張總沖擊地壓防治(培訓(xùn)教材)2

張士斌濟寧三號煤礦

TEL擊地壓基礎(chǔ)知識及防治技術(shù)研究與實踐.沖擊地壓事故國內(nèi)外沖擊地壓事故現(xiàn)場圖片沖擊地壓是煤巖體中聚集的能量突然大量釋放，快速破壞煤巖體，并產(chǎn)生強烈震動。我國最大的沖擊地壓為里氏4.3級，地面震感明顯，已成為公共安全問題。.沖擊地壓發(fā)生后的損害細(xì)節(jié)巖塊嵌入水管表面.電纜被高速拋出的巖塊割斷(實驗結(jié)果表明：巖石彈射速度>50m/s).巖層重力破壞德國魯爾急傾斜巷道h=600m.魯爾礦區(qū)沖擊地壓h=950m.魯爾礦區(qū)沖擊地壓輕度顯現(xiàn)–工作面煤壁中等顯現(xiàn)--回采巷道.魯爾礦區(qū)沖擊地壓巷道底板瞬間鼓起魯爾礦區(qū).濟三煤礦6303工作面沖擊地壓2004年11月30日.濟三煤礦6303工作面沖擊地壓2004年11月30日.濟三煤礦6303工作面沖擊地壓2004年11月30日.濟三煤礦6303工作面沖擊地壓2004年11月30日.濟三煤礦6303工作面沖擊地壓2004年11月30日.濟三煤礦6303工作面沖擊地壓2004年11月30日.北京木城澗礦2004-6-27沖擊地壓.北京木城澗礦2004-6-27沖擊地壓.北京木城澗礦2004-6-27沖擊地壓.50年代中期印度某金礦巷道中巖爆造成的戲劇性效果巖爆前中度破壞區(qū).嚴(yán)重破壞區(qū)完全閉合區(qū).美國LuckyFriday金屬礦采場中發(fā)生的沖擊地壓：

(埋深超過700m,震級3.6-4.2,發(fā)生于1988年10月18日).美國LuckyFriday金屬礦采場中發(fā)生的沖擊地壓：

(埋深超過700m,震級3.6-4.2,發(fā)生于1988年10月18日).南非某礦沖擊地壓對巷道的破壞(巷道尺寸3m*3m,埋深1540m,震級4).巷道尺寸3m*3m深度2600m震級4.震級3.7對上圖巷道破壞的推斷，估計是由巷道中部巖層的剪切破壞引起的.國內(nèi)沖擊礦壓歷史及現(xiàn)狀

我國最早記錄的沖擊礦壓現(xiàn)象于1933年發(fā)生在撫順勝利煤礦，當(dāng)時的開采深度為200m左右。50年代以前只有兩個礦井發(fā)生了沖擊礦壓。50年代增加到7個，60年代為12個，70年代達(dá)到22個，進(jìn)入80年代，猛增到50多個。近年來，我國東部大部分礦區(qū)的地下煤炭開采也轉(zhuǎn)入深部開采，一些原來少見的沖擊礦壓和礦井突水等災(zāi)害事故頻頻發(fā)生，這些現(xiàn)象在我國東部的大型現(xiàn)代化礦井尤為突出。.國內(nèi)沖擊礦壓歷史及現(xiàn)狀

例如，像兗州、新汶、大屯、徐州、淮南、淮北肥城等礦區(qū)，在采深不超過500m時從來沒發(fā)生過沖擊礦壓事故，但采深超過500m后就出現(xiàn)了，并且隨著采深的增加，這種災(zāi)害起越來越嚴(yán)重，特別在被傳統(tǒng)理論認(rèn)為不可能發(fā)生沖擊礦壓的“三軟”礦區(qū)（如徐州東部礦區(qū)）也發(fā)生了嚴(yán)重的沖擊礦壓事故。據(jù)統(tǒng)計，近5年來，兗州、新汶、大屯、徐州四大現(xiàn)代化礦井累計發(fā)生100余次沖擊礦壓事故，造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失。.國內(nèi)沖擊礦壓歷史及現(xiàn)狀

我國礦井的沖擊礦壓從全局看，仍屬局部性災(zāi)害范疇。但其發(fā)展趨勢是嚴(yán)酷的。由于開采深度及采掘范圍的擴大，雖然采取了許多針對性措施，但沖擊礦壓次數(shù)并未明顯降低。所以開展沖擊礦壓基本知識教育，加強沖擊礦壓煤層安全生產(chǎn)管理，進(jìn)一步深入開展沖擊礦壓的預(yù)測預(yù)報和防治研究，仍是十分必要的。

.沖擊地壓基礎(chǔ)知識一、沖擊地壓動力災(zāi)害現(xiàn)象二、沖擊地壓發(fā)生原因三、沖擊地壓機理研究四、沖擊危險的預(yù)測預(yù)報五、沖擊地壓解危與治理措施.沖擊地壓

動力災(zāi)害現(xiàn)象.一、沖擊地壓動力災(zāi)害現(xiàn)象1、災(zāi)害現(xiàn)象與嚴(yán)重程度沖擊地壓作為人為誘發(fā)的地震，危害性很大。采礦誘發(fā)的地震達(dá)3~4級，最大5.6級沖擊地壓：大量煤巖體突然劇烈破壞并向采掘空間劇烈運動的災(zāi)害動力現(xiàn)象，可摧毀巷道、引發(fā)其他礦井災(zāi)害，造成人員傷亡。1738年英國史塔夫礦首次記錄，我國1938年撫順。煤礦，有沖擊地壓危險礦井占20%以上。中國是世界上煤巖動力災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一。.開采引發(fā)地震震級，最大5.6級。我國4級。一次性破壞巷道500m。一次3.7級，造成588幢房屋倒塌。一、沖擊地壓動力災(zāi)害現(xiàn)象.煤巖動力現(xiàn)象與沖擊地壓一、沖擊地壓動力災(zāi)害現(xiàn)象.直接將煤巖動力拋向巷道，引起強烈震動，產(chǎn)生強烈聲響，造成巖體的破斷和裂縫擴展突發(fā)性。無預(yù)兆，過程短暫，持續(xù)時間幾秒到幾十秒，難于準(zhǔn)確預(yù)報發(fā)生時間、地點和強度瞬時震動性。像爆炸強烈震動，重型設(shè)備被移動，人員被彈起摔倒，震動波及范圍可達(dá)幾公里甚至幾十公里，地面有地震感覺巨大破壞性。大量煤體突然拋出，堵塞巷道，破壞支架；造成慘重的人員傷亡和巨大的生產(chǎn)損失復(fù)雜性。各種條件和采煤方法均出現(xiàn)過沖擊地壓的特點一、沖擊地壓動力災(zāi)害現(xiàn)象.顯現(xiàn)強度分為四類

