礦震防范技術(shù)

1、1中國煤礦安全技術(shù)培訓(xùn)中心中國煤礦安全技術(shù)培訓(xùn)中心放頂煤開采專題培訓(xùn)放頂煤開采專題培訓(xùn)礦震（沖擊地壓）防范技術(shù)礦震（沖擊地壓）防范技術(shù) 樊運(yùn)策樊運(yùn)策 研究員研究員 煤炭科學(xué)研究總院煤炭科學(xué)研究總院2005年年10月月11日日2主要匯報(bào)內(nèi)容 礦山地震的成因與分類礦山地震的成因與分類 礦震的危害礦震的危害 礦山地震的機(jī)制與區(qū)域應(yīng)力場礦山地震的機(jī)制與區(qū)域應(yīng)力場 礦震實(shí)例分析礦震實(shí)例分析 礦震防范措施礦震防范措施 3礦山地震的成因與分類礦山地震的成因與分類 礦山?jīng)_擊震動現(xiàn)象在煤炭系統(tǒng)稱為礦山?jīng)_擊震動現(xiàn)象在煤炭系統(tǒng)稱為“沖擊地沖擊地壓壓”。礦震的發(fā)生原因：礦震的發(fā)生原因： 礦山開采礦山開采, 嚴(yán)重破壞嚴(yán)

2、重破壞了在地質(zhì)年代形成的原巖應(yīng)力場，由于采空區(qū)了在地質(zhì)年代形成的原巖應(yīng)力場，由于采空區(qū)堅(jiān)硬覆巖大面積懸空后，圍巖應(yīng)力集中程度增堅(jiān)硬覆巖大面積懸空后，圍巖應(yīng)力集中程度增大、巖體積累的應(yīng)變能增加，影響范圍隨之?dāng)U大、巖體積累的應(yīng)變能增加，影響范圍隨之?dāng)U大，脆性巖層或煤層中出現(xiàn)微破裂與地聲；隨大，脆性巖層或煤層中出現(xiàn)微破裂與地聲；隨著應(yīng)力繼續(xù)增加，微破裂和地聲頻次增加，當(dāng)著應(yīng)力繼續(xù)增加，微破裂和地聲頻次增加，當(dāng)微破裂次數(shù)與規(guī)模使之彼此貫通時，煤巖體產(chǎn)微破裂次數(shù)與規(guī)模使之彼此貫通時，煤巖體產(chǎn)生宏觀破裂，伴隨強(qiáng)烈的震動；堅(jiān)硬覆巖突然生宏觀破裂，伴隨強(qiáng)烈的震動；堅(jiān)硬覆巖突然脫離母體瞬間垮落，壓縮空氣產(chǎn)生強(qiáng)大

3、的氣流，脫離母體瞬間垮落，壓縮空氣產(chǎn)生強(qiáng)大的氣流，從而引起礦震危害。從而引起礦震危害。 4礦山地震的成因與分類礦山地震的成因與分類 礦山地震一般分為冒落型、沖擊型、斷層型礦山地震一般分為冒落型、沖擊型、斷層型和構(gòu)造型。當(dāng)煤系地層較厚時和構(gòu)造型。當(dāng)煤系地層較厚時, 各煤層之間都有堅(jiān)各煤層之間都有堅(jiān)硬、厚層狀的矽質(zhì)膠結(jié)的中粒石英砂巖巖層，這硬、厚層狀的矽質(zhì)膠結(jié)的中粒石英砂巖巖層，這種巖層稱為煤層的上下頂板。種巖層稱為煤層的上下頂板。 因巖層的強(qiáng)度大、因巖層的強(qiáng)度大、彈性高彈性高, 在采煤以后在采煤以后, 往往形成大面積懸空。往往形成大面積懸空。 在上在上覆巖層的重力和區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力的作用下覆巖層的重

4、力和區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力的作用下, 巖體內(nèi)集巖體內(nèi)集聚了相當(dāng)大的變形能。當(dāng)應(yīng)力高于巖體本身的強(qiáng)聚了相當(dāng)大的變形能。當(dāng)應(yīng)力高于巖體本身的強(qiáng)度時度時, 一旦受到外界微小的擾動一旦受到外界微小的擾動, 便在瞬間發(fā)生失便在瞬間發(fā)生失穩(wěn)破壞穩(wěn)破壞, 同時釋放出所集聚的巨大能量同時釋放出所集聚的巨大能量, 而引起猛而引起猛烈地震動烈地震動, 并波及地面。并波及地面。這種震動稱為冒落型這種震動稱為冒落型礦震。礦震。 5礦山地震的成因與分類礦山地震的成因與分類 若煤體也具有較高的彈性和脆性破若煤體也具有較高的彈性和脆性破壞特征壞特征, 既使頂板沒有冒落既使頂板沒有冒落, 煤體也極易煤體也極易發(fā)生由開采面向外沖擊的破壞

5、發(fā)生由開采面向外沖擊的破壞, 而引起而引起震動，震動， 這種震動所涉及范圍較小這種震動所涉及范圍較小, 因而因而釋放能量較小釋放能量較小, 震級較低，震級較低， 一般來說一般來說M L 3.0。這種震動稱為沖擊型礦震。這種震動稱為沖擊型礦震。 6礦山地震的成因與分類礦山地震的成因與分類 礦區(qū)內(nèi)有一些小斷層礦區(qū)內(nèi)有一些小斷層, 雖其長度不大雖其長度不大, 落差較小落差較小, 但卻是因開采而激活的斷層但卻是因開采而激活的斷層, 在采煤以后斷層兩盤失去支承或支承不在采煤以后斷層兩盤失去支承或支承不平衡時平衡時, 在構(gòu)造應(yīng)力和垂直壓力作用下在構(gòu)造應(yīng)力和垂直壓力作用下使斷層發(fā)生錯動使斷層發(fā)生錯動, 稱為

