《冲击地压案例及发生机理综述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《冲击地压案例及发生机理综述（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、A Free sample background from Slide 1 20201212年年 5 5 月月 冲击地压防治技术规范（试行） 兖矿集团有限公司 冲击地压发生机理 A Free sample background from Slide 2 1 兖州矿区典型冲击地压发生情况 （1）东滩煤矿东滩煤矿“ “2005.1.3” 432005.1.3” 43上 上05 05工作面切眼导硐冲击地压工作面切眼导硐冲击地压 20052005年年1 1月月3 3日夜班，东滩煤矿在日夜班，东滩煤矿在43054305切眼施工导硐。切眼施工导硐。 0:15 0:15 发生冲击地压事故，主要有以下特征：发
2、生冲击地压事故，主要有以下特征： 事故发生时产生了强烈震动，强大的冲击波造成了事故发生时产生了强烈震动，强大的冲击波造成了 大量煤尘飞扬，并伴有巨大声响。大量煤尘飞扬，并伴有巨大声响。 事故的发生造成了切眼导硐不同程度的断面收缩和事故的发生造成了切眼导硐不同程度的断面收缩和 煤帮抛出。影响范围为切眼下出口以上煤帮抛出。影响范围为切眼下出口以上92.692.6193m193m，共，共 100.4m100.4m，其中严重影响范围为迎头外，其中严重影响范围为迎头外68.1m68.1m。严重影响范围。严重影响范围 内切眼两帮移近内切眼两帮移近0.90.93.8m3.8m，并有三处断面几乎全部堵塞，并有
3、三处断面几乎全部堵塞， 累计堵塞长度累计堵塞长度18.1m18.1m。 事故损坏切眼风筒事故损坏切眼风筒193m193m，折断单体液压支柱，折断单体液压支柱5555棵，倒棵，倒 柱柱115115棵，拉断锚杆棵，拉断锚杆366366根、锚索根、锚索3939根。根。 A Free sample background from Slide 3 （1 1）东滩煤矿）东滩煤矿“ “2005.1.3” 432005.1.3” 43上 上05 05工作面切眼导硐冲击地压工作面切眼导硐冲击地压 掘进迎头掘进迎头 冒顶区冒顶区 A Free sample background from Slide 4 （2 2
4、）济三煤矿）济三煤矿“ “2004.11.30”63032004.11.30”6303工作面轨顺冲击地压事故工作面轨顺冲击地压事故 济三煤矿济三煤矿63036303综放工作面于综放工作面于20042004年年2 2月份开始回采，到月份开始回采，到1111 月月3030日，工作面推进日，工作面推进1310.71310.7米（辅顺）。米（辅顺）。1111月月3030日日1515：4040分分 左右，在工作面辅顺距煤壁前方左右，在工作面辅顺距煤壁前方66669696米范围内，实体煤侧米范围内，实体煤侧 煤体瞬间突出，将工作面移动变电站的煤体瞬间突出，将工作面移动变电站的7 7个车盘子掀翻，煤体个车盘
5、子掀翻，煤体 突出突出1 12m2m，突出的煤体与顶板离层，突出的煤体与顶板离层100100200mm200mm，向工作面内，向工作面内 延深延深5 5米以上。煤体突出的瞬间声响非常大，扬起大量煤尘，米以上。煤体突出的瞬间声响非常大，扬起大量煤尘， 地面都有震感。地面都有震感。 A Free sample background from Slide 5 （2 2）济三煤矿）济三煤矿“ “2004.11.30”63032004.11.30”6303工作面轨顺冲击地压事故工作面轨顺冲击地压事故 电站平板车被推倒电站平板车被推倒 吊挂电缆及煤帮吊挂电缆及煤帮 A Free sample backgr
