沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件

沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件沖擊地壓概述

定義顯現(xiàn)特征沖擊地壓、頂板大面積來(lái)壓、煤與瓦斯突出影響沖擊地壓的因素沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件沖擊地壓定義

沖擊地壓可以定義為礦山井巷或采場(chǎng)周圍礦體和圍巖由于彈性變形能的突然釋放而產(chǎn)生的以急劇、猛烈的破壞為特征的動(dòng)力現(xiàn)象。沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件沖擊地壓顯現(xiàn)特征

突發(fā)性：一般沒(méi)有明顯的前兆而突然發(fā)生瞬時(shí)震動(dòng)性：沖擊地壓發(fā)生過(guò)程急劇而短暫，象爆炸一樣伴隨有巨大的聲響和強(qiáng)烈的震動(dòng)，持續(xù)時(shí)間一般不超過(guò)幾十秒鐘巨大的破壞性：頂板明顯下沉，底板突然開(kāi)裂鼓起，常有大量煤塊突然破碎。并從煤壁拋出，支架破壞。造成人員傷亡沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件沖擊地壓實(shí)例沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件沖擊地壓實(shí)例沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件沖擊地壓實(shí)例沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件巖層重力破壞德國(guó)魯爾急傾斜巷道）h=600m沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件沖擊地壓顯現(xiàn)金礦h=2000m沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件沖擊地壓顯現(xiàn)魯爾礦區(qū)lda煤層

h=950m沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件沖擊地壓顯現(xiàn)魯爾礦區(qū)gerondelle煤層

h=750m沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件沖擊地壓顯現(xiàn)褐煤

h=120m沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件沖擊地壓顯現(xiàn)回采巷道底板

h=1100m沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件沖擊地壓顯現(xiàn)中等顯現(xiàn)--回采巷道輕度顯現(xiàn)–工作面煤壁沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件沖擊地壓，頂板大面積來(lái)壓

煤與瓦斯突出

相似性：都屬于劇烈的動(dòng)力現(xiàn)象，又互有聯(lián)系。

區(qū)別性：沖擊地壓主要是煤或巖體積聚的彈性能的突然釋放；大面積來(lái)壓：主要是大面積懸露頂板剪切斷裂位能的突然釋放并伴隨頂板垮落。

煤與瓦斯突出：主要是在高應(yīng)力條件下瓦斯和軟煤壓縮積聚的能量突然釋放沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件煤與瓦斯突發(fā)的條件之一---瓦斯含量很大的軟煤處于高應(yīng)力區(qū)且被夾持在硬煤之間。當(dāng)工作面推進(jìn)使硬煤厚度減小時(shí)，發(fā)生突出。沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件國(guó)內(nèi)外沖擊地壓情況

１７３８年首次發(fā)生在英國(guó)，至今已包括德國(guó)、南非、波蘭、俄羅斯、日本和澳大利亞等２０多個(gè)國(guó)家和地區(qū)沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件國(guó)內(nèi)外沖擊地壓情況

我國(guó)最早記錄在沖擊地壓于１９３３年發(fā)生在撫順，截止１９８５年有３２個(gè)煤礦發(fā)生過(guò)沖擊在壓。近來(lái)隨著采深增加，沖擊地壓的數(shù)量及危害程度明顯上升。至２００１年，新發(fā)生沖擊地壓的礦井多達(dá)４０個(gè)。沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件國(guó)外沖擊地壓防治情況蘇聯(lián)５１年發(fā)生沖擊地壓，２５年來(lái)形成了防治和組織管理體系，制定了規(guī)程和預(yù)報(bào)辦法。波蘭有５５％的礦井有沖擊地壓，發(fā)生過(guò)３０９７次。波蘭首創(chuàng)沖擊傾向的實(shí)驗(yàn)室測(cè)定方法并將巖體聲學(xué)及微震法用于沖擊地壓。德國(guó)主要著重于實(shí)用，發(fā)展了鉆孔卸載法、鉆屑法。沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件

波蘭沖擊地壓次數(shù)與煤產(chǎn)量關(guān)系沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件我國(guó)沖擊地壓防治情況１９８３年煤層注水與深孔卸載爆破技術(shù)得到實(shí)施１９８４年引波蘭ＳＡＫ地音監(jiān)控系統(tǒng)和ＳＹＬＯＫ微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)１９８７年制定了第一部?沖擊地壓煤層安全開(kāi)采暫行規(guī)定?及?煤的沖擊傾向測(cè)定方法?１９９８年制定?煤層沖擊傾向性分類及指標(biāo)的測(cè)定方法?１９９９年制定?巖石沖擊傾向性分類及指標(biāo)的測(cè)定方法?沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件沖擊地壓的影響因素1煤層及頂?shù)装辶W(xué)特性2開(kāi)采深度及支承應(yīng)力3地質(zhì)構(gòu)造4開(kāi)采方法：（1）采煤方法（2）煤柱尺寸（3）采掘順序（4）放炮工藝沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件沖擊地壓工作面的頂板特性沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件發(fā)生沖擊地壓的頻率與深度關(guān)系沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件波蘭發(fā)生沖擊地壓的深度沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件工作面前方的支承壓力h=600m沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件工作面周圍的應(yīng)力等值線和高應(yīng)力區(qū)沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件矩形巷道周圍的應(yīng)力特征沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件殘留煤柱下的高應(yīng)力