1．彈射：單個碎塊從煤巖體表面彈射出來，伴有強烈的聲響。2．礦震：它是煤、巖內(nèi)部的沖擊地壓，即深部的煤或巖體發(fā)生破壞。但煤、巖并不向已采空間拋出，只有片幫或塌落現(xiàn)象，煤或巖體產(chǎn)生明顯震動，伴有巨響，有時產(chǎn)生煤塵。較弱的礦震稱為微震，也稱為“煤炮”。3．弱沖擊：煤或巖石向已采空間拋出，但對支架和設(shè)備無損害，圍巖震動，伴有很大聲響，產(chǎn)生煤塵，在瓦斯煤層中可能有大量瓦斯涌出。4．強沖擊：部分煤或巖體急劇破壞，大量的煤或巖石向已采空間拋出，出現(xiàn)支架折損、設(shè)備移動和圍巖強烈震動，伴有巨大聲響，形成大量煤塵。沖擊地壓的分類-1一、沖擊地壓動力災(zāi)害現(xiàn)象.沖擊地壓的分類-2強沖擊一、沖擊地壓動力災(zāi)害現(xiàn)象（a）在被巷道切割的煤柱中；（b）在煤層邊緣部分；（c）在連續(xù)煤體中；（d）在掘進(jìn)的煤層巷道中；（e）在被巷道從煤體分離出來的煤柱中；（f）在有底板或頂板破壞的巷道中；（g）初次放頂時頂板折斷處.沖擊地壓可分為由采礦活動引起的采礦型沖擊地壓和由構(gòu)造活動引起的構(gòu)造型沖擊地壓。采礦型沖擊地壓可分為壓力型、沖擊型和沖擊壓力型。壓力型沖擊地壓是由于巷道周圍煤體中的壓力由亞穩(wěn)態(tài)增加至極限值，其聚集的能量突然釋放。沖擊型沖擊地壓是由于煤層頂?shù)装搴駧r層突然破斷或位移引發(fā)的，它與震動脈沖地點有關(guān)。在某種程度上，構(gòu)造型沖擊地壓也可看作為沖擊型。沖擊壓力型沖擊地壓則介于上述兩者之間，當(dāng)煤層受較大壓力時，來自圍巖內(nèi)不大的沖擊脈沖作用下發(fā)生的沖擊地壓。沖擊地壓的分類-3一、沖擊地壓動力災(zāi)害現(xiàn)象.沖擊地壓：煤巖體突然動力破壞，釋放大量能量的災(zāi)害動力現(xiàn)象，可摧毀巷道、引發(fā)其他礦井災(zāi)害，造成人員傷亡煤層沖擊地壓現(xiàn)象.頂板或底板沖擊地壓現(xiàn)象.沖擊地壓對井下巷道的影響主要是動力將煤巖拋向巷道，破壞巷道周圍煤巖的結(jié)構(gòu)及支護系統(tǒng)，使其失去功能。振動速度對井巷的影響2、對井下巷道工作面的影響影響程度振動速度,mm/s影響特征I<200對井巷無影響II200~400對井巷影響較小，產(chǎn)生小破壞，出現(xiàn)裂縫、剝落等現(xiàn)象III>400對井巷影響較大，出現(xiàn)大裂縫一、沖擊地壓動力災(zāi)害現(xiàn)象.沖擊地壓、震動使人體各器官產(chǎn)生共振而損傷。醫(yī)學(xué)分析表明：腦部，91%；胸部，60%；內(nèi)部器官，18%；上下肢，18%。3、對礦工的影響器官名稱共振頻率Hz頭4眼7~25上下顎60~90喉、氣管、支氣管6~8胸12~16上肢5~9骨3~8腹腔4.5~10肝3~4膀胱10~18骨盆5~9下肢5人在坐的位置5~12人在站的位置4~6一、沖擊地壓動力災(zāi)害現(xiàn)象.沖擊地壓對將造成類似于地震那樣的災(zāi)害。4、對地表建筑物的影響日期地點震動能量震級建筑物破壞數(shù)量1970.09.30Bytom8×1094.264271981.07.12Bytom1×1093.84521982.06.04Bytom9×1083.775881984.02.18Ligota-kochlowice2×1093.952411992.05.05Bojszowy2×1093.953001994.12.09Kochlowice3×1094.04140一、沖擊地壓動力災(zāi)害現(xiàn)象.沖擊地壓基礎(chǔ)知識一、沖擊地壓動力災(zāi)害現(xiàn)象二、沖擊地壓發(fā)生原因三、沖擊地壓機理研究四、沖擊危險的預(yù)測預(yù)報五、沖擊地壓解危與治理.沖擊地壓

發(fā)生原因.二、沖擊地壓發(fā)生原因.二、沖擊地壓發(fā)生原因沖擊地壓發(fā)生的規(guī)律●開采深度600～800m（特殊礦井400m）以下；●煤層及頂板有沖擊傾向性；●在孤島工作面及煤柱等應(yīng)力集中區(qū)進(jìn)行采掘活動；●地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜區(qū)域。如斷層附近及其尖滅處；向背斜軸部及其兩翼應(yīng)力集中處；濟三礦根據(jù)本礦及全省大量的數(shù)理統(tǒng)計和資料分析總結(jié)出沖擊地壓發(fā)生的各種規(guī)律如下：.二、沖擊地壓發(fā)生原因沖擊地壓發(fā)生的規(guī)律●堅硬厚層砂巖頂板；●煤層上覆巨厚堅硬礫巖層；●停采線、初采線（切眼）、煤柱附近區(qū)域；●工作面上下順槽0～150m范圍；●沿空掘進(jìn)巷道迎頭0～60m范圍；●回收或串采煤柱；●回采工作面老頂初次或周期來壓；

.二、沖擊地壓發(fā)生原因沖擊地壓發(fā)生的規(guī)律●堅硬厚層頂板或高位巨厚礫巖層，在工作面間隔2～4個周期來壓期間；●煤層厚薄變化較大處；●綜采或綜放工作面在機頭（尾）割煤移架；●炮采或炮掘迎頭放炮；●采空區(qū)大面積懸頂。.礦壓顯現(xiàn)強烈沖擊地壓危險加大瓦斯涌出量增加突出危險性增加地溫升高開采困難和經(jīng)濟效益下降

隨著開采深度的增加，采礦工程面臨的問題更加復(fù)雜，由此產(chǎn)生的工程災(zāi)害事故更為嚴(yán)重，尤其是沖擊地壓危險加大。二、沖擊地壓發(fā)生原因1、開采深度.我國煤礦深井沖擊地壓發(fā)生情況.目前國有重點煤礦中采深大于700m的礦井有50多處，山東省超過1000m礦井14處。國內(nèi)：沈陽采屯礦1197m；長廣礦1000m；新汶孫村礦1055m；北票冠山礦1059m；徐州張小樓礦1100m；開灤趙各莊礦1159m；北京門頭溝1008m。德國1991年平均采深900m,最大采深1500m；超過1000m的國家：

俄羅斯英國波蘭日本比利時等。國外：二、沖擊地壓發(fā)生原因.2.煤體力學(xué)特性的影響在一定的圍巖與壓力條件下，任何煤層中的巷道或采場可能發(fā)生沖擊地壓煤的強度越高，引發(fā)沖擊地壓所要求的應(yīng)力越小，反過來說，若煤的強度越小，要引發(fā)沖擊地壓，就需要比硬煤高得多的應(yīng)力煤的沖擊傾向性是評價煤層沖擊性的特征參數(shù)之一沖擊能量指數(shù)KE彈性能量指數(shù)WET動態(tài)破壞時間DT單向抗壓強度Rc

二、沖擊地壓發(fā)生原因.《中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》MT/T174-2000二、沖擊地壓發(fā)生原因煤的沖擊傾向鑒定指標(biāo)值指標(biāo)強沖擊弱沖擊無沖擊動態(tài)破壞時間DT/ms≤5050~500＞500沖擊能量指數(shù)KE/kJ≥5.05.0~1.5＜1.5彈性能量指數(shù)WET≥5.05.0~2.0＜2.0.3.頂板巖層結(jié)構(gòu)的影響堅硬厚層砂巖頂板容易聚積大量的彈性能。在其破斷過程中或滑移過程中，大量的彈性能突然釋放，形成強烈震動，導(dǎo)致頂板煤層型頂板型沖擊地壓。二、沖擊地壓發(fā)生原因開采初期，堅硬頂板呈梁或板的形態(tài)，其下產(chǎn)生離層。隨工作面的推進(jìn)，離層量不斷增加，最大離層量位于采空區(qū)中部。當(dāng)工作面推進(jìn)到一定程度后，堅硬頂板斷裂垮落，中部的離層量消失.堅硬巖層來壓時，頂板下沉是非常劇烈，工作面及其周圍巷道的礦壓顯現(xiàn)是非常明顯的初次來壓的頂板下沉量是正?；夭善陂g的5~6倍二、沖擊地壓發(fā)生原因初次來壓期間頂板下沉量曲線圖.在堅硬頂板條件下，頂板運動速度是非?？斓?，其動能是非常大的二、沖擊地壓發(fā)生原因初次來壓期間24小時內(nèi)的頂板下沉速度圖.頂板活動與沖擊地壓二、沖擊地壓發(fā)生原因煤體移動造成粉煤帶和破碎帶