6、斷層型礦震。這稱為斷層型礦震。這種斷層型礦震雖與斷層有關(guān)種斷層型礦震雖與斷層有關(guān), 但斷層規(guī)但斷層規(guī)模不大模不大, 不會積蓄太大能量，不會積蓄太大能量， 這種震動這種震動的震級一般在的震級一般在34 級之間。級之間。 7礦山地震的成因與分類礦山地震的成因與分類 構(gòu)造型礦震更接近于天然地震構(gòu)造型礦震更接近于天然地震, 其能其能量主要來源于大范圍的構(gòu)造應(yīng)力場量主要來源于大范圍的構(gòu)造應(yīng)力場, 開開采僅僅是一個誘發(fā)因素采僅僅是一個誘發(fā)因素, 震級可達(dá)震級可達(dá)5 級級以上以上, 一般在一般在45 級之間。級之間。 我國遼寧北我國遼寧北票礦務(wù)局的臺吉礦所發(fā)生的礦震就屬于票礦務(wù)局的臺吉礦所發(fā)生的礦震就屬于構(gòu)

7、造型礦震構(gòu)造型礦震, 它的發(fā)生與它的發(fā)生與1975年的海城年的海城地震雖然有某種聯(lián)系地震雖然有某種聯(lián)系, 但畢竟是不同類但畢竟是不同類型的震動。型的震動。 8礦震的危害礦震的危害 礦震是由礦山開采引起的地震活動，它對礦山安全礦震是由礦山開采引起的地震活動，它對礦山安全生產(chǎn)的危害性極大。生產(chǎn)的危害性極大。 目前，我國己有門頭溝、遼源、六枝化處、大同、北目前，我國己有門頭溝、遼源、六枝化處、大同、北票、陶莊、漣邵、撫順、新汶、兗州等礦區(qū)的票、陶莊、漣邵、撫順、新汶、兗州等礦區(qū)的55個以個以上的煤礦發(fā)生過礦震。例如，撫順礦區(qū)現(xiàn)在每年發(fā)生礦上的煤礦發(fā)生過礦震。例如，撫順礦區(qū)現(xiàn)在每年發(fā)生礦震達(dá)震達(dá)300

8、0-4500次，最大震級為次，最大震級為ML= 3.3級；門頭溝礦級；門頭溝礦自自1947年首次發(fā)生年首次發(fā)生ML= 3.8級礦震以來，隨著開采深度級礦震以來，隨著開采深度的不斷增加，礦震頻次和能量均顯著增加，的不斷增加，礦震頻次和能量均顯著增加，1994 年年5 月月19 日發(fā)生一次日發(fā)生一次M L4.2 的礦震的礦震, 震動了北京全市震動了北京全市, 并并驚動了在京的中央許多部門；新汶礦區(qū)現(xiàn)開采深度達(dá)驚動了在京的中央許多部門；新汶礦區(qū)現(xiàn)開采深度達(dá)700-1000 m，礦震現(xiàn)象己十分突出，每年發(fā)生的礦震，礦震現(xiàn)象己十分突出，每年發(fā)生的礦震達(dá)達(dá)100余次，地面有強(qiáng)烈的震感，影響范圍超過余次，地

9、面有強(qiáng)烈的震感，影響范圍超過10 km。兗州礦區(qū)自兗州礦區(qū)自2001年以來已記載過多次發(fā)生破壞性的礦年以來已記載過多次發(fā)生破壞性的礦震，震，2004年年9月月6日還發(fā)生了一起死亡兩人的礦震事故。日還發(fā)生了一起死亡兩人的礦震事故。9礦震的危害礦震的危害 近年來，隨著我國煤礦綜放開采深近年來，隨著我國煤礦綜放開采深度與強(qiáng)度的加大，一些礦區(qū)監(jiān)測到的礦度與強(qiáng)度的加大，一些礦區(qū)監(jiān)測到的礦震活動己經(jīng)十分頻繁，甚至發(fā)生了比較震活動己經(jīng)十分頻繁，甚至發(fā)生了比較嚴(yán)重的礦震災(zāi)害，但還沒有系統(tǒng)開展放嚴(yán)重的礦震災(zāi)害，但還沒有系統(tǒng)開展放頂煤開采礦震活動的研究。科學(xué)地掌握頂煤開采礦震活動的研究?？茖W(xué)地掌握礦震災(zāi)害的發(fā)生、

10、發(fā)展規(guī)律，探討其發(fā)礦震災(zāi)害的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律，探討其發(fā)生的成因、機(jī)制，采取有效的減災(zāi)防災(zāi)生的成因、機(jī)制，采取有效的減災(zāi)防災(zāi)對策，對于防范重大事故，實(shí)現(xiàn)煤礦安對策，對于防范重大事故，實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)具有重大意義。全生產(chǎn)具有重大意義。 10礦山地震的機(jī)制與區(qū)域應(yīng)力場礦山地震的機(jī)制與區(qū)域應(yīng)力場 礦震是由于人工開挖以后所發(fā)生的礦震是由于人工開挖以后所發(fā)生的, 因此在某種意義上因此在某種意義上, 人工開挖是引起礦震人工開挖是引起礦震的根本原因，的根本原因， 但是但是, 礦震既不是每處都發(fā)礦震既不是每處都發(fā)生生, 又不是隨時都有危險(xiǎn)。經(jīng)多年的實(shí)際又不是隨時都有危險(xiǎn)。經(jīng)多年的實(shí)際觀測和理論研究觀測和理論研究,

