专题综述-浅析冲击矿压及其防治.doc

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1、浅析冲击矿压及其防治摘要：冲击地压是深井开釆中常见的一种自然灾害，它是指在釆矿活动中煤岩体突然破裂,伴随着各种声响从中飞出大小岩石碎片的现象。这种突发的猛烈的岩体破坏，有时会对正常生产、设备财产以及人身安全造成严重损害，是煤矿井工开采过程中，围岩失稳现象中最强烈的一种。关键字：冲击矿压预防治理冲击矿压机理发生条件1煤矿冲击地压发生的条件及影响因素1.1冲击地压发生的条件冲击地压是一种特殊的矿山压力现象，也是煤矿井下复朵动力现象之一，其形成和发生的条件是很复余的。作为一种矿山岩体破坏现象,有其特殊的宏观和微观特征。冲击地压的发生是煤岩中应力超过其极限强度，造成煤岩破坏,煤层和围岩在

2、集中应力作用下,吸收能量积聚应变能，在开采过程中由于“诱发”因素导致煤岩突变破坏，瞬间释放应变能,形成冲击地压灾害。冲击地压的发生必须具备的条件如下：1）煤层及围岩具有冲击倾向性。煤岩受力易发生破坏，其类型以镜煤和亮煤为主。若煤层脆性大、湿度小、抗压强度高,则易发生冲击地压。实践证明：抗压强度在200kg/cm2以上的中硬和硬煤具有冲击危险。2）回采工作面附近存在较大的能量集中。冲击地压多发生在回采工作面前方15-50m处,属于回采工作面超前支承压力区，煤层积聚巨大弹性应变能，当其超过煤层的极限强度时，便产生冲击地压。当走向支承压力与倾向支承压力叠加时产生的冲击地压更为猛烈和频繁

3、。掘进工作面引起冲击地压的能量來源有:掘进面处于构造应力集中区，原岩构造应力巨大;掘进面处于煤柱或采场前方支承压力高峰区，引起弹性变形能的突然释放,均易形成冲击地压。3）采场存在释放能量的空间。采场前方煤体之中存在着巨大的弹性变形能,其附近又存在一定的空间（巷道或工作面），当煤体达到极限强度以上即可爆发冲击地压。若没有释放能量的空间，弹性能将随着采场的移动和受力条件的改变,可能逐渐缓解以至恢复到常压状态。掘巷多、切割量大的釆煤方法（如短壁釆煤），发生冲击地压的机会多。1.2冲击地压的影响因素开采深度:随着开采深度的增加，煤岩体蕴藏的弹性能也越大,当其超过煤层的极限抗压强度，应力达

4、到临界破坏条件时，就可能发生冲击地压。例如唐山矿冲击地压全部发生在・530m以下,就证明了这点，而且发生的频度和强度都随着深度增加而增大。煤层及顶板的物理力学性质:煤质中硬，脆性和弹性较强的煤层易发生冲击地压，反之，软煤和塑性变形大的煤层不易发生冲击地压。顶板坚硬致密,脆性大，不易冒落的岩层条件下易发生冲击地压。支承压力:煤层开采后，在工作面煤体和围岩中产生应力集中，形成支承压力。在两顺槽超前范围内承受较高的支承压力，在邻近采空区的煤体内,还要受到侧向固定支承压力的作用，尤其是两侧釆空的煤岩体内，多种压力相互叠加使煤体内的应力集中程度更高,易于发生冲击地压。地质构造:在工作面接近

5、断层和在向斜轴部开采吋，冲击地压发生频繁，破坏强度也大。采掘顺序及开采方法:开采过程中不可避免地要留设各种煤柱，在采掘中形成支承压力的叠加，易于冲击地压的发生。另外,过多地留设煤柱和在高应力集中区煤柱内开掘巷道,或两条巷道平行掘进、对头掘进，冲击地压发生特别严重。1.3冲击地压发生的规律随开釆深度的增加，发生的次数增多，震级增高。大断层附近，冲击强度大，震级高。在构造带附近，虽有时震级不高，但影响范围较大，破坏能力增强。主要因为在断层附近由于人为的采动影响，使地质历史时期形成的断层被激活形成活断层，应力重新分配，使原來的应力平衡被打破，从而形成冲击地压。初次來压时很容易造成冲击地

6、压的发生。來压前冲击地压频繁发生，往往初次來压吋导致冲击地压的发生，原因是应力要在新的应力场中达到新的平衡。1.4冲击地压的破坏形式煤的抛射:煤块抛出、煤尘飞扬等。煤的整体位移:在顶板能看出擦痕，巷道空间缩小。底鼓:底煤鼓起伤人，将溜子等设备鼓起或弹起，因此要想办法把底煤采出,不留底煤。震动:造成棚子倾倒，设备器材移动。伴随有飓风的发生:当冲击地压较强时产生的冲击波可以造成人员伤亡。1.5冲击矿压的分类根据国内外的分类方法，冲击矿压可分为由采矿活动引起的采矿型冲击矿压和由构造活动引起的构造型冲击矿压。而采矿型冲击矿压可分为压力型、冲击型和冲击压力型。压力型冲击矿压是由于巷道周围煤

7、体中的的压力由亚稳态增至极限值，其聚集的能量突然释放。冲击型冲击矿压是由于煤层顶底板厚岩层突然破断或位移引发的，它与震动脉冲地点有关,而与事故地点无关。在某种程度上，构造型冲击矿压也是冲击型的。冲击压力型冲击矿压则介于上述两者之间，当煤层受较大压力时，在來自周围岩体内不大的冲击脉冲作用下发生的冲击矿压。2煤矿冲击地压发生的原因和机理冲击矿压发生的原因是多方面的，但从总的來说可以分为三类，即自然的、技术的和组织管理方面的。其关系如表2所示。较大的原岩应力表2口然的底层中的厚岩层冲矿