6、ound from Slide 6 （3 3）南屯煤矿）南屯煤矿“ “2007.3.13” 932007.3.13” 93上 上04 04工作面中间巷冲击地压工作面中间巷冲击地压 20072007年年3 3月月1313日凌晨日凌晨1 1点点4545分，南屯煤矿分，南屯煤矿9393上 上04 04综放工作综放工作 面中间巷发生一起冲击地压事故。中间巷自工作面煤壁向外面中间巷发生一起冲击地压事故。中间巷自工作面煤壁向外 35m35m85m85m巷道严重底鼓，变形量最大约巷道严重底鼓，变形量最大约1.5m1.5m，两帮移近量最，两帮移近量最 大约大约1.4m1.4m。中间巷内。中间巷内1313辆电站
7、车被推到煤帮，约辆电站车被推到煤帮，约35m35m轨道被立轨道被立 起后推到电站车一侧。这次冲击同时波及起后推到电站车一侧。这次冲击同时波及9393上 上04 04工作面上顺工作面上顺 槽，造成超前支护段槽，造成超前支护段1212棵单体弯曲、棵单体弯曲、3 3棵单体折断，巷道内有棵单体折断，巷道内有 1 1处发生冒顶，冒顶范围长处发生冒顶，冒顶范围长4m4m、宽、宽3m3m、高、高2.3m2.3m。 A Free sample background from Slide 7 （3）南屯煤矿南屯煤矿“ “2007.3.13” 932007.3.13” 93上上0404工作面中间巷冲击地压工作面中
8、间巷冲击地压 中间巷轨道立起中间巷轨道立起 铁板被击穿铁板被击穿 A Free sample background from Slide 8 兖州矿区深部开采矿井冲击地压类型兖州矿区深部开采矿井冲击地压类型 第一类：煤柱应力（构造应力）集中型第一类：煤柱应力（构造应力）集中型 包括高应力煤柱区内形成巷道，或工作面前方支承压力包括高应力煤柱区内形成巷道，或工作面前方支承压力 峰值影响区。峰值影响区。 第二类：顶板应力集中型第二类：顶板应力集中型 主要是厚且坚硬的顶底板的对巷帮煤体冲击的作用。主要是厚且坚硬的顶底板的对巷帮煤体冲击的作用。 第三类：震动应力释放型第三类：震动应力释放型 由于采掘地点
9、附近发生震动，而造成巷道或采场周边的由于采掘地点附近发生震动，而造成巷道或采场周边的 破坏。破坏。 A Free sample background from Slide 9 对中国期刊网中对中国期刊网中20002000年至年至20102010年年1O1O年问公开发表的科技年问公开发表的科技 论文进行检索，共检索到相关论文论文进行检索，共检索到相关论文367367篇，根据这些论文提供篇，根据这些论文提供 的现场资料，归纳分析了我国近年来共计的现场资料，归纳分析了我国近年来共计6767个矿井发生冲击个矿井发生冲击 地压或有冲击地压危险的相关指标。根据文献资料检索，我地压或有冲击地压危险的相关指标
10、。根据文献资料检索，我 国冲击地压发生最多的地区为山东省，在统计中发生冲击地国冲击地压发生最多的地区为山东省，在统计中发生冲击地 压矿井数占总数的压矿井数占总数的3939；其次依次是黑龙江、江苏、河南、；其次依次是黑龙江、江苏、河南、 河北、山西、辽宁、甘肃和北京等省市。河北、山西、辽宁、甘肃和北京等省市。 山东省发生冲击地压矿井山东省发生冲击地压矿井2626个，如：兖州济二、济三、个，如：兖州济二、济三、 东滩、南屯、鲍店；新汶华丰、孙村、良庄、协庄、潘西；东滩、南屯、鲍店；新汶华丰、孙村、良庄、协庄、潘西； 临沂古城；天安星村等。临沂古城；天安星村等。 我国冲击地压矿井分布情况我国冲击地压
11、矿井分布情况 A Free sample background from Slide 10 2.1 冲击倾向性理论 发生冲击地压的煤岩体一般都具有一定的物理力学特性，决 定其积聚能量并产生冲击破坏的能力，这种能力可称之为冲击 倾向，是煤岩的固有属性。 2 冲击地压发生机理 煤样动态破坏时间 DT 弹性能指数WET 冲击能系数K 煤岩层冲击倾向表明了发生冲击的难易程度。煤岩层冲击倾向表明了发生冲击的难易程度。 A Free sample background from Slide 11 2.2 强度理论 井下煤岩体除了承受深度压力和支承压力作用外，还存在 由于地质构造作用引起的构造应力和其它应力
