖擊危險(xiǎn)值將達(dá)到最大。2.2.地質(zhì)動(dòng)力因素地質(zhì)動(dòng)力因素 斷層的影響。斷層附近往往殘存有因地殼運(yùn)動(dòng)形成的構(gòu)造應(yīng)力，該應(yīng)力與開采引起的應(yīng)力集中疊加，容易形成巖體震動(dòng)。其中在斷層的上盤開采時(shí)的震動(dòng)能量大于斷層下盤開采時(shí)的震動(dòng)能量。沖擊地壓成因分析沖擊地壓成因分析1 1、自然因素、自然因素 褶曲的影響。在褶曲向斜部分，其應(yīng)力狀態(tài)垂直為壓力，水

27、平為拉力，容易出現(xiàn)冒頂和沖擊地壓；在褶曲翼部，其應(yīng)力狀態(tài)垂直和水平均為壓力，易出現(xiàn)沖擊地壓；褶曲背斜部分，其應(yīng)力狀態(tài)為垂直拉力，水平壓力，也是最大礦山壓力區(qū)域。 3.3.煤巖的力學(xué)特征煤巖的力學(xué)特征 生產(chǎn)實(shí)踐與試驗(yàn)研究均表明： 在一定的圍巖與壓力條件下，任何煤層中的巷道或工作面均有可能發(fā)生沖擊地壓。 煤的強(qiáng)度越高，引發(fā)沖擊地壓所要的應(yīng)力越小，反過(guò)來(lái)說(shuō)，若煤的強(qiáng)度越小，要引起沖擊地壓，就需要比硬煤高的多的應(yīng)力。 煤的沖擊傾向性是評(píng)價(jià)煤層沖擊性的特征參數(shù)之一。沖擊地壓成因分析沖擊地壓成因分析1 1、自然因素、自然因素 4.4.頂板巖層特點(diǎn)頂板巖層特點(diǎn) 研究表明，頂板巖層結(jié)構(gòu)，特別是煤層上方堅(jiān)硬、厚

28、層砂巖頂板是影響沖擊地壓發(fā)生的主要因素之一，其主要原因是堅(jiān)硬厚層砂巖頂板容易聚積大量的彈性能。在堅(jiān)硬頂板破斷或滑移過(guò)程中，大量的彈性能突然釋放，形成強(qiáng)烈震動(dòng)，導(dǎo)致沖擊地壓。影響沖擊地壓發(fā)生的巖層為上方100m范圍內(nèi)的巖層，其中巖體強(qiáng)度大、厚度大的砂巖層起主要作用。 5.5.煤層厚度及其變化煤層厚度及其變化 根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，沖擊危險(xiǎn)程度與煤層厚度及其變化緊密相關(guān)。煤層越厚，沖擊地壓發(fā)生的越多，越強(qiáng)烈。而在煤層厚度變化區(qū)域，垂直地應(yīng)力也會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化，比煤層厚度穩(wěn)定的地方更容易發(fā)生沖擊地壓。沖擊地壓成因分析沖擊地壓成因分析2 2、開采及技術(shù)因素、開采及技術(shù)因素沖擊地壓大多數(shù)發(fā)生在巷道（72.6%），

29、回采工作面則很少（27.4%），而在有此情況下，沖擊地壓同時(shí)在巷道和采面發(fā)生。采煤方法、采掘順序、煤柱大小、頂板管理形式等開采技術(shù)條件都對(duì)沖擊地壓的發(fā)生有較大影響。1.1.采煤方法采煤方法 沖擊地壓煤層采煤方法的選擇首要考慮的是規(guī)則的進(jìn)行采煤，主要表現(xiàn)為不留或少留煤柱，盡可能保證工作面成直線，不使煤層有向采空區(qū)突出地段。通常情況下，短壁開采體系的采煤方法由于采掘巷道多、巷道交叉多、各種煤柱多，因此所形成的支承壓力多重疊加，極易導(dǎo)致沖擊地壓的發(fā)生。大量實(shí)踐表明，長(zhǎng)壁工作面采煤法是沖擊地壓煤層最有利的采煤方法。 2.2.巷道布置巷道布置 巷道布置方式直接關(guān)系到煤柱的位置、尺寸，更直接影響煤柱附近煤