11、 發(fā)現(xiàn)礦震不僅與開采形發(fā)現(xiàn)礦震不僅與開采形成的重力場有關(guān)成的重力場有關(guān), 還與原巖構(gòu)造應(yīng)力和現(xiàn)還與原巖構(gòu)造應(yīng)力和現(xiàn)今應(yīng)力場有關(guān)。今應(yīng)力場有關(guān)。11礦山地震的機(jī)制與區(qū)域應(yīng)力場礦山地震的機(jī)制與區(qū)域應(yīng)力場 礦震與區(qū)域應(yīng)力場有關(guān)的最直接最有礦震與區(qū)域應(yīng)力場有關(guān)的最直接最有力的證據(jù)是力的證據(jù)是, 以門頭溝煤礦記錄到的以門頭溝煤礦記錄到的9 萬萬余次礦震為例余次礦震為例, 真正發(fā)生在開采工作面的真正發(fā)生在開采工作面的礦震僅礦震僅530次次, 只占全部的只占全部的0.5 , 另外另外99.5 的礦震發(fā)生在人為干擾極小的采的礦震發(fā)生在人為干擾極小的采空區(qū)內(nèi)?？諈^(qū)內(nèi)。 而且而且, 這這530次發(fā)生在開采面上次發(fā)

12、生在開采面上的礦震之中的礦震之中, 又有約又有約10%是發(fā)生在復(fù)雜地是發(fā)生在復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造帶的煤層中質(zhì)構(gòu)造帶的煤層中, 即屬于受圍巖殘存構(gòu)即屬于受圍巖殘存構(gòu)造應(yīng)力作用的構(gòu)造型礦震。造應(yīng)力作用的構(gòu)造型礦震。 12礦山地震的機(jī)制與區(qū)域應(yīng)力場礦山地震的機(jī)制與區(qū)域應(yīng)力場 關(guān)鍵層對工作面覆巖活動起主要控制關(guān)鍵層對工作面覆巖活動起主要控制作用，主關(guān)鍵層、亞關(guān)鍵層的斷裂分別導(dǎo)作用，主關(guān)鍵層、亞關(guān)鍵層的斷裂分別導(dǎo)致全部、部分覆巖產(chǎn)生整體運(yùn)動，關(guān)鍵層致全部、部分覆巖產(chǎn)生整體運(yùn)動，關(guān)鍵層的下沉變形或破斷，其上覆全部或部分巖的下沉變形或破斷，其上覆全部或部分巖層將同步下沉、破斷；亞關(guān)鍵層可能不止層將同步下沉、破斷；亞

13、關(guān)鍵層可能不止一層，主關(guān)鍵層只有一層，關(guān)鍵層一般為一層，主關(guān)鍵層只有一層，關(guān)鍵層一般為相對厚而堅(jiān)硬的巖層。主關(guān)鍵層的存在使相對厚而堅(jiān)硬的巖層。主關(guān)鍵層的存在使工作面上位形成范圍廣、跨度大的覆巖大工作面上位形成范圍廣、跨度大的覆巖大結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。13礦震實(shí)例分析礦震實(shí)例分析 華豐煤礦綜放工作面歷年沖擊地壓發(fā)生華豐煤礦綜放工作面歷年沖擊地壓發(fā)生概況概況 華豐煤礦自華豐煤礦自1991年元月首次發(fā)生沖擊地年元月首次發(fā)生沖擊地壓以來，共發(fā)生壓以來，共發(fā)生0.5級以上沖擊地壓級以上沖擊地壓28000余余次，次，1.0級以上沖擊地壓級以上沖擊地壓2900余次，余次，1.5級以級以上沖擊地壓上沖擊地壓490余次

14、，大于余次，大于2.0級以上的級以上的7次，次，最大震級最大震級2.9級。共發(fā)生破壞性沖擊地壓級。共發(fā)生破壞性沖擊地壓104次，造成工作面停產(chǎn)的次，造成工作面停產(chǎn)的11次，嚴(yán)重影響了礦次，嚴(yán)重影響了礦井的安全生產(chǎn)。井的安全生產(chǎn)。 14礦震實(shí)例分析礦震實(shí)例分析 華豐煤礦沖擊地壓曾經(jīng)造成多次人身傷亡事華豐煤礦沖擊地壓曾經(jīng)造成多次人身傷亡事故，特別是發(fā)生故，特別是發(fā)生3起多人傷亡事故，累計(jì)造成起多人傷亡事故，累計(jì)造成41人重傷，人重傷，4人死亡。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，華豐煤礦破壞性人死亡。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，華豐煤礦破壞性沖擊地壓共破壞巷道沖擊地壓共破壞巷道2000余米，平均頂?shù)装逡朴嗝祝骄數(shù)装逡七M(jìn)進(jìn)1.2m，兩幫移

15、進(jìn)，兩幫移進(jìn)0.8m，摧毀巷道，摧毀巷道500余米，余米，斷面收縮率斷面收縮率75%以上，其中大部分頂?shù)装彘]合，以上，其中大部分頂?shù)装彘]合，需要停產(chǎn)大修；累計(jì)破壞工作面長度需要停產(chǎn)大修；累計(jì)破壞工作面長度400余米，余米，平均底板鼓起平均底板鼓起1.1m，煤壁向老空區(qū)移進(jìn)，煤壁向老空區(qū)移進(jìn)0.5m，支架倒塌；共損壞單體液支柱支架倒塌；共損壞單體液支柱407根，鉸接頂梁根，鉸接頂梁503根。同時，沖擊地壓造成了嚴(yán)重的設(shè)備、設(shè)根。同時，沖擊地壓造成了嚴(yán)重的設(shè)備、設(shè)施損壞，損壞開關(guān)、電機(jī)多臺，損壞風(fēng)門多道、施損壞，損壞開關(guān)、電機(jī)多臺，損壞風(fēng)門多道、礦車多輛等。礦車多輛等。15礦震實(shí)例分析礦震實(shí)例分析