12、。“煤体围岩” 系统处于复杂的受力状态，内部存在弱面，所以煤岩体的承载 能力应是煤体围岩系统的强度。只要外载大于承载能力，就 会发生破坏。导致岩体破坏的决定因素，不是应力本身，而是 它与岩体强度的比值。当煤岩应力等于或大于煤岩系统的强度 时发生破坏。 A Free sample background from Slide 12 说明：说明： （1 1）坚硬的煤岩层具有较大的强度，尤其是具有较大的三向）坚硬的煤岩层具有较大的强度，尤其是具有较大的三向 强度，因此坚硬煤岩层更不容易达到发生冲击的应力条件；同强度，因此坚硬煤岩层更不容易达到发生冲击的应力条件；同 时也说明不太坚硬的岩层条件合适时易于
13、发生冲击。时也说明不太坚硬的岩层条件合适时易于发生冲击。 （2 2）开采深度与煤岩层所受应力大小正相关，因而开采深度）开采深度与煤岩层所受应力大小正相关，因而开采深度 大时，煤岩体应力加大，从而冲击危险增大。大时，煤岩体应力加大，从而冲击危险增大。 （3 3）坚硬顶板条件下，工作面前方支承压力应力集中程度较）坚硬顶板条件下，工作面前方支承压力应力集中程度较 高，更易于发生冲击。高，更易于发生冲击。 （4 4）在煤柱中及多向采空的条件下，煤岩体中应力集中系数）在煤柱中及多向采空的条件下，煤岩体中应力集中系数 大大增加，可以达到大大增加，可以达到5 56 6，甚至更大。，甚至更大。 （5 5）在特
14、殊地质构造地点，会出现局部应力集中。）在特殊地质构造地点，会出现局部应力集中。 （6 6）矩形巷道拐角处有较大应力集中，易出现剪切破坏；当）矩形巷道拐角处有较大应力集中，易出现剪切破坏；当 最大构造应力方向与巷道走向夹角较大时，巷道顶底板应力集最大构造应力方向与巷道走向夹角较大时，巷道顶底板应力集 中明显。中明显。 A Free sample background from Slide 13 2.3 能量理论 该理论认为发生冲击地压需要大量能量，不仅矿体释放能 量，围岩也释放能量。随着采掘范围的不断扩大，“矿体围 岩”系统在其力学平衡状态破坏时，可释放的能量大于消耗的 能量时就产生冲击地压。
15、煤层边缘部分围岩参与冲击地压显现的示意图煤层边缘部分围岩参与冲击地压显现的示意图 A Free sample background from Slide 14 煤柱参与冲击地压显现的示意图煤柱参与冲击地压显现的示意图 A Free sample background from Slide 15 说明：说明： （1 1）坚硬的顶底板对煤体的夹持作用，会造成能量积聚。若）坚硬的顶底板对煤体的夹持作用，会造成能量积聚。若 巷道系统某一部分出现明显的变形破坏，则积聚的能量可能会巷道系统某一部分出现明显的变形破坏，则积聚的能量可能会 缓慢释放，从而降低冲击危险。缓慢释放，从而降低冲击危险。 （2 2）在
16、特殊地质构造地点，会造成局部能量集中。）在特殊地质构造地点，会造成局部能量集中。 （3 3）外部的能量输入，会使局部区域煤岩系统能量突然增加）外部的能量输入，会使局部区域煤岩系统能量突然增加 ，进而可能导致能量突然释放。，进而可能导致能量突然释放。 （4 4）高应力煤柱区，或不规则煤柱区上方具有坚硬顶板时，）高应力煤柱区，或不规则煤柱区上方具有坚硬顶板时， 整个系统会积聚较高能量，在应力达不到通常发生冲击的条件整个系统会积聚较高能量，在应力达不到通常发生冲击的条件 时，可能因为高能量的突然释放而发生冲击。时，可能因为高能量的突然释放而发生冲击。 A Free sample background from Slide 16 2.4 组合理论（三条件理论） 组合理论是把强度理论、能量理论的判据以及把煤岩冲击 倾向指数是否达到极限值作为冲击倾向度判据，组成了新的冲 击地压判据： 一般来说，强度条件为充分
