《冲击地压》ppt课件

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1、1,热烈欢迎 各位新同事来天安建功立业!,地压知识 2007年8月17日 第一节：18：4519：30 第二节：19：4520：30 第三节：20：4521：30 星村煤矿矿压科 郑玉友,目录,一、地压知识 (一)、星村煤矿设计概况 (二)、地压述语 (三)、采场矿压 (四)、采煤工作面矿山压力观测 (五) 、巷道矿压 (六)、巷道矿压观测 (七)、矿压观测任务,目录,二、冲击地压知识 (一)、冲击地压现象描述 (二)、冲击地压是如何形成的？ (三)、冲击地压灾害现象有哪些？ (四)、冲击地压的预兆？ (五)、中国煤矿冲击地压灾害情况 (六)、冲 击 地 压 灾 害 的 发 展 趋 势 (七)

2、、 煤的冲击倾向鉴定指标值 (八)、冲击地压的防治理论 (九)、冲击地压的防治手段及治理措施 三、复习题,一、地压知识 (一)、星村煤矿设计概况,天安矿业有限公司星村煤矿，设计主采三层煤，井田面积32.6km2，采用一对立井、二水平开拓，中央并列抽出式通风。第一开采水平-870m（埋深929m）；第二开采水平-1200m（埋深1259m）；矿井设计生产能力45万吨/年，服务年限47.3年。星村煤矿从2003年2月5日正式开工，于2005年底完成生产系统和各辅助生产系统，经上级主管部门批准从联合试运转逐步转入到目前的正式生产。 星村煤矿以F50断层为界，将采区划分为东西两个部分。其中断层以东的区

3、域，将首先开采，划分为东翼一、二采区。目前两个采区设计，已经济宁市煤炭局批复实施。断层以西的西翼采区，由于埋深较大，设计的三条暗斜井，要穿过侏罗系红层软岩，因而委托南京设计院进行暗斜井开拓设计，并已进行完地震勘探和地面钻探。 根据星村煤矿五年计划，采场主要布置在东翼一、二采区，并同步在西翼暗斜井开拓。目前星村煤矿已竣工掘进工作面3个，其中已安全回采完的工作面2个，即3103和3101工作面；3105工作面自2007年6月3日安装完并验收后正在进行回采。另布置两个综掘工作面和4个炮掘工作面，保证了采掘接续的正常进行。,一、地压知识 (一)、星村煤矿设计概况,星村煤矿地处滋阳断层和峄山断层的下降盘

4、，煤系埋藏较深，一般在900m以下，越向北越深。根据断层的切割情况和构造特征的差别，以F50为界，将本区划为东、西两区。东区的独立形态类似一个不完整背斜的转折端，总体为向东倾伏的单斜构造，受F50、峄山断层等的影响，局部发育次一级褶曲，倾角一般为25左右，区内断层发育。西区由褶曲幅度不大的两个背斜、一个向斜组成，在西南部还发育几个短轴褶曲，总的走向方向为北西南东向，倾向北北东，倾角小于15，一般在10左右，属于缓倾斜地区。 星村井田精查地质报告，未对井田冲击地压情况作出评价，由于煤层赋存较深，根据矿井地质构造特点，设计认为可能存在冲击地压现象，安全专篇要求在施工及生产中应注意以下几点： 1、矿

5、井断层发育，生产中应注意断层的测量定位及断层附近的岩性变化，以防发生冲击地压。 2、本矿井开采深度大，地应力相对较大，增加了发生冲击地压的几率。 3、根据较近的兖州矿区生产实践，根据邻近兖州、济宁、新汶、肥城等矿区生产实践，一般在500m以深发现有冲击地压现象。,一、地压知识 (一)、星村煤矿设计概况,4、对冲击地压的防治措施 本矿井开采煤层地质条件与上述矿区相似，且深度较大，据推测有发生冲击地压的可能性。为此设计采取以下防治措施： （1）、要求矿井投产后，对首采面进行一次矿山压力观测，摸清顶板运动规律，以利于今后矿井的开采布局、巷道支护设计和顶板管理。 （2）、配备一套冲击地压监测系统，随时

6、监测井下地应力变化情况，确保矿井生产安全。 （3）、矿井生产过程中，如有冲击地压发生，必须按原煤炭部颁发的冲击地压煤层安全暂行规定，在三个月内补充编制专门设计，进行冲击倾向鉴定，采取治理防范措施。,一、地压知识 (一)、星村煤矿设计概况,一、地压知识 (一)、星村煤矿设计概况,（4）、本区开采单一煤层，不具备开采解放层的条件。若发现冲击地压现象，应从巷道布置及支护、采煤方法和设备配置上采取相应措施，防止冲击地压发生。包括巷道布置在无冲击地压的岩石或煤层中；采用锚网喷等柔性支护方式；优化煤柱尺寸；禁止形成“孤岛”工作面或三角煤；禁止工作面相向开采；采取煤层注水、卸压爆破、大直径钻孔卸压等。 （5