30、巖體應(yīng)力分布，甚至?xí)?dǎo)致沖擊地壓的發(fā)生。沖擊地壓煤層中的所有巷道應(yīng)布置在應(yīng)力集中圈外。 沖擊地壓成因分析沖擊地壓成因分析2 2、開采及技術(shù)因素、開采及技術(shù)因素3.3.頂板管理方式頂板管理方式 頂板管理方式對(duì)沖擊地壓的影響較為顯著，因?yàn)轫敯鍘r層的懸、斷、垮、冒，直接關(guān)系到頂板巖層中彈性能的釋放形式和向煤層傳遞應(yīng)力和彈性能的能力，甚至關(guān)系到煤體中是否會(huì)受到運(yùn)載的影響而加劇沖擊地壓的發(fā)生。 4.4.采掘順序采掘順序 在煤層中布置多個(gè)回采和掘進(jìn)工作面時(shí)，工作面布置方式和采掘順序?qū)?qiáng)烈影響煤巖體內(nèi)的應(yīng)力分布。礦井中，沖擊地壓經(jīng)常出現(xiàn)在： 工作面向采空區(qū)推進(jìn)時(shí)； 在距采空區(qū)15-40m的應(yīng)力集中區(qū)域內(nèi)掘進(jìn)

31、巷道； 兩個(gè)工作面相向推進(jìn)； 兩個(gè)近距離煤層中的兩個(gè)工作面同時(shí)開采。 沖擊地壓成因分析沖擊地壓成因分析2 2、開采及技術(shù)因素、開采及技術(shù)因素5.5.煤柱留設(shè)煤柱留設(shè) 煤柱是產(chǎn)生應(yīng)力集中的地點(diǎn)，煤柱附近煤體應(yīng)力集中程度大，發(fā)生沖擊地壓的可能性也較大。開采沖擊地壓煤層時(shí)，煤柱留設(shè)應(yīng)遵循以下原則： 進(jìn)行開采設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)選擇不留煤柱、少掘巷道的設(shè)計(jì)方法； 緩傾斜或傾斜煤層在采取行之有效的安全措施的前提下，應(yīng)采用無(wú)煤柱或小煤柱護(hù)巷布置巷道; 開采巷道必須留設(shè)煤柱時(shí)，煤柱形狀要規(guī)則，不得留有銳角。 開采沖擊地壓煤層時(shí)，不應(yīng)在采空區(qū)留有煤柱。如果在采空區(qū)留有煤柱，必須將煤柱的位置、尺寸以及影響范圍標(biāo)在采掘工程

32、圖上。6.6.其他開采技術(shù)條件其他開采技術(shù)條件 殘采區(qū)和停采線對(duì)沖擊地壓發(fā)生影響較大。相鄰工作面切眼、停采線應(yīng)對(duì)齊，避免出現(xiàn)梯形、三角形或鋸齒形等不規(guī)則煤柱。沖擊地壓成因分析沖擊地壓成因分析3 3、管理因素、管理因素 為有效杜絕或減少?zèng)_擊地壓災(zāi)害的發(fā)生，對(duì)沖擊地壓礦井的組織管理工作也尤為重要。 沖擊地壓礦井要建立自上而下組織關(guān)系完善的防沖管理體系和職責(zé)明確的防沖擊責(zé)任體系，建立健全防沖各項(xiàng)管理制度，做到管理到位，責(zé)任明確，牽一發(fā)而動(dòng)全身。各個(gè)職能部門落實(shí)好防沖工作所必須的人力、材料和裝備，保證硬件齊全，保障防沖工作高效持續(xù)開展。對(duì)全體職工進(jìn)行必要的防沖知識(shí)培訓(xùn)，以提高職工對(duì)沖擊地壓災(zāi)害的認(rèn)識(shí)。