.4.地質(zhì)構(gòu)造的影響地層動力運動形成各種各樣的地質(zhì)構(gòu)造，如斷層、皺曲等對煤礦沖擊地壓的發(fā)生有較大的影響龍風(fēng)礦，當(dāng)巷道接近斷層時，沖擊地壓發(fā)生的次數(shù)明顯上升，且強度加大二、沖擊地壓發(fā)生原因.煤層分叉和斷層附近沖擊危險煤層分叉的影響斷層的影響>二、沖擊地壓發(fā)生原因.皺曲附近沖擊危險二、沖擊地壓發(fā)生原因I區(qū)，皺曲向斜，垂直為壓力，水平為拉應(yīng)力，最易出現(xiàn)冒頂和沖擊地壓；II區(qū)皺曲翼，垂直和水平均為壓應(yīng)力，最易出現(xiàn)沖擊地壓；III區(qū)皺曲背斜，垂直拉力，水平壓應(yīng)力，最大礦山壓力區(qū)域。.5.沖擊地壓多發(fā)區(qū)域二、沖擊地壓發(fā)生原因序號發(fā)生沖擊地壓的地點垮落面充填面1采空區(qū)邊的原煤體（60m）9.4-2采動壓力影響的原煤體27.45.93采動壓力區(qū)外靠近采空區(qū)10.40.94采動壓力區(qū)內(nèi)靠近采空區(qū)11.36.65靠采空區(qū)的原煤體（60m）2.8-總數(shù)61.313.26采動壓力區(qū)外的原煤體24.5巷道：72.6%工作面：27.4%殘采區(qū)停采線：89％.上層煤停采線和煤柱上層煤柱的影響><上層煤停采線的影響二、沖擊地壓發(fā)生原因.采掘順序?qū)袘?yīng)力分布的影響a—工作面相向推進(jìn)b—巷道穿過煤柱二、沖擊地壓發(fā)生原因開采順序.停采線或邊角形成的非穩(wěn)定區(qū)。當(dāng)工作面推進(jìn)到該區(qū)域后，停采線上方的巖體將移動，形成二次應(yīng)力重新分布，就有可能形成沖擊地壓。二、沖擊地壓發(fā)生原因.采空區(qū)和老巷影響<鄰近采空區(qū)的影響老巷的影響>

二、沖擊地壓發(fā)生原因.當(dāng)兩層煤間布置的巷道相互平行時，在其投影間距很小，只有十幾米的情況下，就形成了煤柱，會造成應(yīng)力集中現(xiàn)象，不僅在一個煤層，而且在另一個煤層中，均可能會發(fā)生沖擊地壓。此外，在兩個煤層的巷道交叉時，也會發(fā)生這種情況二、沖擊地壓發(fā)生原因.工作面推進(jìn)速度的影響工作面的推進(jìn)速度越快，產(chǎn)生的礦山震動就越多推進(jìn)速度小于1m/d或3m/d左右時，沖擊地壓發(fā)生的次數(shù)最少；推進(jìn)速度為6<υ<10m/d時，防沖最不利二、沖擊地壓發(fā)生原因.工作面推進(jìn)速度的影響回采工作面勻速推進(jìn)對防治沖擊地壓的發(fā)生是有利的二、沖擊地壓發(fā)生原因停采兩周后釋放的能量比停采兩周前的要大6倍。而產(chǎn)量和震動數(shù)量基本一樣.沖擊地壓基礎(chǔ)知識一、沖擊地壓動力災(zāi)害現(xiàn)象二、沖擊地壓發(fā)生原因三、沖擊地壓機理研究四、沖擊危險的預(yù)測預(yù)報五、沖擊地壓解危與治理.沖擊地壓

發(fā)生機理研究.三、沖擊地壓機理研究強度理論：井巷和采場周圍產(chǎn)生應(yīng)力集中，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到煤巖體的強度極限時，煤巖體就會突然發(fā)生破壞，形成沖擊地壓剛度理論：礦山結(jié)構(gòu)(礦體)的剛度大于礦山負(fù)荷系統(tǒng)(圍巖)的剛度是產(chǎn)生沖擊地壓的必要條件能量理論：礦體—圍巖系統(tǒng)在其力學(xué)平衡狀態(tài)破壞時所釋放的能量大于所消耗的能量時就發(fā)生沖擊地壓沖擊傾向性理論：煤巖介質(zhì)產(chǎn)生沖擊破壞的固有能力或?qū)傩?，是沖擊地壓發(fā)生的必要條件

.強度準(zhǔn)則是煤體的破壞準(zhǔn)則，而能量準(zhǔn)則和沖擊傾向性是突然破壞準(zhǔn)則。三個準(zhǔn)則同時滿足，才是發(fā)生沖擊地壓的充分必要條件三、沖擊地壓機理研究“三準(zhǔn)則”機理模型.沖擊地壓基礎(chǔ)知識一、沖擊地壓動力災(zāi)害現(xiàn)象二、沖擊地壓發(fā)生原因三、沖擊地壓機理研究四、沖擊危險的預(yù)測預(yù)報五、沖擊地壓解危與治理.沖擊地壓

危險預(yù)測預(yù)報.沖擊地壓危險狀態(tài)決定因素：巖體應(yīng)力：是由于采深、構(gòu)造及開采歷史造成的，其中殘留煤柱和停采線上的應(yīng)力集中將長期作用，而采空區(qū)卸壓在一定時間后會消失。巖體特性：特別是形成高能量震動的傾向。這主要來自厚層、高強度的頂板巖層。減小頂板巖層的強度，增加巖層的分層數(shù)目，特別是多次分層開采可限制大震動的發(fā)生。煤層特征：主要是在超過某個壓力標(biāo)準(zhǔn)值時的動力破壞傾向性。對于所有的煤層來說，條件滿足時，都會發(fā)生沖擊。但對于弱沖擊煤層來說，所要求的壓力值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于具有沖擊傾向性的煤層。

四、沖擊地壓預(yù)測預(yù)報1.綜合指數(shù)法－危險程度分析與早期預(yù)報.