7、）、矿井建设过程中必须对本矿井的煤（岩）冲击倾向作出鉴定，并据此调整矿井开拓开采布置，采取治理防范措施。 本矿井开采深度较深，是否出现冲击地压现象有待于研究，生产中应随时监测井下地应力变化情况，以便采取相应措施，确保矿井生产安全。 5、装备 配备岩石电钻用于强制放顶，并配备微震监测定位系统，型号SYLOK1套，地音监测系统1套，型号SAK（有冲击地压时装备）。,一、地压知识 (二)地压术语,1、顶板：处于煤层之上的岩层称为煤层的顶板。 2、底板：处于煤层之下的岩层称为煤层的底板。 3、围岩：采动空间周围的岩体统称为围岩。 4、矿山压力：也叫矿压或地压 。采动后，作用于岩层边界上并存在于岩层中促

8、使围岩向已采空间运动的力（促使围岩运动的力）。,采动前后应力分布,一、地压知识 (二)地压术语,5、伪顶：紧贴在煤层之上，极易垮落的薄岩层称为伪顶。厚度一般在0.5m，随采随冒。 6、直接顶： 位于伪顶或煤层之上，具有一定的稳定性、移架或回柱后能自行垮落的岩层称为直接顶。直接顶一般相当于冒落带内的岩层的厚度。 是指在老塘不规则冒落的、不能向煤壁前方和老塘矸石上永久传递力的、其作用力必须由支架全部承担的那部分岩层的总和。 7、老顶： 位于直接顶或煤层之上坚硬而难垮落的岩层称为老顶。 是指自身能形成平衡结构、能永久地向煤壁前方和老塘矸石上传递力的、其运动对采场矿压有明显影响的、其作用力无需支架全部

9、承担的那部分岩层。 8、直接底：直接位于煤层下面的岩层。 9、老底：位于直接底或煤层下面的岩层。,一、地压知识 (二)地压术语,10、直接顶来压：回采工作面自切眼开始回采到直接顶开始垮落并来压，称为直接顶来压。 11、老顶初次来压：回采工作面自开切眼开始回采，推采到一定距离老顶开始初次垮落并来压的过程叫老顶初次来压。 12、老顶周期来压：自老顶初次来压后，又推采到一定距离，老顶出现周而复始的垮落并来压的过程叫老顶周期来压。 13、矿山压力显现：采动后，在矿山压力的作用下通过围岩运动与支架受力所表现出的矿山压力现象。 14、采动：在煤或岩层中开掘巷道和进行回采工作称为对煤岩的采动。 15、采动空

10、间：采动后，在煤（或岩层）中形成的空间。 16、冒落带：指采用全部垮落法管理顶板时，采煤工作面放顶后引起的煤层直接顶的破坏。这部分岩层由支架暂时支撑。 17、裂隙带：指位于冒落带之上的岩层。 18、弯曲下沉带：一般是指位于裂隙带之上的岩层，向上可发展到地表。,一、地压知识 (三)采场矿压,1、采煤工作面前方的支承压力 支承压力：采掘空间附近应力增高区内的应力称为支承压力。 支承压力通常及如下3个参数来说明：即应力集中系数K，峰值位置X0及支承压力范围L0表示。 采煤工作面前方的支承压力，通常支承压力的分布范围L0从工作面前方1-3m处开始，直到30-40m，甚至有时在距煤壁约100m时即开始变

11、形，最大应力的位置约距煤壁5-15m。应力集中系数K为支承压力与原岩应力的比值，其变化范围一般为1.25-5。 2、采煤工作面后方的支承压力：根据原苏联对某矿的测定，通常在工作面后方冒落矸石上的压力仅能恢复到原岩压力(rz)或比原岩压力稍大一点的程度。,一、地压知识 (三)采场矿压,3、采煤工作空间压力：由于裂隙带内形成了以煤壁及采空区垮落带为前后支承点的拱式平衡结构，所以，采煤工作空间是处于减压带范围内。 4、采煤工作面的侧向支承压力：随采煤工作面推进，除在工作面前后方产生支承压力外，在采空区两侧煤柱或煤体中也将产生支承压力区。在采空区上方岩层冒落稳定后，这种支承压力逐渐趋于固定值，如工作面

