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1、第一部分 冲击地压及其危害性认识1、什么是矿山压力？ 答：井工开采的矿井掘进尤其是采煤以后，煤层上方的岩层失去煤层的支撑就要向下运动。这个岩层向下运动的压力就称之为“矿山压力”。 还有一种是地质构造运动形成的水平方向的压力，在地质构造复杂的地带这个水平方向的压力是很大的，在采矿过程中会使岩层或煤层沿力的方向发生一定的位移。 由于煤层和岩层本身具有一定的强度，并形成一定稳定性，在所受的压力不大于本身的强度时还不破坏。在采空区周围的煤、岩体中各处所受压力不均衡，就在局部地方形成有承受压力很大的地方，称之为“应力集中区”。 煤层、岩层所受压力越大，越接近煤、岩体破坏的极限强度，煤、岩体越容易被破坏，
2、也就是稳定性越低。 2、矿山压力的显现特征是什么？答：分为动压和静压两种。静压的显现特征是：物体受力长期而缓慢，对物体的破坏是逐步进行。如支柱、煤壁承受的静压，并不明显、急剧。动压的显现特征是：来的迅猛，宏观显现明显、剧烈。如冒顶、冲击地压、煤与瓦斯突出等。3、什么是应力集中区？答：为了理论计算和叙述方便，单位体积内所受的力称为应力。由于煤层和岩层本身具有一定的强度，所以形成一定稳定性，在所受的压力不大于本身的强度极限时还不破坏。在采空区周围的煤、岩体中各处所受压力不均衡，就在局部地方承载其周围的压力，形成承受压力增大的地方，称之为“应力集中区”。 应力集中有两种形式，一是开采后的垂直压力形成
3、的应力集中，另一种是地质构造运动形成的水平方向的应力集中，主要在地质构造区。只要是应力集中区的最大主应力超过煤、岩单轴极限强度，都有发生冲击地压的危险。应力集中的几种基本情况如下图。孤岛煤柱煤柱区背斜向斜煤层变化带4、什么叫稳定性？答：物体在受力后，没有明显的位置、体积变化，称之为稳定。这种受力不破坏变形的性质称之为稳定性。煤层、岩层所受压力越大，越接近煤、岩体破坏的极限强度，煤、岩体越容易被破坏，也就是稳定性越低。 5、什么是冲击地压？答：“冲击地压”是煤矿专用名词，是指在井下高应力集中区的煤、岩体中积聚的能量受外界微小扰动瞬间释放所引起的一种以爆发式破坏和强烈震动为特征的矿山动力显现，是一
4、种采矿诱发的地质灾害。冲击地压发生如同装在煤岩里的大量炸药爆炸一样，煤和岩石突然被抛出，造成支架折损，片帮冒顶，巷道堵塞，伤及人员，并伴有巨大声响和岩体震动，形成大量煤尘和强烈的空气波，有时在几公里范围内的地面都能感觉到。在瓦斯煤层，往往还伴有大量瓦斯涌出。冲击地压发生前一般没有明显的宏观前兆。相当多的冲击地压是由爆破触发的，发生过程短暂，持续震动时间不超过几十秒。在某些情况下，冲击的同时还发生底鼓和煤岩压入巷道等现象。 北京京煤集团木城涧煤矿大台井开采的是侏罗纪煤层， 煤层赋存倾角4588。六槽、八槽顶底板最为坚固，大面积采空后不垮落。一、三槽顶底板为绿泥石片岩或粉砂岩，松软破碎。其余各槽局
5、部地段有一层伪顶。近十几年来，由于开采面积不断扩大，深度逐渐增加，发生了多次冲击地压现象。一般表现为顶板突然来压，支架迅速破坏，伴有煤炮声和强风，深部水平比浅部水平剧烈。从大台井1961年至1980年冲击地压记录情况看，共发生八次较明显的冲击地压，其中1978年6月6日211半8最后一仓，地面建筑有较度破坏，从破坏情况分析，属断层冲击型。自2001年4月3日在51812工作面发生冲击地压后，相继在52012和51912又发生两起冲击地压事故。6、冲击地压还有别的名称吗？ 答：1985年原煤炭部统一冲击地压名称以前，有多种叫法。因为各矿煤岩强度不同，冲击地压的里氏震级一般在04.0级之间，最大可
6、达5.0级，而每级之间的能量相差30倍。由于各次冲击地压释放的能量相差极大，各次冲击地压的临场表现有一定的差异，于是一些地区针对极微弱或微弱冲击地压起了一些名字。例如，一些地区对极微弱的煤壁浅层冲击地压，只见有片帮和煤岩弹射，就称之为“炸帮”、“干炸”，洋一点的就称之为“岩爆”；对于煤层深部冲击地压，因为未见有煤块冲出，就针对有明显响声称之为“煤炮”。其实都是不同等级的冲击地压。7、什么是破坏性冲击地压？ 答：按原煤炭部规定，造成停产八小时以上或发生人身伤亡事故的冲击地压称为破坏性冲击地压。8、冲击地压和冒顶有啥关系？ 答：冲击地压和冒顶有一种互为逆向的现象，易于冒顶的地方很少发生冲击地压，易
7、于发生冲击地压的地方很少有冒顶现象。因为煤层顶板极破碎时易于冒落，不易于对煤体加载，不能形成高度应力集中，破碎顶板本身也不能积聚能量，所以，类破碎顶板易于冒落而极少发生冲击地压。类坚硬顶板不易冒落但能积聚能量，还对煤体加载，就易于发生冲击地压。9、冲击地压的特点是什么？ 答：冲击地压的特点有四：在一个煤矿、一个煤层发生后，永远都有再次发生冲击地压的可能。发生的突然，事前没有明显的宏观预兆，不宜预防。时间短暂，只有几秒钟时间。发生地点广泛，在采空区或巷道、采掘工作面都会发生冲击地压。在各冲击地压矿井，一般情况下，在采空区内发生的次数更多些。10、冲击地压的主要显现特征表现在哪些方面？ 答：冲击地