沖擊地壓危險等級劃分原則根據(jù)沖擊地壓發(fā)生的原因，沖擊地壓的預(yù)測預(yù)報、危險性評價及沖擊地壓的治理，通過統(tǒng)計、模糊數(shù)學(xué)等的分析研究，可以對沖擊地壓的危險程度按沖擊地壓危險狀態(tài)等級評定的綜合指數(shù)法定量化的分為如下表五級沖擊地壓危險等級井巷中沖擊地壓危險狀態(tài)沖擊地壓危險指數(shù)WtA無沖擊危險<0.25B弱沖擊危險0.25~0.5C中等沖擊危險0.5~0.75D強沖擊危險0.75~0.95E不安全>0.95四、沖擊地壓預(yù)測預(yù)報.地質(zhì)因素影響及指數(shù)序號因素危險狀態(tài)的影響因素影響因素的定義沖擊地壓危險指數(shù)1W1發(fā)生過沖擊地壓該煤層未發(fā)生過沖擊地壓-2該層發(fā)生過沖擊地壓0采用同種作業(yè)方式在該層和煤柱中多次發(fā)生過沖擊地壓32W2開采深度小于500m0500~700m1大于700m23W3頂板中堅硬（Rc≥60Mpa）厚巖層距煤層的距離>100m0100~50m1<50m34W4開采區(qū)域內(nèi)的構(gòu)造應(yīng)力集中>10%正常1>20%正常2>30%正常35W5頂板巖層厚度特征參數(shù)Lst<500≥5026W6煤的抗壓強度Rc≤16Mpa0Rc>16Mpa27W7煤的沖擊能量指數(shù)WETWET<202≤WET<52WET≥54四、沖擊地壓預(yù)測預(yù)報.開采因素影響及指數(shù)序號因素危險狀態(tài)的影響因素影響因素的定義沖擊危險指數(shù)1W1工作面距殘留區(qū)或停采線的垂直距離>60m060—30m2<30m32W2未卸壓的厚煤層留頂煤或底煤厚度大于1.0m33W3未卸壓一次采全高的煤厚<3.0m03.0—4.0m1>4.0m34W4兩側(cè)采空，工作面斜長為>300m0300—150m2<150m45W5沿采空區(qū)掘進(jìn)巷道無煤柱或小于3m小煤柱03—10m的煤柱210—15m的煤柱46W6接近采空區(qū)的距離小于50m掘進(jìn)面2回采面3接近煤柱的距離小于50m掘進(jìn)面1回采面37W7掘進(jìn)巷道接近老巷的距離小于50m老巷已充填1老巷未充填2回采工作面接近老巷的距離小于30m老巷已充填1老巷未充填2面接近分叉的距離小于50m掘進(jìn)面或回采面38W8面接近落差大于3m斷層的距離小于50m接近上盤1接近下盤29W9面接近煤層傾角劇烈變化的皺曲小于50m>15度210W10面接近煤層侵蝕或合層部分掘進(jìn)面或回采面211W11開采過上或下解放層，卸壓程度弱-2中等-4好-812W12采空區(qū)處理方式充填法2垮落法0四、沖擊地壓預(yù)測預(yù)報.沖擊危險狀態(tài)等級的綜合指數(shù)Wt——某采掘工作面的沖擊地壓危險狀態(tài)等級評定綜合指數(shù)，以此可以圈定沖擊地壓危險程度Wt1——地質(zhì)因素對沖擊地壓的影響程度及沖擊地壓危險狀態(tài)等級評定的指數(shù)Wt2——采礦技術(shù)因素對沖擊地壓的影響程度及沖擊地壓危險狀態(tài)等級評定的指數(shù)四、沖擊地壓預(yù)測預(yù)報.2.鉆屑法－局部監(jiān)測方法四、沖擊地壓預(yù)測預(yù)報支承壓力達(dá)到臨界值，且煤層又具有中等以上沖擊傾向性，沖擊地壓就可能發(fā)生支承壓力峰值大小及其距煤壁的遠(yuǎn)近，可采用鉆屑法探測鉆屑法是通過在煤層中打直徑42~50mm的鉆孔，根據(jù)排出的煤粉量及其變化規(guī)律和有關(guān)動力效應(yīng)，鑒別沖擊危險的一種方法.鉆屑規(guī)律當(dāng)鉆孔進(jìn)入煤壁一定距離處，鉆孔周圍煤體過渡到極限應(yīng)力狀態(tài)，并伴隨出現(xiàn)鉆孔動力效應(yīng)。應(yīng)力越大，過渡到極限應(yīng)力狀態(tài)的煤體越多，鉆孔周圍的破碎帶不斷擴大，排粉量不斷增多。鉆屑量的變化曲線和支承壓力分布曲線十分相似四、沖擊地壓預(yù)測預(yù)報.鉆屑量指標(biāo)鉆屑量指數(shù)：鉆出煤粉量與正常排粉量之比動力效應(yīng)：如鉆桿卡死、跳動、出現(xiàn)震動或聲響等現(xiàn)象記錄鉆孔時所發(fā)生的動力效應(yīng)，可更加準(zhǔn)確地判斷危險位置四、沖擊地壓預(yù)測預(yù)報鉆孔深度/煤層厚度1.51.5~33鉆屑量指數(shù)1.52~3≥4.3.微震法－區(qū)域性監(jiān)測方法四、沖擊地壓預(yù)測預(yù)報自動記錄微震活動，實時進(jìn)行震源定位和微震能量計算利用拾震儀站接收的直達(dá)P波起始點的時間差，在特定條件的波速場條件下進(jìn)行二維或三維定位，以判定破壞點，同時利用震相持續(xù)時間計算所釋放的能量和震級標(biāo)入采掘工程圖和上報顯示給生產(chǎn)指揮體系，以便及時采取措施.4.地音（聲發(fā)射）法－局部監(jiān)測預(yù)報方法四、沖擊地壓預(yù)測預(yù)報根據(jù)的巖體地音的參數(shù)與局部應(yīng)力場的變化來進(jìn)行巖石破壞的不穩(wěn)定階段是巖石中裂縫擴展的結(jié)果，而地音現(xiàn)象則是微擴漲（巖體中出現(xiàn)的破裂和零量裂隙縫）超過界限的表征，而該現(xiàn)象的進(jìn)一步發(fā)展則表明巖石的最終斷裂最終斷裂可引發(fā)高能量的震動，也可引發(fā)沖擊地壓.激發(fā)地音監(jiān)測巖體受壓時，局部較小應(yīng)力的變化（例如少量炸藥的爆炸）將引起巖體微裂隙的產(chǎn)生應(yīng)力越高，形成的裂縫就越大持續(xù)時間就越長，巖體中能量的聚積和釋放程度就越高，沖擊地壓發(fā)生的危險程度就越高四、沖擊地壓預(yù)測預(yù)報.實驗研究發(fā)現(xiàn):■煤巖流變-突變過程產(chǎn)生電磁輻射，是能量耗散的一種形式。■煤巖體的變形破裂是電磁輻射產(chǎn)生的根本原因。5.電磁輻射－局部監(jiān)測預(yù)報方法四、沖擊地壓預(yù)測預(yù)報.載荷越大，變形破裂過程越強烈，電磁輻射越強。電磁輻射效應(yīng)規(guī)律寬帶電磁輻射б=3.5MPaб=4.8MPaб=5.9MPa電磁輻射能夠反映煤巖體的變形破裂過程。通過電磁輻射可以監(jiān)測煤巖動力災(zāi)害的孕育、發(fā)展過程。四、沖擊地壓預(yù)測預(yù)報.非接觸、定向區(qū)域性連續(xù)監(jiān)測的寬頻電磁輻射監(jiān)測系統(tǒng)遠(yuǎn)程通訊模塊充電器數(shù)據(jù)處理軟件天線監(jiān)測主機

四、沖擊地壓預(yù)測預(yù)報.沖擊地壓的隨機性和突發(fā)性，破壞形式的多樣性，單憑一種方法預(yù)測是不可靠的必須結(jié)合沖擊地壓危險的區(qū)域預(yù)報與局部預(yù)報，早期預(yù)報與及時預(yù)報6.沖擊地壓的系統(tǒng)綜合預(yù)測四、沖擊地壓預(yù)測預(yù)報.沖擊地壓的系統(tǒng)綜合預(yù)測四、沖擊地壓預(yù)測預(yù)報分析地質(zhì)開采條件，根據(jù)綜合指數(shù)法和計算機模擬分析方法，預(yù)先劃分出沖擊地壓危險及重點防止區(qū)域，提出沖擊地壓的早期區(qū)域性預(yù)報采用微震監(jiān)測系統(tǒng)，對礦井沖擊危險提出區(qū)域和及時預(yù)報采用地音監(jiān)測法、電磁輻射監(jiān)測法等地球物理監(jiān)測手段，對礦井回采和掘進(jìn)工作面進(jìn)行局部地點的預(yù)測預(yù)報采用鉆屑法，對沖擊地壓危險區(qū)域進(jìn)行檢測和預(yù)報，對危險區(qū)域和地點進(jìn)行處理.沖擊地壓基礎(chǔ)知識一、沖擊地壓動力災(zāi)害現(xiàn)象二、沖擊地壓發(fā)生原因三、沖擊地壓機理研究四、沖擊危險的預(yù)測預(yù)報五、沖擊地壓解危與治理.沖擊地壓