16、 山東某礦共有五處密閉受高壓氣流沖擊而摧毀，山東某礦共有五處密閉受高壓氣流沖擊而摧毀，發(fā)生時間和地點(diǎn)見下表。發(fā)生時間和地點(diǎn)見下表。 序號序號發(fā)生時間發(fā)生時間地地 點(diǎn)點(diǎn)12001.7.202309泄水巷磚閉泄水巷磚閉22004.9.62310采空區(qū)停采線軌順側(cè)磚閉和采空區(qū)停采線軌順側(cè)磚閉和2310一號聯(lián)絡(luò)巷磚閉一號聯(lián)絡(luò)巷磚閉32004.9.92310一號聯(lián)絡(luò)巷砂袋閉一號聯(lián)絡(luò)巷砂袋閉42004.10.15309采空區(qū)停采線軌順側(cè)磚閉和軌順聯(lián)絡(luò)巷磚閉采空區(qū)停采線軌順側(cè)磚閉和軌順聯(lián)絡(luò)巷磚閉52006.4.292305（N、S）采空區(qū)停采線運(yùn)順側(cè)溜煤眼工字鋼水泥混合閉；）采空區(qū)停采線運(yùn)順側(cè)溜煤眼工字鋼水

17、泥混合閉；23下下07運(yùn)順磚閉、運(yùn)順磚閉、23下下04運(yùn)順施工巷磚閉、運(yùn)順施工巷磚閉、23下下06軌順磚閉、軌順磚閉、2307二回提板閉二回提板閉16礦震實(shí)例分析礦震實(shí)例分析 例如，例如，2004年年9月月9日日2時時09分，分，2310一一號聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)號聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)5m厚的砂袋墻和厚的砂袋墻和2304巖石集中巖石集中運(yùn)輸巷尾密閉被摧毀。運(yùn)輸巷尾密閉被摧毀。 動力來源：動力來源：摧垮閉墻的氣浪動力很可能摧垮閉墻的氣浪動力很可能來自于礦震危險(xiǎn)區(qū)域（大馬廠斷層）北側(cè)的來自于礦震危險(xiǎn)區(qū)域（大馬廠斷層）北側(cè)的2310、2311、2312或一采的采空區(qū)上覆巖層或一采的采空區(qū)上覆巖層大面積垮落。大面積垮落。17

18、礦震實(shí)例分析礦震實(shí)例分析 原因分析：原因分析：大面積連續(xù)性采空區(qū)改變了原始地應(yīng)力大面積連續(xù)性采空區(qū)改變了原始地應(yīng)力場分布，殘留煤柱的形狀，斷層（大馬廠斷層、場分布，殘留煤柱的形狀，斷層（大馬廠斷層、F2斷層等）組的存在，及上部地面矸石山的堆積使局部應(yīng)斷層等）組的存在，及上部地面矸石山的堆積使局部應(yīng)力場發(fā)生了改變和調(diào)整。力場發(fā)生了改變和調(diào)整。3煤上部煤上部91m處賦存著以石處賦存著以石英為主厚達(dá)英為主厚達(dá)94.27m的中砂巖，具備采空區(qū)上位巨厚堅(jiān)的中砂巖，具備采空區(qū)上位巨厚堅(jiān)硬巖層的地質(zhì)條件，中砂巖大面積斷裂活動可能提供動硬巖層的地質(zhì)條件，中砂巖大面積斷裂活動可能提供動力源。力源。2310面與面

19、與1310面之間面之間15m煤柱上方地表下沉煤柱上方地表下沉和周圍地表下沉相比，有明顯的凸起（凸起高度約和周圍地表下沉相比，有明顯的凸起（凸起高度約1.52.0m），說明煤柱未充分壓垮，對上位老頂起支），說明煤柱未充分壓垮，對上位老頂起支撐作用。撐作用。礦震與兩次大的沖擊在時間上吻合。礦震與兩次大的沖擊在時間上吻合。18礦震實(shí)例分析礦震實(shí)例分析 處理情況處理情況：在在2305巖集運(yùn)聯(lián)絡(luò)巷三岔門以北巖集運(yùn)聯(lián)絡(luò)巷三岔門以北5m處，處，建建8m長的砂袋、金屬網(wǎng)、錨桿組成的混合長的砂袋、金屬網(wǎng)、錨桿組成的混合密閉墻（見圖密閉墻（見圖5-1）。）。向向2311軌順密閉處注水，水封巷道。軌順密閉處注水，水

20、封巷道。在在2304巖集運(yùn)后尾（三叉門處）和巖集運(yùn)后尾（三叉門處）和2305運(yùn)順聯(lián)巷底車場施工兩道板閉，并噴漿堵漏。運(yùn)順聯(lián)巷底車場施工兩道板閉，并噴漿堵漏。 192021礦震防范措施礦震防范措施華豐煤礦綜放工作面沖擊地壓綜合防治原則華豐煤礦綜放工作面沖擊地壓綜合防治原則 研究認(rèn)為：沖擊地壓的防治應(yīng)該始于對煤層、井研究認(rèn)為：沖擊地壓的防治應(yīng)該始于對煤層、井田、采區(qū)的沖擊危險(xiǎn)性預(yù)測，沖擊危險(xiǎn)性預(yù)測分三種田、采區(qū)的沖擊危險(xiǎn)性預(yù)測，沖擊危險(xiǎn)性預(yù)測分三種類型：類型：預(yù)測煤層的潛在沖擊危險(xiǎn)性；預(yù)測煤層的潛在沖擊危險(xiǎn)性；局部性預(yù)測局部性預(yù)測煤層采區(qū)沖擊危險(xiǎn)程度；煤層采區(qū)沖擊危險(xiǎn)程度；區(qū)域性預(yù)測井田的沖擊危區(qū)

