防冲知识手册_第二部分__冲击地压基本知识.docVIP

第二部分 冲击地压基本知识 第一章 概念解释 冲击地压:采场周围煤岩体，在其力学平衡状态破坏时，由于弹性变性能的瞬间释放而产生的一种以突然、急剧、猛烈破坏为特征的动力现象。 冲击地压已成为煤矿开采特别是深井开采的主要灾害，严重威胁煤矿的安全生产。 矿震：采场上覆高位巨厚坚硬岩层的断裂运动引起的以地面震动为标志的矿山动力现象。 岩爆：岩体中较高的地应力，超过岩石本身强度，有较高的脆性度和弹性，地下活动破坏了岩体原有的平衡状态，岩体中积聚的能量导致岩石破坏，并将破碎岩石抛出。 二、多样性。 一般表现为煤爆（煤壁爆裂、小块抛射）、浅部冲击和深部冲击。最常见的是煤层冲击，也有顶板冲击和底板冲击，少数矿井发生岩爆。 三、破坏性。 往往造成煤壁片帮、顶板可能有瞬间明显下沉；有时底板突然鼓起甚至接顶；常常有大量煤块甚至上百立方米的煤体突然破碎并从煤壁抛出，堵塞巷道，破坏支架；从后果来看冲击地压往往造成人员伤亡和巨大的生产损失。 四、复杂性。 在自然地质条件上，除褐煤以外的各种煤种都记录到冲击现象，采深从200～1000m，各种地质条件都发生过冲击地压。在生产技术条件上，各种采煤方法都出现了冲击地压。 五、瞬时震动性。 像爆炸强烈震动，重型设备被移动，人员被弹起摔倒，震动波及范围可达几公里甚至几十公里，地面有地震感觉。 六、冲击能量差异大。从里氏0.5级至里氏3.8级各种能级都有。 七、引发次生事故。易引发煤尘爆炸事故、高瓦斯矿井易引起煤与瓦斯突出事故。 第二节 冲击地压的分类 一、根据冲击地压的物理特征，按发生原因分（分为三类：压力、突发、爆裂型） ； 二、根据冲击地压的能量特征，按冲击时释放的地震能大小分（分五个等级）； 三、根据参与冲击的岩体类别分（分为二类：煤爆、岩爆）； 四、根据煤岩体应力来源（分为三种类型：重力、构造、复合型） ； 五、根据显现强度及其对煤和岩层、支架、设备的破坏程度分（分为四类） ； 1.弹射：单个碎块从煤岩体表面弹射出来，并伴有强烈的声响。 2. 煤炮（深部冲击）：深部的煤岩体发生破坏，但煤或岩石不向已采空间内抛出，只有片帮或散落现象，岩体震动，伴有声响，有时产生煤尘。 3.微冲击：煤或岩石向已采空间抛出，但对支架和设备无损害，围岩震动，伴有很大声响，产生煤尘，在瓦斯煤层中可能有大量瓦斯涌出。 4.强冲击：部分煤或岩体急剧破坏，大量的煤或岩石向已采空间抛出，出现支架折损、设备移动和围岩强烈震动，伴有巨大声响，形成大量煤尘。 六、根据冲击地压的能量特征，按冲击时释放的地震能大小分（分五个等级） 冲击地压级别 地震能（J） 地震烈度（级） 微冲击 ＜10 ＜1 弱冲击 10～102 1～2 中等冲击 102～104 2～3.5 强烈冲击 104～107 3.5～5 灾害性冲击 ＞107 ＞5 七、根据冲击地压的破坏后果分（分为三类） 1. 一般冲击地压。 2.破坏性冲击地压。 3.冲击地压事故。 八、按发生的力源分 1.压力（煤柱）型：煤柱在高应力作用下，聚集的能量突然释放，造成煤岩体的冲击破坏。 2.冲击（顶板或构造）型：由于煤层顶板厚岩层突然破断或滑移（或构造应力突然释放），造成巷道周围煤岩体的破坏冲击。 3.冲击压力（复合）型：多种因素参与。 九、根据发生的层位分： 煤层冲击 岩层冲击（顶板冲击、底板冲击） 第三章 冲击地压成因分析 冲击矿压发生的原因是多方面的，下面分别从自然因素和技术因素浅析。 第一节 冲击地压事故的自然因素 一、开采深度 研究表明，随着开采深度的增加，煤层中的自重应力随之增加，煤岩体中聚积的弹性能也随之增加，统计分析表明，开采深度越大，冲击地压发生的可能性也越大。（如图一所示。）可以确定，当深度H≤350m时，冲击地压一般不会发生；当深度350m＜H＜500m时，在一定程度上冲击危险逐步增加。从500m开始，随着开采深度的增加，冲击地压的危险性急剧增加。 图一、采深与冲击地压的关系 二、顶板岩层结构特征 研究表明，顶板岩层结构，特别是煤层上方坚硬、厚层砂岩顶板是影响冲击地压发生的主要因素之一，其主要原因是坚硬厚层砂岩顶板容易聚积大量的弹性能。在坚硬顶板破碎或滑移过程中，大量的弹性能突然释放，形成强烈震动，导致顶板型冲击地压的发生。 三、煤层性质的因素 冲击地压的发生与煤的物理机械性能密切相关。煤质中硬以下，弹性、脆性较大，光泽较强的煤易发生小型冲击地压；煤质中硬，较均质、致密，裂隙、层节理较不发育的煤易发生较大冲击地压；硬度很高的不易发生冲击地压。 四、构造影响 地质构造，特别是断层构造也是影响冲击地压发生的重要因素之一。实践证明，冲击地压经常发生在向斜轴部，特别是构造变化区，断层附近，煤层倾角变化带，煤层皱曲，构造应力带。当巷道接近断层或