解危與治理.1.1合理的開拓布置和開采方式合理的開拓布置和開采方式應(yīng)避免應(yīng)力集中和疊加，是防治沖擊地壓的根本性措施多數(shù)沖擊地壓是由于開采技術(shù)不合理而造成的不正確的開拓開采方式一經(jīng)形成就難于改變，臨到煤層開采時，只能采取局部措施，而且耗費很大，效果有限五、沖擊地壓解危與治理1.沖擊地壓防范措施.五、沖擊地壓解危與治理1.1合理的開拓布置和開采方式(1)開采煤層群時，開拓布置應(yīng)有利于解放層開采.首先開采無沖擊危險或沖擊危險小的煤層作為解放層。且優(yōu)先開采上解放層(2)劃分采區(qū)時，應(yīng)保證合理的開采順序，最大限度地避免形成煤柱等應(yīng)力集中區(qū)(3)采區(qū)或盤區(qū)的采面應(yīng)朝一個方向推進(jìn)，避免相向開采，以免應(yīng)力疊加.五、沖擊地壓解危與治理(4)在地質(zhì)構(gòu)造等特殊部位，應(yīng)采取能避免或減緩應(yīng)力集中和疊加的開采程序.在向斜和背斜構(gòu)造區(qū)，應(yīng)從軸部開始回采，在構(gòu)造盆地應(yīng)從盆底開始回采；在有斷層和采空區(qū)的條件下應(yīng)從采用斷層或采空區(qū)開始回采的開采程序(5)有沖擊危險的煤層的開拓或準(zhǔn)備巷道、永久硐室、主要上(下)山、主要溜煤巷和回風(fēng)巷應(yīng)布置在底板巖層或無沖擊危險煤層中，以利于維護和減小沖擊危險(6)開采有沖擊危險的煤層，應(yīng)采用不留煤柱垮落法管理頂板的長壁開采法(7)頂板管理采用全部垮落法，工作面支架采用具有整體性和防護能力的可縮性支架.五、沖擊地壓解危與治理1.2開采解放層一個煤層(或分層)先采，能使臨近煤層得到一定時間的卸載先采的解放層必須根據(jù)煤層賦存條件選擇無沖擊傾向或弱沖擊傾向的煤層實施時必須保證開采的時間和空間有效性（全垮3年，全充2年）不得在采空區(qū)內(nèi)留煤柱，以使每一個先采煤層的卸載作用能依次地使后采煤層得到最大限度的“解放”.五、沖擊地壓解危與治理1.2開采解放層.2.1卸壓爆破能最大限度地釋放聚積在煤體中的彈性能，在煤幫附近形成卸壓破壞區(qū)，使壓力升高區(qū)向煤體深部轉(zhuǎn)移振動爆破的合理布置及合理的裝藥量，不僅形成巖體震動，在一定程度上形成煤體的松動帶，且落煤方便炸藥爆炸形成的壓力與開采形成的壓力疊加，超過其極限狀態(tài)，使巖體卸壓或引發(fā)沖擊地壓五、沖擊地壓解危與治理2.沖擊地壓解危措施.五、沖擊地壓解危與治理卸壓爆破種類振動卸壓爆破：開采孤島工作面、煤柱、掘進(jìn)沿空巷道等應(yīng)力集中區(qū)沖擊地壓多發(fā)地段，對煤巖層進(jìn)行放炮卸壓，人為破壞煤巖強度，提前釋放彈性能量。切頂斷底爆破：在采空區(qū)或煤柱邊沿進(jìn)行采掘活動時，因煤體的支承作用，頂板冒落不充分，往往留有部分懸頂，造成應(yīng)力集中，對采空區(qū)或煤柱側(cè)進(jìn)行頂（底）板放炮，降低應(yīng)力集中程度，使應(yīng)力向煤體深部轉(zhuǎn)移。高位深孔預(yù)裂爆破

：在煤層上覆厚層堅硬巖層，進(jìn)行大直徑深孔（20～60m）大藥量爆破，對巖層進(jìn)行預(yù)裂，降低強度，釋放能量，減小來壓步距。

.對堅硬巖層進(jìn)行處理五、沖擊地壓解危與治理.五、沖擊地壓解危與治理2.2煤層注水煤的強度與沖擊傾向指數(shù)WET也隨煤的濕度的增加而降低

單向抗壓強度與其含水量沖擊傾向指數(shù)與煤的濕度增量.五、沖擊地壓解危與治理短鉆孔注水法鉆孔通常垂直煤壁，且在煤層中線附近。注水時，依次在每一個鉆孔放入注水槍，水壓通常為20-25Mpa。注水孔間距為6-10m，注水鉆孔深不小于10m，封孔封在破裂帶以外優(yōu)點：容易鉆孔注水；可在煤層的任意部分進(jìn)行；可在難打長鉆孔的薄煤層進(jìn)行注水；可在其他不方便的條件下注水缺點：注水工作在機道進(jìn)行，影響采煤；注水工作須在沖擊最危險的區(qū)域進(jìn)行；注水范圍小.五、沖擊地壓解危與治理長鉆孔注水法通過平行工作面的鉆孔，對原煤體進(jìn)行高壓注水，鉆孔長度應(yīng)覆蓋整個工作面范圍。注水鉆孔間距應(yīng)為10-20m注水槍應(yīng)布置在破碎帶以外，注水區(qū)應(yīng)在工作面前方60m外進(jìn)行優(yōu)點：工作面前方區(qū)域內(nèi)的注水是均勻的，注水工作在兩巷進(jìn)行，不影響采煤作業(yè)。注水的有效時間為三個月

.高壓長時注水五、沖擊地壓解危與治理.五、沖擊地壓解危與治理聯(lián)合注水法長、短鉆孔注水法的相互聯(lián)合采面部分區(qū)域采用長鉆孔注水，部分區(qū)域采用短鉆孔注水，水壓不小于10Mpa，當(dāng)降至5Mpa時，認(rèn)為該鉆孔水已注好.2.3鉆孔卸壓采用煤體鉆孔可以釋放煤體中聚集的彈性能，消除應(yīng)力升高區(qū)

五、沖擊地壓解危與治理.在鉆孔周圍形成一定的破碎區(qū)卸壓

通過煤層卸壓，釋放能量，清除沖擊危險

大直徑鉆孔Φ95mm、145mm、200mm

深度為煤層厚度3～４倍，孔間距10～15ｍ五、沖擊地壓解危與治理鉆孔卸壓.濟三煤礦沖擊地壓防治實踐一、6303工作面沖擊地壓防治實踐二、6304工作面沖擊地壓防治實踐三、1303c工作面沖擊地壓防治實踐四、16300輔順掘進(jìn)期間防沖實踐.6303工作面沖擊地壓防治實踐

.1、6303工作面沖擊地壓概況

濟三礦6303工作面位于六采區(qū)中部，東臨6302采空區(qū)，西臨6304工作面（當(dāng)時尚未回采），北臨十六采區(qū)，南臨五采區(qū)。工作面走向長度2057.8m，面長239.8m，采深680～700m。工作面開采3下煤層，厚度2.8～6.8m，平均厚度4.75m。直接頂為粉砂巖及粉細(xì)砂巖互層，深灰色，致密堅硬，f=4～6，局部無直接頂。老頂為中砂巖，厚度7.83～27.45m，平均厚度20.51m，灰白色，致密堅硬，f=8～10。底板為粉砂巖，厚度0～3.2m，淺灰色，f=4～6。一、6303工作面沖擊地壓防治實踐.

2004年11月30日，6303工作面輔順發(fā)生沖擊地壓，煤壁前方66～96米范圍內(nèi)，實體煤側(cè)煤體瞬間突出1～2m，將工作面移動變電站的7個車盤子掀翻，造成工作面停產(chǎn)，突出的煤體與頂板離層100～200mm，向工作面內(nèi)延深5米以上，致使工作面停產(chǎn)。隨后的回采過程中，盡管采取了多種綜合防治措施，又間斷的發(fā)生了13次程度不一的沖擊地壓。由于礦采取措施得力，沒有出現(xiàn)人員傷亡事故。

一、6303工作面沖擊地壓防治實踐.一、6303工作面沖擊地壓防治實踐2、6303工作面輔順煤體沖擊原因分析

2.1煤巖層性質(zhì)●頂板性質(zhì)：六采區(qū)回采的3下煤層頂板老頂為堅硬穩(wěn)定的中砂巖，泥硅質(zhì)膠結(jié)，厚度大，平均厚度在23m左右，f=8～10。局部有直接頂，賦存不穩(wěn)定，為粉砂巖和粉細(xì)砂巖互層，厚度在0～7m之間，f=4～6。厚度大、堅硬的老頂是產(chǎn)生沖擊危險的一個主要因素。6303輔順的沖擊顯現(xiàn)，堅硬的老頂是主要因素之一。●煤的特性：沖擊地壓發(fā)生的必要條件是煤層中能積聚較多的彈性能，所以強度高、彈性大、脆性大是沖擊危險煤層的基本特征。3下煤煤質(zhì)性脆，硬度低，f=1～2，局部層理裂隙發(fā)育；3下煤具有較高的強度，單向抗壓強度值為25MPa。根據(jù)煤層這樣的力學(xué)特性，可以判斷在一定條件下，具備沖擊發(fā)生的危險。.一、6303工作面沖擊地壓防治實踐2.2煤巖層賦存條件及地質(zhì)構(gòu)造

