煤矿冲击地压发生机理及治理方案研究

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1、煤矿冲击地压发生机理及治理方案研究张智勇太原理工大学同煤国电同忻煤矿有限公司摘要：冲击地压是煤矿安全牛产的重要灾害之一。木文对同忻矿冲击地压的规律进行了分析，并利用水压致裂、钻孔卸压、底板爆破等方法实现了对冲击地压的有效控制及防治，取得了良好的经济效益和社会效益。关键词：煤矿;冲击地压;机理;治理;作者简介：张智勇（1978-），男，山西大同人，2013年7月毕业于太原理工大学矿业工程专业，本科，现从事煤矿安全技术与培训等工作。收稿日期：2017-06-21AStudyonMechanismandManagementofCoalMineImpactPressureZhan

2、gZhi-yongTaiYuanUniversityofTechnology;Abstract：Impactpressureisoneoftheimportantdisastersofcoalminesafetyproduction.Inthispaper,theauthoranalyzedtheruleofimpactgroundpressureinTongxinCoalMineandfoundthatbyusinghydraulicfracturingmethodssuchasblasting,drillingpressurerelief,floorfortheeff

3、ectivecontrolandprevent/ionofpercussivegroundpressure,theimpactpressurecaneffectivelycontrolledandprevented,whichcanalsobringingoodeconomicefficiencyandsocialbenefits.Keyword：coalmine;impactpressure;mechanism;management;Received：2017-06-21开采石炭二叠系煤层的同忻煤矿有限公司，煤层赋存较深、厚度大，顶板和煤层都为坚硬煤岩体，冲击地压问题较

4、为突岀。自2011年3月以来，在5107巷、5105巷和5104巷出现了多次强烈矿压显现和冲击地压。其屮，8105工作面在开采过程中，5105巷发生多次冲击地压或强矿压，在回风顺槽超前工作面l()~40m范围内巷道底鼓强烈，最大底鼓量0.5m,顶板下沉最大达0.6in,两帮混凝土喷层严重开裂，超前支护单体支柱折损严重如图1所示。面对冲击地压研究与防治这一难题，盲目的采取措施是不科学的，这类煤岩动力灾害，能量大、发生迅速难以预测，而且根据不同的地质条件还在发生着不同的变化，所以必须进行深入研究分析，采取针对性防治措施，才能有效地控制和防治冲击地压。1煤矿冲击地压发生机理1.

5、1煤矿构造背景与地质动力条件分析大同含煤盆地的大地构造位置属于华北断块内二级构造单元吕梁-太行断块中的云冈块坳，云冈块坳北以淤泥河、十字河之分水岭为界与内蒙断块和邻，东部及南部以口泉断裂，神头山前断裂与桑干河新断裂为界，西北部与偏关-神池块坪相接。呈NNE向展布，长约125km,宽15~50km。分析区域断裂构造分布特征及活动性，建立了矿区地质构造模型，确定断裂构造对冲击发生的控制作用。图15105巷超前支护区域下载原图8107、8105和8104工作面在开釆过程中回风巷发生多次冲击地压。将井IB内划分出的活动断裂同发生的冲击地压或强矿压显现点的信息进行对比分析得出：发生

6、冲击地压或强矿压显现区域位于V-11断裂附近，其中最严重的8105工作面推进450ni时5105巷道超前12m处发牛的冲击地压(2012年12月30)距V-11断裂约60m,受到地质构造明显，如图2所示。图2冲击地压与构造应力关系示意图下载原图1.2煤矿应力场与岩体应力状态分析以建立好的地质构造模型为计算模型，结合地应力测试量值及方向，计算区域岩体应力分布规律，按照岩体应力大小划分不同等级的构造应力区，然后分析构造应力场对冲击的控制作用。岩体应力计算和构造应力区划分表明，井［□内存在5个高应力区和3个应力梯度区。根据现有统计，8107、8105和8104工作而在开采过程中

7、回风巷共发生16次冲击地压或强矿压，其中15次位于井田东部，分布在V-11断裂附近的高应力区内。高应力区内冲击地压或强矿压发生次数占总次数的93.8%o研究表明，矿井的高应力区内易发生冲击地压或强矿压。同时还进行了冲击地压能量特征研究，开采工程效应对冲击地压的影响分析，冲击地压发生机理研究与危险性区域划分等为治理冲击地压做了充足的准备。研究结果表明：仃)上部侏罗系煤柱引起石炭纪系工作面围岩应力升高。侏罗系煤层开采结束，侏罗系煤柱集中应力在底板影响深度为50、65m。当石炭系煤层开采主关键层破断后，双系煤层采动裂隙发生连通，并引