33、根據(jù)實(shí)際情況制定科學(xué)有效的沖擊地壓預(yù)防和治理措施，并落實(shí)措施到位，做到全體職工共同參與，保障礦井安全生產(chǎn)。沖擊地壓成因分析沖擊地壓成因分析沖擊地壓綜合預(yù)測(cè)沖擊地壓綜合預(yù)測(cè) 1.首先分析地質(zhì)開采條件，根據(jù)綜合指數(shù)法和計(jì)算機(jī)模擬分析方法，預(yù)先劃分出沖擊地壓危險(xiǎn)及重點(diǎn)防止區(qū)域，提出沖擊地壓的早期區(qū)域性預(yù)報(bào) 2.采用微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)礦井沖擊危險(xiǎn)提出區(qū)域和及時(shí)預(yù)報(bào) 3.采用地音監(jiān)測(cè)法、電磁輻射監(jiān)測(cè)法等地球物理監(jiān)測(cè)手段，對(duì)礦井回采和掘進(jìn)工作面進(jìn)行局部地點(diǎn)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào) 4.然后采用鉆屑法，對(duì)沖擊地壓危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)和預(yù)報(bào) 5.同時(shí)對(duì)危險(xiǎn)區(qū)域和地點(diǎn)進(jìn)行處理沖擊地壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)沖擊地壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào) 沖擊地壓危險(xiǎn)狀態(tài)決定因

34、素： 巖體應(yīng)力：是由于采深、構(gòu)造及開采歷史造成的，其中殘留煤柱和停采線上的應(yīng)力集中將長(zhǎng)期作用，而采空區(qū)卸壓在一定時(shí)間后會(huì)消失。 巖體特性：特別是形成高能量震動(dòng)的傾向。這主要來(lái)自厚層、高強(qiáng)度的頂板巖層。減小頂板巖層的強(qiáng)度，增加巖層的分層數(shù)目，特別是多次分層開采可限制大震動(dòng)的發(fā)生。 煤層特征：主要是在超過(guò)某個(gè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)的動(dòng)力破壞傾向性。對(duì)于所有的煤層來(lái)說(shuō)，條件滿足時(shí)，都會(huì)發(fā)生沖擊。但對(duì)于弱沖擊煤層來(lái)說(shuō)，所要求的壓力值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于具有沖擊傾向性的煤層。沖擊地壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)沖擊地壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào) 根據(jù)沖擊地壓發(fā)生的原因，沖擊地壓的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)及沖擊地壓的治理，通過(guò)統(tǒng)計(jì)、模糊數(shù)學(xué)等的分析研究，可以對(duì)沖擊地

35、壓的危險(xiǎn)程度按沖擊地壓危險(xiǎn)狀態(tài)等級(jí)評(píng)定的綜合指數(shù)法定量化的分為如下表五級(jí) 沖擊地壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)沖擊地壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào) （2 2）開采因素影響及指數(shù)）開采因素影響及指數(shù) 111max11niiniitWWW 221max12niiniitWWW沖擊地壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)沖擊地壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)2.2.鉆屑法鉆屑法局部監(jiān)測(cè)方法局部監(jiān)測(cè)方法 支承壓力達(dá)到臨界值，且煤層又具有中等以上沖擊傾向性，沖擊地壓就可能發(fā)生 支承壓力峰值大小及其距煤壁的遠(yuǎn)近，可采用鉆屑法探測(cè) 鉆屑法是通過(guò)在煤層中打直徑4250mm的鉆孔，根據(jù)排出的煤粉量及其變化規(guī)律和有關(guān)動(dòng)力效應(yīng)，鑒別沖擊危險(xiǎn)的一種方法沖擊地壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)沖擊地壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)3.3.微震法微震法區(qū)