●開采深度：六采區(qū)整體煤層埋藏較深，6303輔順埋深達(dá)到了669.9～711.7m，已超過了發(fā)生沖擊危險的臨界深度，具備了發(fā)生沖擊的開采深度條件?！裥鄬?、褶曲構(gòu)造及煤厚變化：此次沖擊發(fā)生的地點恰好位于SF33和SF28兩條斷層南側(cè)，由于斷層存在而使煤巖體產(chǎn)狀發(fā)生變化，存在較大的殘余構(gòu)造應(yīng)力，是造成沖擊的一個因素。

.一、6303工作面沖擊地壓防治實踐2.3鄰近工作面開采引起的應(yīng)力集中

6303輔順沿空巷道實體煤側(cè)支承應(yīng)力峰值距巷幫距離只有4m左右，且其值達(dá)31.2MPa，這樣將會在巷幫與應(yīng)力峰值間產(chǎn)生較大的應(yīng)力差，使巷幫產(chǎn)生破壞，應(yīng)力峰值向煤巖體深部轉(zhuǎn)移。在地質(zhì)構(gòu)造附近及煤層賦存異常的地點，這種應(yīng)力轉(zhuǎn)移不能正常進(jìn)行，產(chǎn)生局部應(yīng)力集中，并積聚大量能量。在能量積累到一定程度時，在受到某種擾動，則會出現(xiàn)沖擊地壓顯現(xiàn)。.一、6303工作面沖擊地壓防治實踐2.4工作超前支承壓力的影響作用分析

根據(jù)礦壓觀測資料，本工作面直接頂初次垮落步距為15.2m，老頂初次來壓步距為52.8m，持續(xù)時間2天，從工作面礦壓顯現(xiàn)情況來看，本面老頂初次來壓主要表現(xiàn)為支架工作阻力較大、增阻較快（整架工作阻力最大為5561KN）；工作面煤壁片幫普遍；支架安全閥開啟率較大。從所觀測的周期來壓情況來看，本面周期來壓步距為18－24m，平均22m，持續(xù)時間1—2天。

上次周期來壓時間是11月24、25日，截止到發(fā)生沖擊的30日，工作面輔順側(cè)推進(jìn)16.0m，膠順推進(jìn)17.6m，符合周期來壓的規(guī)律。發(fā)生沖擊時，采煤機恰好在機尾處割煤，對輔順發(fā)生沖擊起誘發(fā)作用。

.一、6303工作面沖擊地壓防治實踐3、發(fā)生事故后礦采取的緊急措施工作面暫時停止生產(chǎn)成立以礦長為組長、工程師為副組長的沖擊地壓領(lǐng)導(dǎo)小組、防沖專業(yè)人員邀請中國礦業(yè)大學(xué)防沖專家對該面沖擊危險性進(jìn)行評論證取六采區(qū)煤巖樣進(jìn)行沖擊危險性鑒定制定沖擊地壓防治初步方案.一、6303工作面沖擊地壓防治實踐制定恢復(fù)生產(chǎn)前沖擊地壓防治措施及工作面正常生產(chǎn)期間沖擊地壓防治專項措施迅速對全礦副科級以上領(lǐng)導(dǎo)干部以及參與現(xiàn)場作業(yè)的所有人員進(jìn)行沖擊地壓基礎(chǔ)知識強制性培訓(xùn)嚴(yán)格按照措施組織實施恢復(fù)生產(chǎn)前的解危處理工作抓好恢復(fù)生產(chǎn)后的沖擊地壓危險監(jiān)測及解危處理工作.一、6303工作面沖擊地壓防治實踐4、6303工作面沖擊地壓預(yù)測預(yù)報措施電磁輻射監(jiān)測法鉆屑法監(jiān)測頂板動態(tài)監(jiān)測法

.一、6303工作面沖擊地壓防治實踐電磁輻射監(jiān)測法距工作面150m范圍內(nèi)每10米布置一個電磁輻射監(jiān)測點，每班派專人進(jìn)行監(jiān)測，及時對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、處理，繪制報表。

監(jiān)測時必須盡可能避開電纜及電器設(shè)備、機械設(shè)備影響。監(jiān)測臨界指標(biāo)：電磁輻射強度值為100mV，脈沖數(shù)為1600。如果監(jiān)測數(shù)據(jù)超過以上臨界值或者變化趨勢比較明顯，增幅超過2倍，也認(rèn)為有沖擊危險。.現(xiàn)場應(yīng)用預(yù)測有危險,采取卸壓爆破措施消除危險.預(yù)測有危險,采取卸壓爆破措施消除危險.一、6303工作面沖擊地壓防治實踐.一、6303工作面沖擊地壓防治實踐鉆屑法

采用煤電鉆施工，鉆孔直徑42mm，每5米布置一個檢測孔，孔距底板1.5m，水平垂直巷幫。在沖擊危險較高的地點，適當(dāng)減小鉆孔間距。沖擊危險指標(biāo)：鉆孔深度小于7m時，臨界煤粉量為4.0L/m，鉆孔深度大于7m時，臨界煤粉量為5.3L/m。如果煤粉量超過臨界煤粉量，或者在鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)卡鉆、吸鉆、煤炮增多等動力現(xiàn)象，則可判定所測地點存在沖擊危險，必須采取解危措施，進(jìn)行處理。.一、6303工作面沖擊地壓防治實踐頂板動態(tài)法工作面每5組支架安設(shè)一組數(shù)顯支架壓力表，對支架的工作阻力進(jìn)行常規(guī)觀測，另外在工作面測線上均勻布置7組電腦圓圖儀，長期記錄支架工作阻力變化曲線，分析頂板來壓及活動規(guī)律。通過觀測工作面兩巷單體支柱工作阻力變化及圍巖變形情況，摸清兩巷超前支承壓力分布規(guī)律和變化特征，分析頂板活動情況。通過對工作面進(jìn)行礦壓顯現(xiàn)宏觀統(tǒng)計，分析頂板來壓及活動情況。.一、6303工作面沖擊地壓防治實踐5、6303工作面沖擊地壓治理初期先試用采用大直徑卸壓鉆孔，最終采用幫部深孔爆破、沿空頂板切頂爆破后期采取幫部頂部爆破、煤層注水、深孔爆破預(yù)裂頂板、特殊區(qū)域站崗警戒制度.一、6303工作面沖擊地壓防治實踐6303工作面初期治理圖.一、6303工作面沖擊地壓防治實踐大直徑鉆孔卸壓法

（高應(yīng)力區(qū)不易施工）根據(jù)對沖擊危險的預(yù)測結(jié)果，確定工作面前方300米為沖擊危險地段，在輔順1500m附近在該段實體煤幫施工卸壓鉆孔，利用煤體鉆孔釋放煤體中聚集的彈性變形能，利用鉆孔在煤體內(nèi)形成的卸壓帶使煤體松動，降低應(yīng)力，消除沖擊危險。共計施工卸壓孔6個，深度8.3m~18.5m，終孔直徑分別為56mm、110mm、130mm。但由于煤層內(nèi)應(yīng)力集中，施工卸壓孔比較困難，施工過程中卡鉆現(xiàn)象較嚴(yán)重、抽鉆桿困難、孔內(nèi)煤炮聲頻繁。.一、6303工作面沖擊地壓防治實踐卸壓爆破法

卸壓爆破從工作面煤壁處開始，至輔順1800m處，分別對頂板和實體煤幫進(jìn)行卸壓爆破，爆破后要檢查卸壓效果，如果在卸壓爆破范圍內(nèi)仍有沖擊危險存在，則應(yīng)進(jìn)行第二次爆破，直至解除沖擊危險為止。頂部炮眼采用頂部錨桿鉆機、1.5m六角中空鋼釬配合φ30.5mm鉆頭施工。眼深10m，間距3m，單排布置，炮眼口距采空區(qū)側(cè)巷幫300mm，與水平方向成75度夾角朝向采空區(qū)。幫部炮眼采用煤電鉆、麻花鉆桿配合φ42mm鉆頭施工。炮眼距底板1.2m，眼深10m，車盤子處間距4m，其余地點間距5m，單排布置，炮眼角度平行于底板、垂直于煤幫。.一、6303工作面沖擊地壓防治實踐頂板爆破示意圖