（煤層距60m)沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件工作面前方和側(cè)部的支承壓力沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件上部煤柱下的高應(yīng)力沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件單一和雙側(cè)開(kāi)采的工作面前方應(yīng)力沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件采煤工作面周圍的支承壓力---

特別注意：兩工作面高應(yīng)力疊加區(qū)沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件開(kāi)采深度及支承壓力

煤柱上方的支承壓力沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件沖擊危險(xiǎn)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則1彈性變形能指數(shù)

wET---單位體積在受力過(guò)程中所儲(chǔ)存的變形能與消耗的變形能之比WET=A1/A2強(qiáng)烈

中等無(wú)沖擊沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件彈性能指數(shù)的典型變形曲線沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件沖擊危險(xiǎn)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則沖擊傾向強(qiáng)烈沖擊傾向中等無(wú)沖擊傾向---------沖擊能量指數(shù)煤的全變形過(guò)程中加載時(shí)積蓄的能量（N1)與卸載時(shí)所耗損的能量(N2)之比K=N1/N2沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件沖擊危險(xiǎn)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則2沖擊傾向指數(shù)------煤樣動(dòng)態(tài)破壞時(shí)間ms------毫秒沖擊傾向中等無(wú)沖擊傾向沖擊傾向強(qiáng)烈沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件煤樣動(dòng)態(tài)破壞時(shí)間

沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件?煤層沖擊傾向性分類指標(biāo)的測(cè)定方法?MT/T174-2000評(píng)判結(jié)果無(wú)沖擊傾向弱沖擊傾向強(qiáng)沖擊傾向動(dòng)態(tài)破壞時(shí)間，msDT>50050<DT<=500DT<=50彈性能指數(shù)WET<22<=WET<5WET>=5沖擊能量指數(shù)KE<1.51.5<=KE<5KE>=5沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件頂板沖擊傾向性彎曲能量指數(shù)Ｕwq(kj)

[б]抗彎強(qiáng)度h巖梁厚度E彈性模量P深度應(yīng)力沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件頂板沖擊傾向性

類別

彎曲能量指數(shù)無(wú)沖擊傾向＜＝１０ 弱沖擊傾向 １０＜Uwq<=100強(qiáng)沖擊傾向Uwq>=100沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件波蘭頂板沖擊傾向指標(biāo)--巖石彈性變形能指數(shù)kJ/m3---巖樣單軸抗壓強(qiáng)度Mpa----巖樣試驗(yàn)卸載彈性模量MpaIPES-----無(wú)

II50<=PES<100低

III100<=PES<200高

IV200<=PES

極高沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件沖擊地壓的預(yù)測(cè)（沖擊危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)）

?煤礦安全規(guī)程?第六節(jié)第八十四條規(guī)定：開(kāi)采沖擊地壓煤層時(shí)，沖擊危險(xiǎn)程度和采取措施后的實(shí)際效果，可采用鉆粉率指標(biāo)法、地音法、微震法等方法確定。沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件沖擊危險(xiǎn)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)可以分成三大類

以鉆屑法為主的巖石力學(xué)方法以地音和微震為主的地球物理方法和電磁監(jiān)測(cè)法經(jīng)驗(yàn)類比分析法即分析生產(chǎn)地質(zhì)條件，根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)判別沖擊危險(xiǎn)程度。沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件鉆屑法原理

通過(guò)測(cè)量鉆孔煤粉量的多少，以確定相應(yīng)的煤體應(yīng)力狀態(tài)，研究煤粉量與煤體應(yīng)力之間的定量關(guān)系是實(shí)施這種方法的理論基礎(chǔ)。沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件巖石強(qiáng)度的主要影響因素試件尺寸長(zhǎng)寬比沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件三軸應(yīng)變曲線---在三軸狀態(tài)下可以積聚更高的彈性變形能沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件巖石強(qiáng)度的主要影響因素---加載時(shí)間

蠕變應(yīng)力松弛處于高應(yīng)力區(qū)的煤柱在長(zhǎng)期承載狀態(tài)下易發(fā)生突然破壞。沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件工作面煤壁前方極限應(yīng)力分布沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件

巷道周圍的塑性區(qū)（極限應(yīng)力區(qū)）和彈性區(qū)

沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件煤樣的應(yīng)力－應(yīng)變曲線

沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件極限煤粉量

在極限煤體應(yīng)力狀態(tài)下所產(chǎn)生的煤粉量，是煤體由彈性應(yīng)力狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闃O限應(yīng)力狀態(tài)時(shí)體積膨釋放出的煤量。此量愈大發(fā)生沖擊地壓的危險(xiǎn)愈大。沖擊危險(xiǎn)指標(biāo)１煤粉量指標(biāo)２距離指標(biāo)３動(dòng)力效應(yīng)沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件煤粉鉆孔力學(xué)模型沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件極限煤粉量理論計(jì)算沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件試驗(yàn)鉆孔煤粉量分布沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件