21、域性預(yù)測井田的沖擊危險(xiǎn)性。在沖擊危險(xiǎn)性預(yù)測之后，采取礦井合理開拓布險(xiǎn)性。在沖擊危險(xiǎn)性預(yù)測之后，采取礦井合理開拓布置、先采解放層、煤層注水等宏觀措施，其次，進(jìn)行置、先采解放層、煤層注水等宏觀措施，其次，進(jìn)行合理采煤方法選擇，對于適于綜放開采的有沖擊危險(xiǎn)合理采煤方法選擇，對于適于綜放開采的有沖擊危險(xiǎn)性厚煤層，優(yōu)先采用綜放開采。在煤層開采過程中加性厚煤層，優(yōu)先采用綜放開采。在煤層開采過程中加強(qiáng)采動圍巖應(yīng)力分布特征研究與觀測，適時采用鉆孔強(qiáng)采動圍巖應(yīng)力分布特征研究與觀測，適時采用鉆孔卸壓、誘發(fā)放炮、強(qiáng)制放頂?shù)染植拷馕４胧?。卸壓、誘發(fā)放炮、強(qiáng)制放頂?shù)染植拷馕４胧?22礦震防范措施礦震防范措施礦震主要防

22、范措施有一下幾個方面：礦震主要防范措施有一下幾個方面：一、合理進(jìn)行開采部署一、合理進(jìn)行開采部署 合理的開采部署方案能夠在源頭上避免或合理的開采部署方案能夠在源頭上避免或減輕礦震災(zāi)害的發(fā)生。綜放開采留設(shè)的寬度為減輕礦震災(zāi)害的發(fā)生。綜放開采留設(shè)的寬度為15m的煤柱仍然對覆巖主關(guān)鍵層運(yùn)動與覆巖起的煤柱仍然對覆巖主關(guān)鍵層運(yùn)動與覆巖起著重要的制約作用，工作面之間盡可能不留煤著重要的制約作用，工作面之間盡可能不留煤柱或只留寬柱或只留寬35 m的煤柱，有利于減少覆巖的煤柱，有利于減少覆巖主關(guān)鍵層的懸空面積與采空區(qū)周圍的能量積聚；主關(guān)鍵層的懸空面積與采空區(qū)周圍的能量積聚；由于主關(guān)鍵層的運(yùn)動具有周期性，停采線附

23、近由于主關(guān)鍵層的運(yùn)動具有周期性，停采線附近的覆巖懸空面積相對較大，有礦震活動的礦井，的覆巖懸空面積相對較大，有礦震活動的礦井，采取從斷層、褶曲軸部、采空區(qū)、煤柱開始回采取從斷層、褶曲軸部、采空區(qū)、煤柱開始回采的開采程序。采的開采程序。23礦震防范措施礦震防范措施二、監(jiān)測工作二、監(jiān)測工作 由三分向地震儀由三分向地震儀(DD21) 和和8 筆地震記錄系統(tǒng)筆地震記錄系統(tǒng)(SA K2SYLO K) 進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和參數(shù)測定進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和參數(shù)測定. 三分向地震儀三分向地震儀可連續(xù)記錄可連續(xù)記錄M L 1. 0、礦區(qū)、礦區(qū)2 000 m 2 000 m 的微的微震震, 其工作原理與處理天然地震基本相同其工作

24、原理與處理天然地震基本相同, 只是震級公只是震級公式要根據(jù)振幅和延時兩個測量數(shù)值計(jì)算，這是進(jìn)行地式要根據(jù)振幅和延時兩個測量數(shù)值計(jì)算，這是進(jìn)行地震窗時間序列分析的主要依據(jù)震窗時間序列分析的主要依據(jù). 8 筆地震系統(tǒng)具有觸發(fā)筆地震系統(tǒng)具有觸發(fā)記錄功能記錄功能, 可對可對M L 1. 5 以上震動進(jìn)行定位以上震動進(jìn)行定位(精度精度50 m ) , 并可進(jìn)行波形存儲并可進(jìn)行波形存儲. 經(jīng)過參數(shù)測定后經(jīng)過參數(shù)測定后, 直接進(jìn)入礦直接進(jìn)入礦山微震目錄山微震目錄. 對于較大震動對于較大震動, 一方面迅速與地震臺網(wǎng)一方面迅速與地震臺網(wǎng)(地地球物理所和分析預(yù)報(bào)中心球物理所和分析預(yù)報(bào)中心) 聯(lián)系聯(lián)系, 交換測定結(jié)

25、果；交換測定結(jié)果； 另一另一方面進(jìn)行類型鑒別方面進(jìn)行類型鑒別.24礦震防范措施礦震防范措施三、合理泄風(fēng)與構(gòu)筑強(qiáng)力堵風(fēng)密閉三、合理泄風(fēng)與構(gòu)筑強(qiáng)力堵風(fēng)密閉 泄風(fēng)是把礦震產(chǎn)生的壓縮氣流引入專用的排風(fēng)井泄風(fēng)是把礦震產(chǎn)生的壓縮氣流引入專用的排風(fēng)井巷，使沖擊氣流沿著泄風(fēng)井巷排出地面，防止沖擊氣巷，使沖擊氣流沿著泄風(fēng)井巷排出地面，防止沖擊氣流造成危害。泄風(fēng)井巷可用采區(qū)回風(fēng)巷或礦井總回風(fēng)流造成危害。泄風(fēng)井巷可用采區(qū)回風(fēng)巷或礦井總回風(fēng)巷替代，亦可在采區(qū)邊界或礦井邊界掘進(jìn)專用的泄風(fēng)巷替代，亦可在采區(qū)邊界或礦井邊界掘進(jìn)專用的泄風(fēng)巷或泄風(fēng)井。當(dāng)沖擊氣流摧開薄弱密閉時，快速引入巷或泄風(fēng)井。當(dāng)沖擊氣流摧開薄弱密閉時，快速

