矿山压力与岩层控制 第10章ppt课件.ppt

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1、第10章煤矿动压现象及其控制矿山压力与岩层控制MiningPressureandStrataControlXi’anUniversityofScience&Technology主讲教师：张佩助教第10章煤矿动压现象及其控制第一节冲击矿压现象形成特点及分类第二节冲击矿压发生机理第三节冲击矿压的预测预报及危险性评定第四节冲击矿压的防治第五节顶板大面积来压第1节冲击矿压现象形成特点及分类（一）冲击矿压现象冲击矿压造成煤岩体振动和煤岩体破坏，支架与设备损坏，人员伤亡，部分巷道垮落破坏，还会引发或可能引发其它矿井灾害，尤其是瓦斯、煤尘爆炸、火灾以及水灾，

2、干扰通风系统，严重时造成地面震动和建筑物破坏等，是煤矿重大灾害之一。（二）冲击矿压的特点（1）突发性（2）瞬时震动性（3)巨大破坏性(4)复杂性(三）冲击矿压分类冲击矿压按其显现强度、释放的能量等进行分类,根据冲击的显现强度，可分为四类：(1）弹射（2）矿震（3）弱冲击（4）强冲击根据震级强度和考虑抛出的煤量，可将冲击矿压分为三级：（1）轻微冲击(I级)。抛出煤量在10t以下，震级在1级以下的冲击矿压。（2）中等冲击(II级)。抛出煤量在10~50t，震级在l~2级的冲击矿压。（3）强烈冲击(III级)。抛出煤量在50t以上，震级在2级以上的冲

3、击矿压。第2节冲击矿压发生机理冲击矿压发生的物理过程，主要是说明煤、岩介质变形破坏的力学过程，称为冲击矿压的机理。目前对冲击矿压机理的认识可主要概括为：强度理论能量理论冲击倾向理论一、冲击矿压预测预报目标冲击地压的预测主要包括时间、地点和规模大小。目前主要采用的方法，包括根据采矿地质条件确定冲击矿压危险的综合指数法，数值模拟分析法，钻屑法等。采矿地球物理方法，包括微震法，声发射法，电磁辐射法，振动法，重力法等.第三节冲击矿压的预测预报及危险性评定二、冲击矿压危险性等级的划分原则根据冲击矿压发生的原因，冲击矿压的预测预报、危险性评价及冲击矿压的治

4、理，可以对冲击矿压的危险程度按冲击矿压危险状态等级评定可分为五级。A.无冲击危险B.弱冲击危险C.中等冲击危险D.强冲击危险E.不安全图10-1近距离波场记录图(微震法）(a)振动速度；(b)振动加速度；(c)速度频谱；(d)加速度频谱；图10-2声发射信号的加速度和频谱图（地音法）图10-3冲击矿压前后电磁辐射值的变化规律（一）卸压爆破振动爆破是一种特殊的爆破，它与爆破落煤不同。振动炮的主要任务是爆破炸药，形成强烈的冲击波，使得岩体振动。振动炮要使振动范围最大，甚至是整个工作面长；在装药量一定的情况下，振动效果最好。振动爆破有振动卸压爆破，振

5、动落煤爆破，振动卸压落煤爆破，顶板爆破。第4节冲击矿压的防治（二）煤层注水图10-4单向抗压强度与其含水量的关系（三）钻孔卸压图10-5煤体钻孔对应力分布的影响示意图（四）定向裂缝（1）定向水力裂缝法定向水力裂缝法就是人为地在岩层中，预先制造一个裂缝。在较短的时间内，采用高压水，将岩体沿预先制造的裂缝破裂。压力＞30MPa流量＞60L/min。图10-6周向预裂缝钻头示意图（2）定向爆破裂缝法定向爆破裂缝法的原理与定向水力裂缝法上法相同，不同处只是将高压水换成了炸药。其预裂缝也有周向和轴向之分。第5节顶板大面积来压一、顶板大面积来压现象及特征顶

6、板大面积来压时，一次冒落的面积少则几千平方米，多则可达几万甚至十几万平方米。这样大面积的顶板在极短时间内冒落下来，不仅由于重量的作用会产生严重的冲击破坏力，而且更加严重的是把已采空间的空气瞬时排出，形成巨大的暴风，破坏力极强。二、顶板大面积来压的成因和机理在开采中难冒坚硬顶板虽然悬露面积很大，但在自重应力作用下，当弯曲应力值超过其强度极限时，也必将出现断裂缝或使原生的细微裂隙扩展。一旦这些裂缝贯穿坚硬岩层时，则发生断裂。此外，由于顶板大面积悬空，使采空空间形成扁平狭条孔，在煤柱上的顶板岩层内产生巨大的切应力，也将促使顶板被切断。大同局采用了钻孔

7、电视观测方法，观测了顶板的破坏和冒落情况。图10-7坚硬顶板前后活动机理图（1）顶板高压注水图10-8顶板注水钻孔布置方式及其参数三、顶板大面积来压的防治措施（2）强制放顶强制放顶方法有以下几种：1.“循环式”浅孔放顶2.“步距式”深孔放顶3.台阶式放顶4.超前深孔松动爆破5.地面深孔放顶图10-9“步距式”深孔爆破图10-10刀柱法的深孔放顶（3）预防暴风措施在有大面积来压危险的矿井或区域，可采取预防措施，以免对生产和安全造成危害。进行预防，一般是采用堵和泄的办法。堵，即用留置隔离煤柱和设置防暴风密闭，把已采区与生产区隔离起来。泄，即通过专门

8、泄风道，使被隔离区域与地面相通，以便将形成的暴风引出地表。