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《第s七章 孫村煤礦深部沖擊地壓和其防治技術(shù)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第七章孫村煤礦深部沖擊地壓防治技術(shù)煤礦沖擊地壓是開采過程中承受高應(yīng)力的煤巖體在破壞瞬間驟然釋放彈性變形能的礦山壓力動(dòng)力現(xiàn)象。隨著開采深度增加,孫村煤礦開采引起的礦山壓力逐漸顯現(xiàn)出動(dòng)力現(xiàn)象,自1987年以來,多次發(fā)生礦震(礦上稱為震頂)、煤炮、巷道短時(shí)間內(nèi)急劇變形、鉆孔夾釬桿等沖擊地壓現(xiàn)象。最早出現(xiàn)明顯沖擊地壓特征的地點(diǎn)位于-600m水平后組煤層一采區(qū)掘進(jìn)中的1315工作面回風(fēng)平巷,埋深在720m左右。繼新汶局西部礦井華豐礦于1992年3月發(fā)生較強(qiáng)烈沖擊地壓后,從1994年起，孫村煤礦多次發(fā)生較強(qiáng)烈的沖擊地壓,與孫村煤礦相鄰的張莊煤礦也出現(xiàn)了類
2、似的情況。第一節(jié)沖擊地壓顯現(xiàn)規(guī)律一、煤巖沖擊傾向性測(cè)定煤巖是否具有沖擊危險(xiǎn),首先取決于煤巖自身的固有特性。在深部1217房柱式工作面和1417長壁工作面發(fā)生較強(qiáng)烈的沖擊地壓后,孫村煤礦在1218和1417工作面分別采取煤巖樣,由煤科院北京開采所進(jìn)行沖擊傾向試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果如表7-1、表7-2和表7-3所列。表7-12#煤層沖擊傾向性鑒定項(xiàng)目工作面煤層上部的煤樣工作面煤層下部的煤樣干樣濕樣干樣濕樣抗壓強(qiáng)度Ｒ壓（MPa）29.316.517.715.5彈性能量指數(shù)WET2.542.141.790.7動(dòng)態(tài)破壞時(shí)間DT(ms)3312939250沖擊傾
3、向綜合評(píng)判結(jié)果強(qiáng)烈中等中等弱備注濕樣浸水時(shí)間22d；采樣埋深838～839m表7-24#煤層沖擊傾向性鑒定項(xiàng)目工作面煤層上部的煤樣工作面煤層下部的煤樣干樣濕樣干樣濕樣抗壓強(qiáng)度Ｒ壓（MPa）17.616.518.916.4彈性能量指數(shù)WET2.01.172.341.9動(dòng)態(tài)破壞時(shí)間DT(ms)5172116170沖擊傾向綜合評(píng)判結(jié)果中等弱中等弱備注濕樣浸水時(shí)間22d；采樣埋深825～841m表7-32#、4#煤層頂板巖石沖擊傾向性鑒定項(xiàng)目1218工作面1417工作面抗彎強(qiáng)度Ｒ彎（MPa）11.813.0彎曲能量指數(shù)(KJ)17.294.97沖擊傾
4、向鑒定類別中等沖擊傾向無沖擊傾向由實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出如下結(jié)論:153a．1218工作面的2#煤層屬強(qiáng)烈沖擊傾向,頂板屬中等沖擊傾向。b．1417工作面的4#煤層屬中等沖擊傾向,頂板無沖擊傾向。c．頂?shù)装鍘r性對(duì)煤層沖擊強(qiáng)度有很大影響。d．浸水對(duì)沖擊地壓防治有一定效果,但應(yīng)與其它方法相結(jié)合。二、支承壓力峰值位置沖擊地壓發(fā)生的理論有強(qiáng)度理論、能量理論、剛度理論、失穩(wěn)理論和沖擊傾向理論，這些理論從某個(gè)方面解釋沖擊地壓發(fā)生的機(jī)理，并提出了相應(yīng)的判別準(zhǔn)則。無論用什么樣的理論解釋沖擊地壓發(fā)生的機(jī)理，沖擊地壓都是在高應(yīng)力下發(fā)生的，因?yàn)閺?qiáng)度高、彈性大的煤層只有在高應(yīng)
5、力條件下才可能積存較多的彈性能。開采深度和煤巖體中的應(yīng)力是直接相關(guān)的，原巖應(yīng)力和開采深度成正比，長壁工作面開采期間和停采后，煤壁前方和側(cè)方形成移動(dòng)支承壓力和固定支承壓力，這些支承壓力以原巖應(yīng)力為基數(shù)，在地層中形成應(yīng)力集中，采深愈大，應(yīng)力的絕對(duì)值愈大。高應(yīng)力是發(fā)生沖擊地壓的必要條件，在采用垮落法處理采空區(qū)的長壁工作面，煤壁前方和側(cè)方實(shí)體煤層內(nèi)形成支承壓力是不可避免的。孫村煤礦深部已經(jīng)發(fā)生的沖擊地壓均與支承壓力直接相關(guān)。1．移動(dòng)支承壓力峰值位置根據(jù)孫村煤礦長壁工作面開采期間在運(yùn)輸平巷和回風(fēng)平巷內(nèi)的變形觀測(cè)，推斷-600m和-800m水平移動(dòng)支承壓
6、力峰值在采場(chǎng)上端分別超前工作面煤壁25m和30m，在采場(chǎng)下端分別超前15m和20m。2．側(cè)向固定支承壓力峰值位置側(cè)向固定支承壓力峰值位置由以下礦壓觀測(cè)資料推斷。(1)1215工作面跨采3號(hào)石門附近4#煤層輔助軌道上山的觀測(cè)如圖7-1，-600m水平上山階段一采區(qū)2#煤層1215工作面跨采石門的同時(shí)，跨采了3號(hào)石門附近的4#煤層輔助軌道上山。該上山與2#煤層的垂距為15m，采用錨網(wǎng)支護(hù)，矩形斷面。在1215工作面跨過該上山15.4m后,4#煤層輔助軌道上山的頂?shù)装搴蛢蓭烷]合量如圖7-2所示。該上山的變形是側(cè)向固定支承壓力與移動(dòng)支承壓力共同作用的
7、結(jié)果，由此推斷，側(cè)向固定支承壓力峰值位于距采空區(qū)邊緣20~30m的范圍內(nèi)。圖7-11215工作面與輔助上山的相對(duì)位置153圖7-21215工作面跨過上山15.4m后上山的變形量1-兩幫閉合量2-頂?shù)组]合量（2）-600m水平下山階段4#煤層回風(fēng)下山在側(cè)向固定支承壓力作用下的觀測(cè)-600m水平下山階段2219工作面跨采了下方的下山后，位于煤柱下方的4#煤層回風(fēng)下山長期承受側(cè)向固定支承壓力作用，多次修復(fù)后又嚴(yán)重變形。4#煤層回風(fēng)下山與2219工作面的相對(duì)位置如圖7-3，該下山在1996年10月觀測(cè)時(shí)的凈高如圖7-4所示。4#煤層回風(fēng)下山最低處距煤
8、柱邊緣的距離在34m左右，由此推斷側(cè)向固定支承壓力峰值位置深入煤體34m左右。圖7-32219工作面與4#煤層回風(fēng)下山相對(duì)位置圖7-44#煤層回風(fēng)下山高度（3）12
