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煤矿开采过程中，煤或岩体在高应力状态下积聚有大量弹性能，在一定条件下可突然发生破坏、冒落或抛出而使能量释放，呈现出响声、震动及气浪等明显的动力效应。这些现象称为煤岩动力现象。根据其成因及机理，可归纳为三种形式，即冲击矿压、顶板大面积突然来压、煤与瓦斯突出或喷出。本章主要介绍冲击矿压的相关问题。学习情境6矿山动力现象分析与防治1
任务1冲击矿压简介1.1冲击矿压的现象随着我国煤矿开采深度的增加，开采条件越来越复杂，冲击矿压现象越来越多，危害也越来越大，必须引起重视。2
1.2冲击矿压的特点通常情况下，冲击矿压将直接产生动力将煤、岩抛向巷道，引起岩体的强烈震动，产生强烈声响，造成岩块的破断和裂缝扩展。因此，冲击矿压具按如下明显的特征：〔1〕突发性〔2〕瞬时震动性〔3〕巨大破坏性〔4〕复杂性3
1.3冲击矿压的分类1.3.1国内学者对冲击矿压的分类1〕依据煤岩受力状态的不同，将冲击矿压分为三类①重力型冲击矿压：只受重力作用，在没有或只有极小构造应力影响的条件下引起的冲击矿压；4
②构造应力型冲击矿压：假设构造应力远远超过岩层自重应力，主要受构造应力作用引起的冲击矿压；③中间型或重力—构造型冲击矿压：它是受重力和构造应力的共同作用引起的冲击矿压。5
2〕根据冲击的显现强度，可分为四类①矿震。②微冲击。③弱冲击。④强冲击。6
3〕根据震级强度和抛出的煤量，将冲击矿压分为三级①轻微冲击〔Ⅰ级〕。②中等冲击〔Ⅱ级〕③强烈冲击〔Ⅲ级〕。7
4〕根据发生的地点和位置，可将冲击矿压分为两大类①煤体冲击。②围岩冲击。1.3.2国际上对煤岩动力现象的分类①据能量源及动力现象，主要将煤岩动力现象分为四类，如图6-2所示。②根据巷道中记录的参数，确定的动力现象强度分类详见表6-1。8
图6-1冲击矿压类型9
图6-2煤岩动力现象分类10
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1.4冲击矿压和矿震对环境的影响在采矿巷道工作面中发生震动和冲击矿压，将会对井下巷道、井下工作人员和地面建筑物造成影响。1.4.1对井下巷道的影响1.4.2对矿工的影响1.4.3对地表建筑物的影响1.4.4国内冲击矿压历史及现状12
任务2冲击矿压发生的机理2.1冲击矿压产生的因素2.1.1自然条件1〕煤岩的力学性质2〕顶底板条件及煤层厚度3〕开采深度4〕地质构造13
图6-3煤柱上集中应力分布对下层的影响14
2.1.2开采技术因素1〕采煤方法2〕煤柱3〕采掘顺序4〕顶板控制5〕放炮15
图6-4采掘顺序对集中应力分布的影响16
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2.2冲击矿压发生的机理冲击矿压发生的物理过程，主要是煤、岩介质破坏变形的力学过程，这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、能量理论和冲击倾向理论。2.2.1强度理论2.2.2刚度理论2.2.3能量理论2.2.4冲击倾向性理论2.2.5稳定性理论20
任务3冲击矿压预测及防治3.1冲击矿压的预测为减少冲击矿压对平安生产的危害，在开采有冲击危险的煤层时，必须进行预测。常用以下几种方法。3.1.1顶板动态法3.1.2钻屑法3.1.3微震法或地音监测法3.1.4能量法3.1.5综合测定法21
图6-5微震仪测出的震相22
3.2冲击矿压防治3.2.1合理的开拓布置和开采方式①开采煤层群时，开拓布置应有利于解放层开采。②划分采区时，应保证合理的开采顺序，最大限度地防止形成煤柱等应力集中区。③采区或盘区的采面应朝一个方向推进，防止相向开采，以免应力叠加。23
④在地质构造等特殊部位，应采取能防止或减缓应力集中和叠加的开采程序。⑤有冲击危险的煤层的开拓或采准巷道、永久硐室、主要上〔下〕山、主要溜煤巷和同风巷应布置在底板岩层或无冲击危险煤层中，以利于维护和减小冲击危险。24
⑥开采有冲击危险的煤层时，应采用不留煤柱垮落法管理顶板的长壁开采法。⑦顶板管理采用全部垮落法，工作面支架采用具有整体性和防护能力的可缩性支架。⑧开采保护层。25
图6-6采煤工作面上方岩层移动状态26
图6-7上保护层开采后卸压带示意图27
图6-8确定卸压带尺寸示意图28
图6-9保护层开采方案29
3.2.2冲击危险的解危措施1)震动爆破〔1〕震动卸压爆破〔2〕震动落煤爆破〔3〕震动卸压落煤爆破〔4〕顶板爆破2〕煤层注水〔1)短钻孔注水法〔2〕长钻孔注水法〔3〕联合注水法3〕钻孔卸压30
4〕定向裂缝〔1〕定向水力裂缝法〔2〕定向爆破裂缝法〔3〕其他防护措施①及时预测预报
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