.一、6303工作面沖擊地壓防治實踐幫部爆破示意圖

.一、6303工作面沖擊地壓防治實踐堅硬老頂預(yù)裂爆破法

放炮預(yù)裂頂板，提前釋放老頂巖層蓄積的部分彈性能量提前在頂板中爆破形成裂隙，破壞頂板的整體性，隨工作面推進(jìn)，人為控制局部老頂跨落步距，減小老頂懸臂梁長度和懸頂面積，破壞頂板儲能條件

實現(xiàn)機械化連續(xù)高效裝藥，解決現(xiàn)場人工深孔裝藥的操作和安全方面的難題從根本上治理6303工作面煤層上部的厚層堅硬砂巖頂板，使其提前預(yù)裂、降低強度，從而避免或減少沖擊地壓事故的發(fā)生。.一、6303工作面沖擊地壓防治實踐堅硬老頂預(yù)裂爆破孔位置示意圖及爆破參數(shù)

.一、6303工作面沖擊地壓防治實踐堅硬老頂預(yù)裂爆破工藝過程：

炮孔施工—炮眼的檢查和處理—裝藥封孔—爆破作業(yè)爆破前19m深處光滑完好爆破后19m處已塌孔.一、6303工作面沖擊地壓防治實踐6303工作面發(fā)生沖擊地壓的規(guī)律

通過對6303工作面及兩順槽長時間觀測，發(fā)現(xiàn)了以下規(guī)律：沖擊地壓全部發(fā)生在輔順沿空巷道實體煤煤幫，每次沖擊都是實體煤幫整體向沿空方向推移;絕大部分發(fā)生在輔順超前支護段；每次沖擊地壓發(fā)生前1天，工作面煤壁片幫都比較大，工作面從中部到溜尾段支架壓力都顯著增大，安全閥開啟率比平常明顯增多，煤爆頻率及強度異常劇烈；每隔3－4個周期來壓工作面出現(xiàn)一次大的來壓顯現(xiàn).一、6303工作面沖擊地壓防治實踐在褶曲、斷層和地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力集中帶附近，沖擊危險及發(fā)生沖擊地壓時的強度比無地質(zhì)變化段強；每次沖擊地壓發(fā)生前三天內(nèi)，電磁輻射儀監(jiān)測時報警，監(jiān)測數(shù)據(jù)變化較明顯；在沖擊地壓傾向明顯區(qū)域，采用鉆屑法時，煤粉量明顯增大，鉆進(jìn)時卡鉆、吸鉆、鉆桿跳動等動力現(xiàn)象強烈；受工作面采動影響較大，當(dāng)煤機進(jìn)溜尾、工作面移架、溜尾回撤單體時，易發(fā)生沖擊地壓。

.一、6303工作面沖擊地壓防治實踐構(gòu)建沖擊地壓安全管理體系

沖擊地壓隱患排查體系：形成了每周專業(yè)排查、每月礦排查、每季排查上報公司的隱患排查制度

沖擊地壓防治閉環(huán)管理體系：形成了沖擊地壓隱患排查、跟蹤治理、效果監(jiān)測、危險解除四個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)閉環(huán)管理沖擊地壓技術(shù)保障體系：嚴(yán)格按照沖擊地壓煤層開采設(shè)計原則，采用合理的開拓開采方式和開采順序，從設(shè)計源頭上預(yù)防和治理沖擊地壓，盡可能避免高應(yīng)力區(qū)高沖擊危險區(qū)形成；積極與高校專家合作，共同研究探索新技術(shù)、新裝備，實現(xiàn)技術(shù)上完備.濟三煤礦沖擊地壓防治實踐一、6303工作面沖擊地壓防治實踐二、6304工作面沖擊地壓防治實踐三、1303c工作面沖擊地壓防治實踐四、16300輔順掘進(jìn)期間防沖實踐.6304工作面沖擊地壓防治實踐

.1、6304工作面概況濟三礦63下04工作面是六采區(qū)第五個工作面，工作面設(shè)計傾斜長241米，走向長度2061米。東鄰63下03采空區(qū)（2006年4月19日停采），西鄰63下05工作面（已準(zhǔn)備）。工作面于2006年12月21日開始回采，2008年5月24日回采完畢。煤層賦存情況該工作面開采3下煤層，3下煤結(jié)構(gòu)較簡單，屬半暗～半亮型煤，層狀構(gòu)造，厚度2.95～6.10m，平均厚度4.40m，工作面南部煤層較薄，在3m左右，其余均在4m以上。二、6304工作面沖擊地壓防治實踐.頂?shù)装迩闆r工作面沿膠順向南約438米、沿輔順向南848米的區(qū)域內(nèi)發(fā)育直接頂，直接頂巖性大部分為粉砂巖（f＝4～6），局部為層理發(fā)育的薄層細(xì)砂巖（f＝6～8），其他區(qū)域均為煤層與老頂直接接觸，老頂巖性以灰白色的中砂巖及細(xì)砂巖為主，局部發(fā)育薄層粗砂巖，中砂巖為厚層狀，f＝8～10，厚度大都在20米以上。底板為粉細(xì)砂巖互層，上部以粉砂巖為主，下部以細(xì)砂巖為主，薄層狀，f＝4～8。主要構(gòu)造情況工作面中部靠近6303泄水巷附近發(fā)育有姜莊向斜，軸向近東西，幅度10～15米?；夭蛇^程中共揭露斷層57條，斷層密度為179條/Km2，其中大于5米的斷層有4條。二、6304工作面沖擊地壓防治實踐.2006年12月份工作面回采以來，63下04工作面按照每推進(jìn)20～30米在煤壁前方10～30米范圍內(nèi)進(jìn)行一次鉆屑法監(jiān)測，截至2008年3月份未發(fā)現(xiàn)有沖擊危險。2008年3月26日夜班鉆屑法監(jiān)測發(fā)現(xiàn)鉆進(jìn)過程中吸鉆、卡鉆、伴有煤炮等動力現(xiàn)象，煤粉量嚴(yán)重超標(biāo)。隨即跟班監(jiān)測人員匯報礦值班領(lǐng)導(dǎo)該區(qū)域存在高沖擊危險須停止生產(chǎn)。26日早班該工作面推進(jìn)至1320米，停面進(jìn)行解危。二、6304工作面沖擊地壓防治實踐.二、6304工作面沖擊地壓防治實踐2、6304輔順沖擊危險原因分析

●頂板性質(zhì)：煤層與老頂直接接觸，老頂巖性以灰白色的中砂巖及細(xì)砂巖為主，局部發(fā)育薄層粗砂巖，中砂巖為厚層狀，f＝8～10，厚度大都在20米以上。厚度大、堅硬的老頂是產(chǎn)生沖擊危險的一個主要因素?！衩旱奶匦裕?下煤煤質(zhì)性脆，硬度低，f=1～2；3下煤具有較高的強度，單向抗壓強度值為25MPa。根據(jù)煤層這樣的力學(xué)特性，在一定條件下，具備沖擊發(fā)生的危險。.二、6304工作面沖擊地壓防治實踐●

開采深度：六采區(qū)整體煤層埋藏較深，6304輔順埋深達(dá)到了660m以上。屬深部開采，已超過了發(fā)生沖擊危險的臨界深度，具備了發(fā)生沖擊的開采深度條件?！窆ぷ髅婷罕诰嚯x原63下03工作面2004年11月30日發(fā)生沖擊地壓時的煤壁位置約20米，根據(jù)經(jīng)驗類比具備了發(fā)生沖擊危險的又一重要條件?！?/p>

3月24日早班，63下04工作面推進(jìn)到1313米，工作面處于周期來壓階段，割煤時工作面及輔順煤炮頻繁，強度較大，老頂來壓前后易形成應(yīng)力集中。

