兖州煤业南屯煤矿冲击地压防治技术的研究和应用文档.docVIP

南屯煤矿冲击地压防治技术研究与应用 　2009-07-03 14:09:21　中国安全生产网 　　南屯煤矿冲击地压显现主要表现在2个方面， 一是矿井表现出明显的动力现象，在巷道的开拓掘 进与工作面生产过程中经常听到煤炮声；、二是部分巷道围岩稳定性较差，巷道支架损坏、底鼓严重、两帮变形量增大，巷道维护困难。通过现场观测和矿压资料收集，对南屯煤矿的矿山压力现象进行了总结，其特点如下： 1)九采区已开采完5个工作面，未发生过冲击地压事故，该次事故发生前现场也没发现应力变化的前兆信息，事故具有明显的突发性、偶然性。 2)瞬时性。破坏过程持续时间相当短暂，并产生了强烈震动，强大的冲击波造成了大量煤尘飞扬，发出振动和响声，巨大的能量在瞬时被释放。 2007年3月13日1时45分南屯煤矿地震观测站监 测到的震级为里氏2．8，集团公司矿震观测台监测到的震级为里氏2．1。 3)巨大的破坏性。动力现象发生后损坏支 架、破坏巷道甚至造成人员伤亡。巷道顶底板、两帮移近量大，巷道破坏较严重。93上04中问巷自工作面煤壁向外35～85 m处底鼓，变形量最大1．5 m，两帮移近量大约1．4 m，13辆电站车被推到煤帮处，约35 m轨道被推到电站车侧。93上04回风巷超前支护段12棵单体支柱弯曲、3棵折断。巷道1处冒顶，冒顶范围长4 m、宽3 m、高2．3 m。 4)有别于瓦斯突出。在动力现象发生后，通过现场进行瓦斯含量测量发现瓦斯含量没有明显增加，这就否定了煤与瓦斯突出的可能性。 3冲击地压现象影响因素初步分析? 　　随着南屯煤矿开采深度的逐年增加(目前为685 m)，煤岩动力现象逐渐显现并趋于严重。对击地压发生的原因是多方面的，通过系统的分析翻究总结影响南屯煤矿煤岩冲击现象的主要因素为：? 　　 1)煤(岩)的性质。南屯煤矿煤的冲击倾向性为强冲击倾向。? 　　 2)围岩性质。主要是顶板岩性和厚度及其吞煤层开采后的可冒性，是影响冲击地压的重要因素。特别是基本顶为厚层砂岩或其他坚硬岩层、确板也是坚硬岩层结构的煤层更具冲击危险性。? 　　 3)开采深度。开采深度愈大，煤体应力愈高，煤体变形和积蓄的弹性能也愈大。南屯煤矿93上04工作面目前开采深度在685 m，具有开采深度大的特点。? 　　 4)地质构造的影响。通常，在地质构造带日中尚存有一部分地壳运动的残余应力，形成构造曼力。在煤矿中常有断层、褶曲和局部异常带，冲地压常发生在这些构造应力集中的区域。南屯煤矿? 西部基本上是一单斜构造，故垂直和水平应力均，压应力，最易发生冲击地压现象。? 　　 5)采煤方法的影响。采用综放开采技术进季生产的矿井，其影响范围大(一般工作面超前承压力影响范围达60 m以上)，应力绝对值增加但集中程度降低。相对而言，综放开采工作面的冲击地压危险性比单一煤层或分层开采的工作面的击地压危险性小一些，但由于其影响范围大，故工作面周围的冲击地压危险性将会升高。 ?6)煤柱的影响。产生应力集中的地点、孤岛形和半岛形煤柱可能受几个方向集中应力的叠加作用，因而在煤柱附近最易发生冲击地压。南屯煤矿93上04工作面采用3条巷道布置且中间巷沿3上层顶板布置，中间巷与回风巷及运输巷的距离分别为60，91 m，开采煤层平均厚度5．21 m，所以中间巷与回风巷的煤柱宽度正处在煤柱冲击危险的临界宽度范围内。? ?? ? 在回采93上04工作面中，中间巷掘进形成很大的支承压力，如图2中1号曲线所示。图3中1 号线是采空区见方期间的应力曲线，2号曲线是基预周期来压期间的应力曲线，3号线是基本顶岩渤次断裂阶段的应力曲线。 　　93上04中间巷所处的采动应力场包含沿走向分布超前支承压力和沿倾向的侧向支承压力。随着93上04工作面的开采，在不同阶段中，图2的倾向支撑压力与图3走向分布的超前支承压力在一定范范围内叠加，产生很大的应力，共同作用于中间巷煤岩体上，如果叠加应力值达到冲击临界值，则很可能诱发冲击地压。 4.冲击地压治理的措施? 根据施工技术、现场工作实际、施工观测记录和现场劳动组织管理，南屯煤矿建立了具有南屯煤? 矿特色的“评价预测、实用解危、效果检验、安全研采”四位一体的冲击地压防治体系，如图4所示。 4．1? 冲击地压的评价及预测? 　　根据对南屯煤矿实际情况的分析和目前预测预报的研究成果，该矿采取了煤岩体冲击倾向鉴定、煤层压力一变形观测、数值计算、综合指数计算、煤粉钻孔、电测辐射监测等方法进行了冲击地压的评价及预测，并取得了良好效果。 4．1．1? 煤岩体冲击倾向鉴定? 　　判别煤层和围岩冲击倾向的强弱，是预测和防治工作的基础。冲击倾向性是煤岩介质产生冲击破坏的固有能力或属性，是冲击地压发生的必要条件。根据煤科总院北京开采所岩石力学实验室对南? 屯煤矿3．煤