26、引入專用泄風(fēng)井巷，導(dǎo)引出井。應(yīng)用泄風(fēng)井巷防止礦震危專用泄風(fēng)井巷，導(dǎo)引出井。應(yīng)用泄風(fēng)井巷防止礦震危害時，采空區(qū)四周密閉工程必須具備足夠的強(qiáng)度，礦害時，采空區(qū)四周密閉工程必須具備足夠的強(qiáng)度，礦震產(chǎn)生的空氣沖擊氣流不能摧毀這些密閉工程，保證震產(chǎn)生的空氣沖擊氣流不能摧毀這些密閉工程，保證沖擊氣流沿規(guī)定的路線導(dǎo)引出井；泄風(fēng)井巷斷面必須沖擊氣流沿規(guī)定的路線導(dǎo)引出井；泄風(fēng)井巷斷面必須能在瞬時排出大量的壓縮空氣，保護(hù)通風(fēng)系統(tǒng)及設(shè)施能在瞬時排出大量的壓縮空氣，保護(hù)通風(fēng)系統(tǒng)及設(shè)施不被損壞。不被損壞。25礦震防范措施礦震防范措施四、以防為主，防治結(jié)合四、以防為主，防治結(jié)合（一）封閉方式和閉墻結(jié)構(gòu)（一）封閉方式和閉墻

27、結(jié)構(gòu)為防止密閉被氣浪破壞，同時考慮安全防護(hù)，為防止密閉被氣浪破壞，同時考慮安全防護(hù)，以及需新建或加固閉墻地點(diǎn)的實(shí)際情況，盡量以及需新建或加固閉墻地點(diǎn)的實(shí)際情況，盡量采用鋼筋混凝土密閉、閉內(nèi)充填粉煤灰固化材采用鋼筋混凝土密閉、閉內(nèi)充填粉煤灰固化材料和膨脹接頂材料、混凝土閉外段留盲巷段并料和膨脹接頂材料、混凝土閉外段留盲巷段并設(shè)柔性保護(hù)閉相配合的封閉方式，達(dá)到抗沖擊、設(shè)柔性保護(hù)閉相配合的封閉方式，達(dá)到抗沖擊、少漏風(fēng)、緩解沖擊力的目的。少漏風(fēng)、緩解沖擊力的目的。26礦震防范措施礦震防范措施新建傾斜巷道閉新建傾斜巷道閉 5m 灌漿管 24m 混凝土閉 柔性保護(hù)閉 固化材料充填 新建水平巷道閉新建水平巷

28、道閉 灌漿管 12m 混凝土閉 柔性保護(hù)閉 固化材料和膨脹材料充填 內(nèi)擋漿閉 20cm 馬麗散管 5m 27礦震防范措施礦震防范措施老閉墻加固（閉內(nèi)具備灌漿條件）老閉墻加固（閉內(nèi)具備灌漿條件） 老閉墻加固（閉內(nèi)不具備灌漿條件）老閉墻加固（閉內(nèi)不具備灌漿條件） 灌漿管 混凝土閉 柔性 保護(hù)閉 固化材料充填和膨脹材料接頂 原閉墻 混凝土閉 原閉墻 充填管 28礦震防范措施礦震防范措施（二）密閉分級（二）密閉分級 密閉分級共分三類，即密閉分級共分三類，即A級、級、B級、級、C級三級三級密閉。其中級密閉。其中A級密閉是指直接與采空區(qū)相連級密閉是指直接與采空區(qū)相連或離采空區(qū)相近的巷道密閉，其結(jié)構(gòu)方式澆灌

29、、或離采空區(qū)相近的巷道密閉，其結(jié)構(gòu)方式澆灌、注固化材料、掛網(wǎng)為一體的密閉；注固化材料、掛網(wǎng)為一體的密閉；B級密閉是級密閉是指區(qū)段集中巷、巖集運(yùn)中離采空區(qū)相對較遠(yuǎn)地指區(qū)段集中巷、巖集運(yùn)中離采空區(qū)相對較遠(yuǎn)地點(diǎn)的密閉，其結(jié)構(gòu)是澆灌、掛網(wǎng)為一體密閉；點(diǎn)的密閉，其結(jié)構(gòu)是澆灌、掛網(wǎng)為一體密閉；C級是指距離采空區(qū)很遠(yuǎn)的、基本無礦震沖擊級是指距離采空區(qū)很遠(yuǎn)的、基本無礦震沖擊危險(xiǎn)的、用于盲巷封閉的一般密閉。危險(xiǎn)的、用于盲巷封閉的一般密閉。29礦震防范措施礦震防范措施（三）溜煤眼處理（三）溜煤眼處理混凝土充填下口：在溜煤眼充填混凝混凝土充填下口：在溜煤眼充填混凝土土2000mm，對下口進(jìn)行封閉；，對下口進(jìn)行封閉；