.二、6304工作面沖擊地壓防治實踐3、發(fā)現(xiàn)危險后礦采取的措施

●

3月26日早班，礦停止工作面回采，在工作面煤壁前10米至電站列車尾100米段采取煤層爆破卸壓解危措施。

●

3月26日早班至27日早班煤壁至電站尾段爆破卸壓完畢，共施工并爆破15個孔，鉆孔間距5米。鉆孔施工中在距離煤壁10～52米范圍內(nèi)，鉆至6～8米段吸鉆嚴(yán)重，伴有煤炮，煤粉量異常大，鉆進(jìn)極其困難，距離煤壁10～32米范圍內(nèi)的鉆孔無法鉆進(jìn)至10米的設(shè)計深度。

.二、6304工作面沖擊地壓防治實踐●距離煤壁52米以外至電站尾段10米以內(nèi)鉆進(jìn)時無明顯動力現(xiàn)象●3月27日中班分別在距離煤壁11米、21米處進(jìn)行了爆破卸壓效果檢驗，當(dāng)鉆進(jìn)至4米時煤粉量超標(biāo)，6～10米時煤粉量最大達(dá)到93升以上，鉆進(jìn)過程吸鉆嚴(yán)重，煤炮頻繁，個別強度較大，說明解危效果不明顯，危險沒有徹底解除●3月28日晚，在充分聽取了專家的意見和建議的基礎(chǔ)上，在生產(chǎn)技術(shù)部指導(dǎo)下，必須改變爆破參數(shù)進(jìn)行綜合治理

.二、6304工作面沖擊地壓防治實踐●加大幫部煤層卸壓爆破孔深度和裝藥量，將煤層卸壓爆破鉆孔深度增加至15米，裝藥長度增加至8米，封泥7米，炮眼間距3米。煤層爆破卸壓穿過8～12米的應(yīng)力峰值區(qū)，一是能夠使應(yīng)力向深部轉(zhuǎn)移，二是在原來卸壓爆破基礎(chǔ)上進(jìn)一步加大緩沖帶的寬度?！癫扇?cè)上向斷頂爆破，使側(cè)向懸頂產(chǎn)生部分裂隙，破壞采空區(qū)懸臂巖梁的蓄能條件，釋放部分彈性能量，降低煤體的應(yīng)力集中程度?？咨?0～13米，直徑36mm，裝藥長度6～8米，鉆孔與巷道頂板水平夾角70～75°，爆破孔間距3米。專家及公司第一次方案.二、6304工作面沖擊地壓防治實踐6304輔順爆破炮眼布置施工圖.二、6304工作面沖擊地壓防治實踐●截止到3月30日夜班，斷頂爆破孔已施工28個，超前支護段已經(jīng)全部完成，超前支護以南段爆破了8個；15米深的煤層爆破卸壓孔已施工7個（超前段5個，超前至電站尾段2個）。●3月30日早班，對斷頂和15米深孔爆破效果進(jìn)行了檢驗，分別在距離煤壁11.2米處（距離29日爆破的15米深孔南1.2米處）、13米處、18米處各打一個鉆屑孔，當(dāng)鉆進(jìn)至8米時，鉆進(jìn)正常，9米時煤粉量超標(biāo)，鉆進(jìn)過程吸鉆嚴(yán)重，煤炮頻繁，個別強度較大，說明解危有一定的效果，但效果不明顯。.二、6304工作面沖擊地壓防治實踐●經(jīng)過第一次常規(guī)爆破卸壓及第二次修正施工參數(shù)后采取大裝藥量、大深孔煤幫及切頂爆破卸壓后，沖擊危險仍沒有徹底解除?！?008年4月2日，兗州煤業(yè)公司組織有關(guān)專家對濟三煤礦6304工作面輔順沖擊危險情況及防治措施進(jìn)行論證，專家通過聽取匯報、現(xiàn)場考察，充分討論后形成專家組意見。.二、6304工作面沖擊地壓防治實踐

濟三煤礦監(jiān)測出高沖擊危險后及時停產(chǎn)非常必要，前期采取的實體煤幫深孔爆破卸壓及側(cè)向懸頂切頂爆破措施，取得較好效果，但目前保護帶寬度不夠，仍存有沖擊危險。專家組聯(lián)合意見

.二、6304工作面沖擊地壓防治實踐●鉆孔卸壓及爆破卸壓的鉆孔深度應(yīng)達(dá)到15m，保護帶寬度不低于10m●工作面輔順超前支護強度可適度降低，超前支護距離不小于60m●工作面超前60米范圍內(nèi)再進(jìn)行處理，達(dá)到規(guī)定保護帶寬度后方可恢復(fù)生產(chǎn)專家組提出的恢復(fù)生產(chǎn)前措施

.二、6304工作面沖擊地壓防治實踐●保證電站車尾距工作面100m以上●對超前支護范圍以外區(qū)域進(jìn)行提前處理，處理范圍距工作面煤壁不小于100m●進(jìn)一步優(yōu)化鉆孔卸壓及爆破卸壓參數(shù)●工作面煤壁靠近輔順50m范圍內(nèi)進(jìn)行沖擊危險檢測，確認(rèn)無危險后可正常生產(chǎn)

.二、6304工作面沖擊地壓防治實踐●超前支護一梁8柱改為一梁5柱●超前支護距離70m●對工作面超前60米范圍內(nèi)進(jìn)行再次深孔爆破，孔深15米，共爆破8個孔，4個僅一個檢測孔鉆至11m時出現(xiàn)輕微吸鉆，其他均正?！裱娱L電站電纜，電站尾距煤壁大于100m

落實專家組聯(lián)合意見.二、6304工作面沖擊地壓防治實踐●每班必須提前進(jìn)行鉆屑法監(jiān)測，確認(rèn)無危險后方可正常組織生產(chǎn)●恢復(fù)生產(chǎn)前期工作面推進(jìn)速度每班只允許截割一刀●工作面回采時，除電站維護人員其他所有人員一律從膠順出入●煤機進(jìn)入機尾60m作業(yè)時，機尾作業(yè)人員全部進(jìn)入工作面中部，電站控制臺及工作面120#架掛牌警戒，除2名煤機司機、2名支架工隨機作業(yè)外，嚴(yán)禁任何人員進(jìn)入該區(qū)域●每天中班必須正常對超前100m范圍實施深孔爆破解危措施礦補充執(zhí)行幾項特殊措施.二、6304工作面沖擊地壓防治實踐●高沖擊危險區(qū)域需要反復(fù)實施解危治理，并需要及時修正參數(shù)●制定并執(zhí)行特殊躲避措施●監(jiān)測中要多種指標(biāo)綜合判定危險●應(yīng)力高度集中區(qū)域普通機具處理難度較大，應(yīng)引進(jìn)大扭矩、大直徑防沖（防突）快速鉆機，提高解危速度●人工巡回監(jiān)測手段難以進(jìn)行提前預(yù)報，須在高應(yīng)力危險區(qū)域上在線監(jiān)測系統(tǒng)

4、6304工作面防沖實踐及經(jīng)驗.濟三煤礦沖擊地壓防治實踐一、6303工作面沖擊地壓防治實踐二、6304工作面沖擊地壓防治實踐三、1303c工作面沖擊地壓防治實踐四、16300輔順掘進(jìn)期間防沖實踐.1303c孤島工作面沖擊地壓防治實踐

.1、1303c孤島工作面概況

1303c工作面位于一采區(qū)邊角區(qū)中北部，工作面標(biāo)高-403.40m，東鄰1305工作面(已回采)，西鄰1304工作面(已回采)。工作面布置在1305與1304兩個工作面之間寬約100m的條形煤柱內(nèi)，為避開KF17斷層(落差0～25m)影響，分為2個塊段:第一塊段推進(jìn)長度929.3m，工作面長39.8m；第二塊段推進(jìn)長度210.7m，工作面長126.2m。

該工作面所采煤層為山西組煤3下，質(zhì)地較脆，平均厚度5.85m。工作面直接頂為粉砂層，厚度0～3.91m。老頂為中砂巖，較堅硬，完整性好，f=8～10，老頂厚度24.8～27.79m，平均厚26.27m。直接底為泥巖，深灰色，下部以粉砂巖為主，波層狀，水平層理，遇水膨脹，平均厚度0.32m。底板直接為厚度、硬度都較大的粉細(xì)砂巖互層。該面屬于孤島工作面，工作面回