11第九章冲击地压及其监测7.30汇总.docVIP

第九章 冲击地压及其监测 矿山压力与岩层控制 PAGE 280 PAGE 281 冲击地压（岩爆）通常会瞬间造成采掘空间垮塌、冒顶、底臌等底鼓等，对矿山 安全开采造成极大的危害。随着煤炭资源开采逐渐转向深部，冲击地压第 九 章 发生的 频次和烈度也显著增大，因此预防冲击地压对巷道围岩稳定性的破坏已成为矿 产资源开采过程中一个急需解决的最关键、最棘手的问题。本章在对冲击地压 特征和分类进行描述的基础上，介绍了冲击地压发生的机理、监测方法和预防 策略。 冲击地压及其监测 §9.1 概述 §9.2 冲击地压的特征及其分类 9.2.1冲击地压的特征 9.2.2 冲击地压的分类 §9.3 冲击地压发生的机理 9.3.1冲击地压发生的原因及实现的条件 9.3.2 冲击地压影响因素 9.3.3 冲击地压发生理论 §9.4 冲击地压的监测方法 9.4.1 开采判定法 9.4.2 钻屑法 9.4.3 地球物理法 §9.5 ??击地压的预防 9.5.1 区域性预防 9.5.2 局部性预防 §9.1 概述 冲击地压是世界范围内煤矿开采中最严重的自然灾害之一，它以突然、急剧、猛烈的形式释放煤岩体变形能，抛出煤岩体，造成支架损坏、片帮冒顶、巷道堵塞、伤及人员，并产生巨大的响声和岩体震动。岩体震动时间从几秒到几十秒，抛出的煤岩体从几吨到几百吨。 国际上主要井工开采的国家冲击地压都十分普遍，1783年英国在世界上首先报导了煤矿中所发生的冲击地压现象。以后在前苏联、南非、德国、美国、加拿大、波兰、英国等20多个国家和地区均受到冲击地压灾害的威胁。前苏联首次发生冲击地压是在20世纪40年代的基泽尔煤田，20世纪80年代前194个矿井的847个煤层有冲击危险性，并发生了750次有严重后果的冲击地压。波兰全国67个煤矿中有36个煤矿的煤层具有冲击危险性，1949年~1982年，共发生破坏性冲击地压3097次。德国1949年~1978年，共发生破坏性冲击地压1001次。因此。国际上对冲击地压的研究给予了极大的关注。我国最早记录的冲击地压于1933年发生在抚顺胜利煤矿，随后，在北京矿务局的门头沟、房山、城子、大沟峪、大台、木城涧等6个煤矿；开滦矿务局的唐山矿；抚顺的龙凤、老虎台矿；南桐的砚石台、南桐矿；枣庄的陶庄、八一、柴里等矿井；大同忻州窑、煤峪口、永定庄等矿井；沈阳中心台矿；北票台吉矿；阜新高德、五龙矿；通化铁厂矿等地方煤矿都发生过严重的冲击地压。近年来，新汶华丰矿、孙村矿；徐州三河尖矿、旗山矿、权台矿；兖州东滩矿等相继成为新的冲击地压矿井。至2002年，我国发生冲击地压的矿井已达70个。此外，我国煤矿矿井大多建于五、六十年代，随着时间的推移和矿产资源开发向深部转移，这些矿井将逐步进入深部开采，冲击地压灾害问题将更加严重、更加突出。 尽管国内外学者在冲击地压发生机理、监测手段及控制等方面研究取得了重要进展，但由于冲击地压发生的原因极为复杂，影响因素颇多，到目前为止，远没有从根本上解决对其有效预测和防治问题。专家们预测，冲击地压的预测与防治将成为21世纪岩石力学研究的难题之一。 §9.2 冲击地压的特征及其分类 9.2.1 冲击地压的特征 冲击地压现象是矿山压力显现的一种特殊形式，可描述为：矿山采动（采掘工作面）诱发高强度的煤（岩）变形能瞬时释放，在相应采动空间引起强烈围岩震动和挤出的现象。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，而且易发生在巷道、硐室，特别是高应力集中的空间部位。 冲击地压共有的显现特征为：突发性、瞬时震动性及破坏性。 我国煤矿冲击地压的突出特点为：多类型、条件复杂、随采深增加发展趋势严重等。 冲击地压发生前一般没有明显的宏观前兆，其诱发因素有，如放炮、顶板来压期间、回柱（移架）等。对国内外大量冲击地压案例分析表明，冲击地压发生的地点及其主要特征为： （1）冲击地压的发生与地质构造有密切关系，往往发生在褶皱、断层及煤层变异性突出的部位，主要受构造应力的控制； （2）发生冲击地压的煤层顶板往往具有坚硬的岩层，该岩层聚集高强度的变形能，是冲击地压发生的主要驱动能量； （3）发生在超前巷道的冲击地压，以巷道两帮煤体抛出为主要特征，将巷道堵塞，甚至完全充实巷道空间； （4）发生在工作面的冲击地压，一般表现为大面积冲击现象，冲击形成的煤体运动和冲击波将支护体推倒； （5）在留有底煤的采场，冲击地压发生时，以底臌和煤岩压入采场空间为主要显现特征。 [举例] 2001年11月3号23时22分，在华丰煤矿-750m水平3407（1）工作面发生的冲击地压，震级2.4级，冲击地压发生前没有明显的前兆，突然一声巨响后，伴随连续小的爆裂声音，围岩强烈震动，煤尘飞扬，持续时间8min，对面看不见人，并伴有强烈的冲击波，伤13人。工作面