30、固化材料充填：在溜煤眼上、下口之固化材料充填：在溜煤眼上、下口之間充填固化材料（視具體情況，壓注無間充填固化材料（視具體情況，壓注無機(jī)發(fā)泡固化材料、粉煤灰固化材料、馬機(jī)發(fā)泡固化材料、粉煤灰固化材料、馬麗散）。麗散）。封閉方式和結(jié)構(gòu)見下圖。封閉方式和結(jié)構(gòu)見下圖。30礦震防范措施礦震防范措施 3下巷道 巖集 3上巷道 鉆孔 混凝土 固化 材料 溜煤眼下口 31礦震防范措施礦震防范措施（四）分時段、分區(qū)域新建和加固閉墻（四）分時段、分區(qū)域新建和加固閉墻 根據(jù)礦震危險(xiǎn)區(qū)域及其它重點(diǎn)區(qū)域根據(jù)礦震危險(xiǎn)區(qū)域及其它重點(diǎn)區(qū)域封閉的原則，礦井生產(chǎn)和接續(xù)情況，以封閉的原則，礦井生產(chǎn)和接續(xù)情況，以及需新建或加固閉墻地

31、點(diǎn)的實(shí)際情況，及需新建或加固閉墻地點(diǎn)的實(shí)際情況，以某礦的實(shí)際情況為例進(jìn)行分布實(shí)施。以某礦的實(shí)際情況為例進(jìn)行分布實(shí)施。第一時段：當(dāng)前巷道的封閉與加固；第一時段：當(dāng)前巷道的封閉與加固；第二時段：工作面回采結(jié)束后；第二時段：工作面回采結(jié)束后；第三時段：采區(qū)回風(fēng)系統(tǒng)形成后。第三時段：采區(qū)回風(fēng)系統(tǒng)形成后。 32礦震防范措施礦震防范措施五、采空區(qū)密閉的原則五、采空區(qū)密閉的原則（一）采空區(qū)密閉的原則（一）采空區(qū)密閉的原則、 密閉墻體應(yīng)具有足夠的承壓強(qiáng)度、足夠密閉墻體應(yīng)具有足夠的承壓強(qiáng)度、足夠的氣密性能和使用壽命。礦震危險(xiǎn)區(qū)密閉必須的氣密性能和使用壽命。礦震危險(xiǎn)區(qū)密閉必須具備抗沖擊性能。具備抗沖擊性能。、 永

32、久密閉應(yīng)優(yōu)先選擇充填方式封閉。不永久密閉應(yīng)優(yōu)先選擇充填方式封閉。不具備充填條件的密閉，必須增設(shè)一道可壓縮密具備充填條件的密閉，必須增設(shè)一道可壓縮密閉閉(可采用膨脹型可塑性材料可采用膨脹型可塑性材料)。、 大面積采空區(qū)封閉，可選擇封閉長期不大面積采空區(qū)封閉，可選擇封閉長期不用巷道的方式，實(shí)現(xiàn)大范圍封閉。用巷道的方式，實(shí)現(xiàn)大范圍封閉。、需泄水的密閉應(yīng)在確保不漏風(fēng)的前提下，、需泄水的密閉應(yīng)在確保不漏風(fēng)的前提下，保證其泄水能力。保證其泄水能力。33礦震防范措施礦震防范措施（二）一般規(guī)定（二）一般規(guī)定 密閉位置應(yīng)選擇在動壓影響小、圍巖穩(wěn)定、巷道規(guī)密閉位置應(yīng)選擇在動壓影響小、圍巖穩(wěn)定、巷道規(guī)整的巷段內(nèi)。巷

33、幫破裂的巷道封閉后，應(yīng)對密閉周邊整的巷段內(nèi)。巷幫破裂的巷道封閉后，應(yīng)對密閉周邊巷道進(jìn)行注漿加固處理，如注水泥或馬麗散等；巷道進(jìn)行注漿加固處理，如注水泥或馬麗散等； 永永久密閉墻體必須與巷壁緊密結(jié)合，連成一體；久密閉墻體必須與巷壁緊密結(jié)合，連成一體；密閉密閉前應(yīng)設(shè)置柵欄、警標(biāo)、檢查箱和管理牌板，配齊觀察前應(yīng)設(shè)置柵欄、警標(biāo)、檢查箱和管理牌板，配齊觀察孔、措施管、束管等輔助設(shè)施；孔、措施管、束管等輔助設(shè)施；礦井應(yīng)建立完善的礦井應(yīng)建立完善的觀測制度，掌握采空區(qū)內(nèi)的氣體情況，采空區(qū)密閉內(nèi)觀測制度，掌握采空區(qū)內(nèi)的氣體情況，采空區(qū)密閉內(nèi)氣體濃度每半月至少進(jìn)行一次氣體分析，并檢查閉墻氣體濃度每半月至少進(jìn)行一次

34、氣體分析，并檢查閉墻的完好狀態(tài)及漏風(fēng)情況；的完好狀態(tài)及漏風(fēng)情況；密閉實(shí)行建檔管理，密閉密閉實(shí)行建檔管理，密閉臺帳內(nèi)容包括：密閉材料及厚度、施工時間、封閉長臺帳內(nèi)容包括：密閉材料及厚度、施工時間、封閉長度、封閉區(qū)基本狀況等；度、封閉區(qū)基本狀況等； 與采空區(qū)連通的泄水孔實(shí)與采空區(qū)連通的泄水孔實(shí)行建檔、掛牌管理，及時進(jìn)行封堵；行建檔、掛牌管理，及時進(jìn)行封堵；所有密閉施工所有密閉施工必須做到一工程一措施，需要注漿的地點(diǎn)必須制定完必須做到一工程一措施，需要注漿的地點(diǎn)必須制定完善的防潰漿措施，保障注漿安全。善的防潰漿措施，保障注漿安全。34礦震防范措施礦震防范措施六、密閉標(biāo)準(zhǔn)六、密閉標(biāo)準(zhǔn)上山斜巷上山斜巷