36、域性監(jiān)測(cè)方法區(qū)域性監(jiān)測(cè)方法 ARAIS M/E微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要功能是對(duì)全礦范圍的微震事件進(jìn)行監(jiān)測(cè)， 自動(dòng)記錄微震活動(dòng)，實(shí)時(shí)進(jìn)行震源定位和微震能量計(jì)算，為評(píng)價(jià)全礦范圍內(nèi)的沖擊地壓危險(xiǎn)提供依據(jù)； 其原理是利用各拾震器接收到震動(dòng)波的時(shí)間存在差異，在特定條件的波速場(chǎng)條件下進(jìn)行定位，以判定震源點(diǎn)位置，同時(shí)利用震相持續(xù)時(shí)間計(jì)算震動(dòng)釋放的能量，并標(biāo)入采掘工程圖和速報(bào)顯示給生產(chǎn)系統(tǒng)體系，以便及時(shí)采取措施。沖擊地壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)沖擊地壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)4.4.電磁輻射法電磁輻射法局部監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)方法局部監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)方法 煤巖電磁輻射是煤巖體受載變形破裂過(guò)程中向外輻射電磁能量的一種現(xiàn)象，與煤巖體的變形破裂過(guò)程密切相關(guān)。電磁輻射可用來(lái)

37、預(yù)測(cè)煤巖災(zāi)害動(dòng)力現(xiàn)象，其主要參數(shù)是電磁輻射強(qiáng)度和脈沖數(shù)。采用電磁輻射儀對(duì)煤巖電磁輻射波進(jìn)行收集、分析、處理，就能動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)沖擊地壓等煤巖動(dòng)力災(zāi)害。沖擊地壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)沖擊地壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào) 遠(yuǎn)程通訊模塊遠(yuǎn)程通訊模塊充充 電電 器器數(shù)據(jù)處理軟件數(shù)據(jù)處理軟件 天天 線線監(jiān)測(cè)主機(jī)監(jiān)測(cè)主機(jī) 沖擊地壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)沖擊地壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)沖擊地壓的治理沖擊地壓的治理 沖擊地壓危險(xiǎn)區(qū)開采過(guò)程中必須堅(jiān)持“先解危、后開采”的原則，按照“監(jiān)測(cè)落實(shí)防護(hù)措施效果檢查再治理”的基本程序，及時(shí)消除沖擊危險(xiǎn)隱患。對(duì)沖擊危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行解危時(shí)主要采用煤層注水、爆破卸壓、鉆孔卸壓等方法，也可視情況采用具有解危效果的其它生產(chǎn)技術(shù)措施。沖擊地壓的治理沖擊

38、地壓的治理沖擊地壓的治理沖擊地壓的治理 1.1.煤層注水煤層注水 水對(duì)煤的沖擊傾向性有著顯著的降低作用，煤層注水防治沖擊地壓的原理是：通過(guò)煤層注水，煤的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變、強(qiáng)度下降、變形特性明顯“塑化”，煤體中積聚彈性能的能力下降，以塑性變形方式消耗彈性能的能力增加，煤的沖擊傾向性大為減弱，甚至完全失去沖擊能力。 沖擊地壓的治理沖擊地壓的治理沖擊地壓的治理沖擊地壓的治理 2.2.卸壓爆破卸壓爆破 卸壓爆破作為防治沖擊地壓的一種方法，是對(duì)已形成沖擊危險(xiǎn)的煤體實(shí)施鉆孔爆破，以減緩或消除其沖擊危險(xiǎn)的一種解危措施。卸壓爆破的原理是：通過(guò)對(duì)煤體實(shí)施鉆孔爆破，使鉆孔周圍一定區(qū)域的煤巖體產(chǎn)生裂隙，其結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，承載能力下降，在一定的范圍內(nèi)形成卸載帶，便于應(yīng)力和能量釋放，消除發(fā)生沖擊地壓的應(yīng)力條件，避免沖擊地壓的發(fā)生。 例如：山東唐口礦井分別在2308掘進(jìn)工作面皮帶順槽、3302回采工作面皮帶順槽、4305回采工作面軌道順槽、1305回采工作面皮帶順槽進(jìn)行過(guò)卸壓爆破，共施工卸壓爆破孔58個(gè)，裝藥1200卷。沖擊地壓的治理沖擊地壓的治理沖擊地壓的治理沖擊地壓的治理 3.3.鉆孔卸壓鉆孔卸壓 鉆孔卸壓作為防治沖擊地壓的一種方法，是指在煤巖