典型鉆屑量變化沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件煤塊三維實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)鉆孔效應(yīng)

鉆進(jìn)過(guò)程中應(yīng)力突然降低意味著發(fā)生了沖擊沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件試驗(yàn)鉆孔臨界煤粉量和

卸壓鉆孔參照煤粉量（德國(guó)）

試驗(yàn)鉆孔：孔徑：４2mm6L/m

46mm7L/m50mm8L/m此時(shí)，高應(yīng)力區(qū)距煤壁小于3M內(nèi)M—開(kāi)采厚度卸壓鉆孔孔徑：95mm30L/m

145mm70L/m200mm140L/m

沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件門(mén)礦和龍風(fēng)礦沖擊危險(xiǎn)指標(biāo)沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件地音微震監(jiān)測(cè)

物體在外力作用下產(chǎn)生變形和破裂的同時(shí)，以脈沖形式釋放彈性能，產(chǎn)生應(yīng)力波，這種現(xiàn)象稱聲發(fā)射（地音），地音監(jiān)測(cè)法的原理是近距離連續(xù)監(jiān)測(cè)煤巖體的地音現(xiàn)象，以此預(yù)測(cè)沖擊地壓．煤巖體在突然破壞時(shí)，以震動(dòng)方式釋放的低頻高強(qiáng)度聲波，亦稱微震．微震監(jiān)測(cè)法的原理是借助于多點(diǎn)，不同位置安裝的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)測(cè)煤巖體的微震能量和頻度變化，以此預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)沖擊地壓可能發(fā)生的地點(diǎn)和時(shí)刻。沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件地音與微震的區(qū)別項(xiàng)目地音微震動(dòng)態(tài)顯現(xiàn)聲學(xué)效應(yīng)振動(dòng)效應(yīng)頻率（赫）１０2__105＜１０２延續(xù)時(shí)間毫秒級(jí)秒級(jí)事件能量（焦耳）＜１０３＞１０３傳播距離（米）＜１０３＞１０３沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件地音監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件地音微震與沖擊地壓的關(guān)系沖擊地壓是煤巖體脆性破壞時(shí)的一種動(dòng)力現(xiàn)象地音（聲發(fā)射）是煤巖體微觀破裂過(guò)程能量釋放的顯現(xiàn)微震是煤巖體破裂過(guò)程的低頻震動(dòng)顯現(xiàn)，其釋放的能量一般較大。沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件砂巖應(yīng)力-應(yīng)變與聲發(fā)射總數(shù)沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件門(mén)頭溝礦3431監(jiān)測(cè)區(qū)地音能率曲線

沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件地音與噪音信號(hào)特征沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件沖擊地壓過(guò)程中的地音規(guī)律沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件地音監(jiān)測(cè)結(jié)果與支柱載荷關(guān)系頂板斷裂（地音）在先，回轉(zhuǎn)與下沉（支架在和增加）在后。每次地音大事件，均伴隨著支架載荷增加。沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件頂板活動(dòng)和斷層地音定位結(jié)果沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件地音預(yù)報(bào)效果（田陳煤礦）沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件電磁監(jiān)測(cè)法－－煤巖體受力產(chǎn)生變形破壞時(shí)其電磁特性也同樣發(fā)生變化．主要指標(biāo)為電磁強(qiáng)度和電磁脈沖數(shù)．電磁強(qiáng)度主要反映煤巖體受力強(qiáng)度與變形破壞強(qiáng)度，脈沖數(shù)則反映煤巖體變形與微破裂的頻度．沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件沖擊地壓防治措施防范措施1開(kāi)采解放層2合理的開(kāi)采系統(tǒng)，盡可能無(wú)煤柱開(kāi)采3頂板和煤層預(yù)注水4煤層超前松動(dòng)爆破5頂板超前爆破沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件沖擊地壓防治-----開(kāi)采解放層沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件開(kāi)采解放層沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件開(kāi)采解放層必需的最小層間距沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件

解放帶尺寸沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件沖擊地壓防治----煤層注水

注水前后支承壓力變化沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件沖擊傾向指標(biāo)與注水關(guān)系沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件注水前后煤體的全應(yīng)力應(yīng)變曲線沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件煤樣吸水特性沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件含水率對(duì)煤體強(qiáng)度的影響沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件含水率對(duì)煤體強(qiáng)度包絡(luò)線的影響沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件干燥煤樣與飽和浸水煤樣的動(dòng)態(tài)破壞時(shí)間對(duì)比沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件注水對(duì)支承壓力分布的影響沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件煤層注水孔布置沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件卸壓爆破沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件爆破前后支承壓力變化沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)課件卸載爆破后的應(yīng)力分布沖擊地壓防治指導(dǎo)培訓(xùn)