沖擊地壓案例（鶴崗峻德煤礦）分析研究課件

1、沖擊地壓案例（鶴崗峻德煤礦）分析研究宋振騏 教授中國(guó)科學(xué)院院士全國(guó)政協(xié)委員1、傾斜煤層工作面兩端支承壓力的差異 緩傾斜煤層(傾角0) ,采場(chǎng)推進(jìn)作用在四周煤壁前方的支承壓力與水平煤層條件下的差異如下： 煤層傾斜出現(xiàn)層面方向的分力，相同移動(dòng)巖層重量條件下，垂直作用在煤層上的支承壓力小于水平煤層條件； 工作面推進(jìn)作用在兩側(cè)的支承壓力不等，下側(cè)（運(yùn)輸巷或傾斜下方）支承壓力（總值）高于上側(cè)。 究其原因包括： 表土（部分）厚度不同，作用重力的重心偏向下側(cè)端 層面分力（ ）巖層產(chǎn)生側(cè)向偏壓力，該作用力在巖層較軟情況下就可以表現(xiàn)出來(lái)。 由圖1可知，基巖部分重心點(diǎn) 居中，垂直煤層的分力 可以近似的看成平均分配

2、在上下兩端支承區(qū)上。表土重力重心 則因距兩端支承距離不同，分配在兩端支承上的力 可由下列方程聯(lián)立解出： 即 ， 由于 ，故上述兩方面造成的差異隨煤層傾角的增加而增加。 圖12、實(shí)例（鶴崗峻德礦295沖擊地壓實(shí)例） 13煤層，2004年9月22日19點(diǎn)層厚：44.3m（4m）采高：1.8m（分層開(kāi)采上分層）頂板：直接頂：頁(yè)巖0.4m，粉砂巖6.5m，老頂：下礫巖20m，上礫巖43.5m。 沖擊破壞特點(diǎn)：工作面上端處于高應(yīng)力區(qū)的回風(fēng)巷道中，50m80m范圍內(nèi)底煤鼓出阻塞巷道，造成8人死亡的重大事故。地面發(fā)生強(qiáng)烈震動(dòng)。下巷是應(yīng)力集中區(qū)，未出現(xiàn)破壞，工作面無(wú)沖擊破壞現(xiàn)象。 原因分析 三面采空，支承壓力

3、疊加壓縮彈性能達(dá)到發(fā)生沖擊的數(shù)值。 開(kāi)采第一階段采空區(qū)側(cè)，處于上分段支承壓力高應(yīng)力區(qū)部位的巷道提供了壓縮彈性能釋放的空間，空間周圍煤層事前未遭破壞，即沒(méi)有緩沖寬度阻止動(dòng)力釋放條件。 工作面來(lái)壓發(fā)生沖擊是因?yàn)槌爸С袎毫σ殉^(guò)最大值（工作面推出的長(zhǎng)度工作面長(zhǎng)度），塑性區(qū)已破壞煤體起到吸收彈性能緩沖的作用。29煤層（9槽） 時(shí)間：2005年12月 位置和地點(diǎn)：在3（槽）煤層下部，平面位置與3層位置重疊 破壞特征：與3煤層相同，沖擊地壓發(fā)生在巷道恢復(fù)后，向前推進(jìn)完全采出3層煤柱下的全部煤體，由于原巷道兩側(cè)破壞形成緩沖煤帶，因此未再發(fā)生沖擊地壓。3結(jié)論（鶴崗峻德礦煤層開(kāi)采）1重力型回采工作面沖擊地壓發(fā)

4、生的原因和條件是：采深超過(guò)400m 頂板堅(jiān)硬(老頂為20m厚的礫巖)厚煤層上分層開(kāi)采（巷道座落在底煤上） 工作面推進(jìn)至四側(cè)采空孤島（125*2*18=）工作面上下兩側(cè)處于三面采空支承壓力的疊加區(qū)域。（對(duì)比兗州三號(hào)井同采深和煤厚條件，預(yù)推采場(chǎng)支承壓力分布范圍為120140米，塑性區(qū)寬1215m，高應(yīng)力作用區(qū)寬10m20m，高峰點(diǎn)位置距煤壁20m之外，其中上風(fēng)巷處于應(yīng)力疊加區(qū)的壓力達(dá)到產(chǎn)生沖擊的程度。 回采工作面上下端兩巷處于采空分段支承壓力的高峰區(qū)中（掘進(jìn)時(shí)未發(fā)生沖擊地壓是因?yàn)閱蝹?cè)采空區(qū)應(yīng)力集中的壓力未達(dá)到產(chǎn)生沖擊的限度），巷道兩側(cè)煤壁未經(jīng)破壞，即發(fā)生沖擊前巷道兩側(cè)不存在足夠?qū)挾鹊木彌_帶吸收和釋

5、放彈性能。正是處于高應(yīng)力部位的巷道為沖擊能量的釋放提供了產(chǎn)生沖擊性破壞的空間。 堅(jiān)硬的礫巖頂板裂斷引發(fā)了回采巷道高應(yīng)力部位的沖擊破壞（該工作面為炮采回采工作面，放炮并未能解決失衡）。3小結(jié) 1在緩傾斜煤層條件下，采場(chǎng)兩側(cè)支承壓力的差異隨煤層傾角增加而擴(kuò)大。在一定采深的“充分采動(dòng)”長(zhǎng)度范圍內(nèi)，差異擴(kuò)大的幅度與工作面長(zhǎng)度成正比。 2謝橋礦現(xiàn)采工作面傾角較小，采場(chǎng)兩側(cè)支承壓力分布的差異不大，支承壓力預(yù)測(cè)計(jì)算仍按近水平煤層條件考慮。4關(guān)于重大事故控制的合理采場(chǎng)布署問(wèn)題 謝橋礦多煤層同時(shí)開(kāi)采。主采煤層厚度超過(guò)3米，煤層抗壓強(qiáng)度較低，開(kāi)采深度已超過(guò)易發(fā)生沖擊地壓和瓦斯煤層突出等動(dòng)力現(xiàn)象的“臨界深度”。因此在深入研究采場(chǎng)支承壓力分布的基礎(chǔ)上，正確的選擇工作面長(zhǎng)度，合理的進(jìn)行采場(chǎng)布署，包括正確選擇本煤層工作面接替時(shí)空程序和近距離煤層工作面接替時(shí)空程序，避免在應(yīng)力集中區(qū)域掘進(jìn)和維護(hù)巷道，推進(jìn)回采工作面，是排除瓦斯煤層突出，沖擊地壓事故的關(guān)鍵。 預(yù)測(cè)研究建議的布署原則如下： 3采用工作面跳采接續(xù)方案時(shí)，應(yīng)保證工作面長(zhǎng)度大于上下區(qū)段工作面支承壓力高應(yīng)力區(qū)間的相互重疊。在謝橋礦現(xiàn)有煤層開(kāi)采條件下,跳采工作面（“孤島工作面”）長(zhǎng)度