12、两端煤柱或煤体不足以抵抗支承压力时，煤帮或煤柱将产生变形或破坏。在此支承压力区内的巷道也将长期受到影响而难以维护。,一、地压知识 (四)采煤工作面矿山压力观测,（一）、矿压观测目的和任务 1、掌握采煤工作面上履岩层运动规律、来压特征，工作面支架受力特点，支架对顶板的适应性和控制性，并进行顶板来压的预测预报。 2、动态监测评估采煤工作面支护质量，提高采面支护质量和支护系统的整体强度，促进安全生产。 3、确定超前支承压力影响范围和分布。 4、为冲击地压预报和解危提供准确资料。 （二）、矿压观测内容 1、支架阻力观测：选用KBY-60综采支架光显压力表和7条测线ZYDC-1综采支架压力计算机监测系统

13、。 2、支架活柱下缩量观测：用钢尺测量活柱下缩量。 3、巷道顶底板移近量观测：选用KDW-150顶板动态仪监测。 4、锚网巷道表面位移观测：用HBD-10多功能测枪和钢尺对巷道顶底板及两帮固定的木橛间位移量进行观测。 5、两巷超前支护范围内单体支柱工作阻力观测：选用TCP-40增阻式单体支柱测压仪观测。,一、地压知识 (四)采煤工作面矿山压力观测,（三）、矿压观测方案 1、两巷顶板动态仪监测：在综采工作面的两巷超前支护范围内，均匀布置4个KDW-150型顶板动态监测仪（带采集器和适配器，能存储1周的监测数据，采集后进入计算机通过软件进行处理），在距回采侧煤壁5m位置开始布置第1 个，随后按4-

14、5m 间距布置，实时监测顶板下沉量。共计安设8台。 2、综采支架光显压力表观测：在综采工作面不算过渡支架，剩余的工作面中间支架，按每2-3架安装1台KBY-60光控矿用数字压力表。对前后柱工作阻力进行监测，安装时固定在两后柱间托缆架下。 3、综采支架压力计算机监控系统：在综采工作面均匀布置7个ZYDC-I型在线实时监测分机，布置间距10架，安装时固定在两后柱间托缆架下。共安装7台。安装时通讯电缆按自动化办公室指定路线敷设，数据传输电缆在工作面上的压力分机到移动设备列车间敷设，每段线长25-30m，线端用专用接头联接。在线监测的主电源和主机，放在移动变电站列车上，电源连接及试运行，由综采工区跟班

15、电工负责实施。,一、地压知识 (四)采煤工作面矿山压力观测,4、两巷移近量观测：在距初采位置20m开始按间距10m布置观测点，每巷一次布置测点三组，随回采随向外增加测点。用测枪定点观测顶底板和两帮间相对位移量。 5、超前支护内单体支柱工作阻力检测：测线定为中间排单体支柱，按每7架抽查1架单体柱，共检测5个柱点，每班检测2次。,一、地压知识 (四)采煤工作面矿山压力观测,（四）、矿压观测实施办法 1、观测时间安排：整个生产期间。 2、劳动组织：按侧重采煤、兼顾掘进的原则安排矿压和防冲监测。具体安排2组人员分别跟早、中班监测（每组2人）。 3、综采支架光显压力表观测。本仪表是为支移架工显示支架工作

16、阻力用的。此仪表由矿压科盯面人员按移架前、移架后每小班读取并记录数据2次，以作为矿压观测日报的内容汇报。 4、综采支架压力计算机监控系统。本系统能实时监控支架工作阻力向井上传输数据，也能为支移架工直接显示动态工作阻力。此系统由矿压科盯面人员和综采小班人员共同负责维护，并由矿压科盯面人员每班巡回检查2次系统数据传输情况和仪表工作状态。 5、顶板动态仪数据采集，由矿压科跟早班人员负责采集。每天采集1次。当小班要挪移顶板动态仪时，要提前作好准备，先采集后挪移，谁挪移的谁负责归位，并当天登入计算机和台帐。,一、地压知识 (四)采煤工作面矿山压力观测,6、两巷单体支柱初撑力检查，每小班在接班和交班时各检查1次。中间进行抽查。 7、支架活柱下缩量观测，按压力分机所在的支架，对其前后柱四个活柱进行下缩量实测。测量时间为小班割煤前量一次，割煤后移架前再量1次，量下缩量时要记录好每次量的时间，以便能计算单位时间内活柱下缩速度。 8、两巷顶帮表面位移观测，由每天中班人员布点并实测。与早班人员换班时，要同时交接顶板动态仪数据采集和顶帮表面位移量观测位