冲击地压-潘立友heb.ppt

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1、潘立友工程缺陷防治冲击地压创新研究山东科技大学汇报提纲1、冲击地压概述与知识储备2、冲击地压发生原因及实现条件3、冲击地压预测关键技术4、工程缺陷理论与创新技术5、冲击地压防治实践（1）冲击地压现象描述冲击地压是矿山采动诱发煤（岩）变形能瞬时释放，在相应采动空间引起强烈煤岩震动和挤出现象。冲击地压引起人员伤亡和设备损坏，不仅发生在推进的工作面现场，而且可能波及变形能释放范围的巷道、峒室，特别是存在高应力集中的空间部位。（2）冲击地压显现特征突发性、多样性、破坏性及复杂性。破坏长度大（超过500m）、空间堵塞率高、冲击波伤人严重。1、冲击地压概述（3）

2、冲击地压分类①掘进工作面推进诱发的冲击地压。②回采工作面推进诱发的冲击地压。单一重力应力场（重力型）掘进工作面冲击地压原始应力场掘进巷道采动应力场掘进巷道构造复合应力场（构造型）单一重力应力场（重力型）构造复合应力场（构造型）控制措施预测方法判断准则破坏特点实现条件发生原因①掘进工作面冲击地压分类回采冲击地压煤层压缩弹性能释放坚硬顶板弯曲弹性能释放单一重力应力场（重力型）构造复合应力场（构造型）单一重力应力场（重力型）构造复合应力场（构造型）初采阶段初采阶段正常推进阶段正常推进阶段发生原因实现条件判断准则预测方法控制措施②回采工作面冲击地压分类（4）中

3、国煤矿冲击地压灾害情况抚顺胜利龙凤老虎台北京门兴沟房山城子大台木城涧开滦唐　山赵各庄辽源西安矿砚石台南桐矿吕家坨枣庄陶　庄八　一柴里徐州三和尖张集矿旗山矿权台矿兖矿东滩鲍店济二济三南屯新汶华丰孙村潘西协庄良庄至2012年有140多对矿井发生破坏冲击地压，死亡>500人；破坏巷道长度>30公里；停产累计>12000天。肥城梁宝寺地方煤矿：天池、五一、擂鼓、花鼓山、冰沟、欢城、裕隆、朝阳等。工作面顺槽冲击巷道冲击破坏范围超过100m。严重破坏范围68m。切眼冲击冲击地压灾害的发展趋势冲击地压类型重力型冲击地压构造型冲击地压复合型冲击地压采动应力场冲击原始应

4、力场冲击更为严重、更为突出、更为普遍深部开采更需要理论创新与技术突破应力场：地应力场（stressfieldintheearthscrust）：古构造、现代地壳或地球体内，应力状态随空间点的变化，称为地应力场。采动应力场：开采活动形成受采掘影响在岩体内重新分布后形成的应力。背景应力场：历史演化支护应力场：人为支护应力场，简单的可以认为是提供一个用以弥补由于巷道开挖卸载造成的应力损失而人为构造的一种应力场。相对应力场：次生扰动应力场：深井与软岩……（5）基础理论知识储备孤岛煤柱支承压力分布图（一般应力分布）孤岛煤柱支承压力分布图（高应力分布）孤岛煤柱支承

5、压力分布图（极限应力分布）结构失稳与应力释放：结构失稳：地质结构、采场结构静结构、动结构主动结构、被动结构应力释放：构造型重力型复合型矿震在空间内的失稳为主要类型冲击地压是应力的扰动下破坏与能量释放为主研究冲击地压等动力问题所需的基础知识（1）地质、采矿等描述性工程类专业知识地质工程专业知识：岩土工程设计、岩土工程勘察、岩土工程施工、工程地质、建筑基础工程施工、地质灾害评价与防治、地下矿产的钻孔开采与利用、非开挖施工技术、岩土工程施工管理等。采矿工程专业知识：采矿学、矿井通风与安全、井巷工程、矿山压力、电工与电子技术、采矿机械、矿山企业管理技术经济分析

6、等。挂图研判-----识别-------参入，，，，，，（2）力学知识工程力学

7、（理论力学、材料力学）、弹性力学、塑性力学、断裂力学、岩石力学、结构力学、突变理论、分形力学、混沌学、小波理论、数理统计、数值模拟计算科学、实验力学等系列基础知识。2、冲击地压发生原因及实现条件（1）冲击地压原因及实现条件①冲击地压发生原因在储存高强度压缩弹性能的煤岩中，特别是能量聚集的部位开掘巷道和推进回采工作面，引发弹性能的释放。②冲击地压的动力源及其影响因素a煤层压缩弹性能开采深度愈大，覆岩强度愈高（即允许的悬露面积愈大），受压煤层储存聚集的高强度压缩弹性能的可能性将

8、愈大。b顶底板岩层弯曲（压缩）弹性能重力弯曲弹性能随支托岩层的强度和随动层的厚度成正比；构造弯曲弹性能受采深和顶底板岩层强度所决定的应力保持和释放条件控制。岩层强度愈高，埋深愈大，可能聚集和保持的弹性能的量级将愈高。③冲击地压实现的条件a已采空间周围煤岩中聚集的压缩弹性能达到了足以产生煤岩冲击破坏的量级；---能量条件b采动，包括采掘工作面推进、爆破、顶板断裂等震动性破坏，改变了相关部位煤岩的受力条件和极限平衡状态。---触动条件c采动空间周围没有足够的缓冲体（包括已破坏的煤岩和柔性支护等构筑物等），把煤岩弹性能释放可能动力显现控制到安全的范围内。--

9、-防护（2）掘进工作面推进冲击地压原因及实现条件在有冲击地压危险的煤层条件下掘进巷道，冲击地压