35、防倒墻垛盲巷閉擋漿閉注漿管粉煤灰固化材料或膠體泥漿充填段束管35礦震防范措施礦震防范措施六、密閉標(biāo)準(zhǔn)六、密閉標(biāo)準(zhǔn)下山斜巷下山斜巷 防 倒 加 固 墻 垛盲 巷 閉粉 煤 灰 固 化 材 料 或 膠 體 泥 漿 充 填 段注 漿 管擋漿閉束 管36礦震防范措施礦震防范措施六、密閉標(biāo)準(zhǔn)六、密閉標(biāo)準(zhǔn)平平 巷巷 防 倒 墻 垛外 擋 漿 閉束 管粉 煤 灰 固 化 材 料 或 膠 體 泥 漿 充 填 段注 漿 管內(nèi)擋漿閉膨 脹 接 頂 材 料 管膨 脹 接 頂 材 料37礦震防范措施礦震防范措施六、密閉標(biāo)準(zhǔn)六、密閉標(biāo)準(zhǔn)溜煤眼溜煤眼 固 化 材 料采 空 區(qū)混 凝 土鐵 板38礦震防范措施礦震防范措施六

36、、密閉標(biāo)準(zhǔn)六、密閉標(biāo)準(zhǔn)外錯或共用聯(lián)絡(luò)巷外錯或共用聯(lián)絡(luò)巷 煤 柱盲巷閉復(fù)用聯(lián)絡(luò)巷待掘巷道注漿管木垛板閉羅克休等發(fā)泡材料板閉采 空 區(qū)39礦震防范措施礦震防范措施六、密閉標(biāo)準(zhǔn)六、密閉標(biāo)準(zhǔn)泄水巷泄水巷 羅克休等發(fā)泡材料泄水巷采 空 區(qū)板閉羅克休等發(fā)泡材料板閉木垛注漿管盲巷閉40礦震防范措施礦震防范措施六、密閉標(biāo)準(zhǔn)六、密閉標(biāo)準(zhǔn)溜煤眼溜煤眼 上 口 封 堵 段采 空 區(qū)凝 膠鐵 板41礦震防范措施礦震防范措施六、密閉標(biāo)準(zhǔn)六、密閉標(biāo)準(zhǔn)不復(fù)用及復(fù)用巷道不復(fù)用及復(fù)用巷道 發(fā)泡材料老密閉增設(shè)密閉壓注管42礦震防范措施礦震防范措施六、密閉標(biāo)準(zhǔn)六、密閉標(biāo)準(zhǔn)不復(fù)用溜煤眼及復(fù)用溜煤眼不復(fù)用溜煤眼及復(fù)用溜煤眼固 化 材

37、料采 空 區(qū)混 凝 土鐵 板采 空 區(qū)凝 膠鐵 板43沖擊地壓研究沖擊地壓研究 3DEC (Version 3.00) dip= 90.00 abovedd = 180.00center -2.421E+01 8.581E+01 2.250E+00cut-pl. 0.000E+00mag = 4.00 cycle 4348224-Sep-05 21:55CKSHI OF CCRI 3DEC (Version 3.00) dip= 90.00 abovedd = 180.00center -2.523E+01 8.515E+01 2.250E+00cut-pl. 0.000E+00mag = 4

38、.00 cycle 3100113-Sep-05 15:55CKSHI OF CCRI 3DEC (Version 3.00) dip= 90.00 abovedd = 180.00center -2.165E+01 8.432E+01 2.250E+00cut-pl. 0.000E+00mag = 4.00 cycle 3100121-Sep-05 17:27CKSHI OF CCRI 3DEC (Version 3.00) dip= 90.00 abovedd = 180.00center -2.190E+01 8.280E+01 2.250E+00cut-pl. 0.000E+00mag

39、 = 4.00 cycle 3400113-Sep-05 17:03CKSHI OF CCRI 3DEC (Version 3.00) dip= 90.00 abovedd = 180.00center -2.341E+01 8.461E+01 2.250E+00cut-pl. 0.000E+00mag = 4.00 cycle 2400125-Aug-05 19:48CKSHI OF CCRI 3DEC (Version 3.00) dip= 90.00 abovedd = 180.00center -1.517E+01 8.203E+01 2.250E+00cut-pl. 0.000E+0

40、0mag = 4.00 cycle 3100125-Aug-05 20:53CKSHI OF CCRI 綜放工作面巖層活動與應(yīng)力分布綜放工作面巖層活動與應(yīng)力分布研究工作面推進(jìn)研究工作面推進(jìn)16m、30m、 38m、 42m、66m、 120m時覆時覆巖及殘余頂煤塊體運(yùn)動狀態(tài)圖巖及殘余頂煤塊體運(yùn)動狀態(tài)圖44沖擊地壓研究沖擊地壓研究 3DEC (Version 3.00) dip= 90.00 abovedd = 180.00center -2.421E+01 8.356E+01 2.250E+00cut-pl. 0.000E+00mag = 4.00 cycle 4348224-Sep-05 2

41、1:56Max Velocity = 3.888E+00 0.000E+00 7.500E-01 7.500E-01 1.500E+00 1.500E+00 2.250E+00 2.250E+00 3.000E+00 3.000E+00 3.750E+00 3.750E+00 4.500E+00 min maxinterval = 7.500E-01 Color by Velocity mag.CKSHI OF CCRI 3DEC (Version 3.00) dip= 90.00 abovedd = 180.00center -2.190E+01 8.318E+01 2.250E+00cut-pl. 0.000E+00mag = 4.00 cycle 2500122-Sep-05 1