8、压的主要显现特征表现在以下几个方面：（1）突发性：冲击地压发生前一般无明显前兆，冲击过程短暂，持续时间几秒到几十秒，难已事先准确确定发生的时间、地点的强度。（2）多样性：一般表现为煤爆（煤壁爆裂、小块抛射）、浅部冲击（发生在煤壁26m范围内，破坏性大）和深部冲击（发生在煤体深处，声如闷雷，但破坏程度不同。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）破坏性：往往造成煤壁片帮、顶板可能有瞬间明显下沉，但一般并不冒落；有时底板突然鼓起甚至接顶；常常有大量煤块甚至上百立方米的煤体突
9、然破碎并从煤壁抛出，堵塞巷道，破坏支架；从后果来看冲击地压往往造成人员伤亡和巨大的生产损失。（4）复杂性：在自然地质条件上，除褐煤以外的各种煤种都记录到冲击现象，采深从2001000m，地质构造从简单到复杂，煤层从薄层到特厚层，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。在生产技术条件上，不论水采、炮采、机采或是综采，全部垮落法或是水力充填法等各种采煤工艺，不论是长壁、短壁、房柱式或是煤柱支撑式，分层开采还是倒台阶开采等各种采煤方法都出现了冲击地压，只有无煤柱长壁开采法冲击次数较少。11、冲击地压有什么危害？ 答：发生在有人工作的地方的冲击地压能颠覆生产设备、破坏支护设施
10、、破坏巷道和工作面、造成人员伤亡；高震级的冲击地压不论发生在那个位置都会对工作面或巷道造成破坏，还往往影响地表建筑物和破坏地面房屋，甚至诱发地震。所以，冲击地压严重的破坏了矿井安全生产。下图反映了冲击地压的破坏情况。12、冲击地压的危害有那么严重么？答：在煤矿，单次冲击地压对人员的危害仅次于大型瓦斯爆炸事故，在对巷道的破坏方面不相上下。但冲击地压的频度远高于瓦斯事故，冲击地压对地面建筑物的影响要大的多。例如，1974年10月北京城子矿一次3.2级冲击地压死亡29人，重伤3人；1982年1月山东省桃庄煤矿的一次3.6级冲击地压井下破坏巷道170米，死亡5人，地面出现600余米的裂缝；1986年辽
11、宁省北票台吉矿一次3.8级冲击地压井下破坏巷道上百米，地面锅炉房的大烟囱扭曲变形，锅炉停止运行，民房倒塌有人员受伤；1994年5月北京门头沟煤矿采空区内的4.2级冲击地压不同程度的破坏民房1100多间，曾有几百农民要到北京市委上访；2003年3月辽宁省阜新五龙矿一次2.3级冲击地压破坏巷道60余米，死亡3人伤2人，综放面停产1个月，少产煤炭7万余吨；1980年12月26日1：30时北京大台矿214半3发生一次冲击地压，造成160m巷道全部被压垮，柱与梁交接处或柱腿的三分之一处破坏；2001年5月24日北京大台井51912工作面西十二片发生一次冲击地压，造成西二十片10多米，西十九片20多米巷道
12、被冲垮，煤底鼓起0.4-1.6m,造成2死1伤；1978年6月6日北京大台矿211半8最后一仓发生一次冲击地压，造成地表出现四条裂缝，宽4-10mm，被迫迁走居民等等。13、冲击地压对人员安全的危害是什么？ 答：冲击地压能直接造成人员的伤亡。由于发生冲击地压的瞬间，顶、底板有剧烈震动，站在底板上的人员和设备被弹起摔出，人员或被摔伤，或被颠覆的设备、倾倒的支柱等打伤、挤伤，同时巷道两邦或工作面抛出的煤块也有可能击打人员造成对人员的伤害。在全国历次冲击地压伤亡事故中，有人员被摔死、摔伤，少数人员被机器设备挤伤、挤死，也有人被支柱打死打伤，在厚煤层矿井有人被抛出或冒落的碎煤埋住，造成死伤，在高瓦斯矿
13、井也有因冲击地压造成瓦斯突出，而发生二次灾害事故的事例。14、冲击地压对巷道的破坏有那些？ 答：由于煤体的片邦或抛出、顶板下沉、底板鼓起，轻者造成巷道变形，重者造成巷道堵塞、不能通风行人。例如1982年1月山东省桃庄煤矿的一次3.6级冲击地压井下破坏巷道170米，2003年3月辽宁省阜新五龙矿一次2.3级冲击地压破坏巷道60余米，1977.7.5上午7时北京大台矿2118最后一仓发生的冲击地压破坏巷道1080m等等。15、冲击地压对支柱的破坏有那些？ 答：冲击地压发生时煤层的片邦或煤块的抛出会挤倒或打倒单体支柱；顶、底板的剧烈震动造成的瞬时猛烈加载会压坏支柱和支架。液压支柱在承受猛烈冲击加载后，由于泄液或鼓缸而失去支撑作用，发生倾倒。例如1977.7.5上午7时北京大台矿2118最后一仓发生的冲击地压造成70%支架折断。16、冲击地压对矿井安全生产的影响有那些？答：除造成井巷工程体的破坏、伤害作业人员、耗费大量资金进行修理外，发生高强度冲击地压时，还可能对地面建筑物造成破坏。所以，冲击地压不仅严重破坏矿井的安全生产秩序，造成减产、影响经济收入，而且，还产生社会问题，影响地方安宁。9
