煤礦沖擊地壓防治技術(shù)-鄭州

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1、煤礦沖擊地壓防治技術(shù)煤科總院安全分院總工程師煤礦建設(shè)工程項目安全評價評審專家國土資源部土地復(fù)墾方案評審專家1.沖擊地壓沖擊地壓(也稱為沖擊礦壓)作為一種特殊礦壓顯現(xiàn)形式，已成為煤礦開采特別是深部開采礦井的主要災(zāi)害，嚴重威脅煤礦的安全生產(chǎn)。沖擊地壓通常是在煤、巖力學(xué)系統(tǒng)達到極限強度時，以突然、急劇、猛烈的形式釋放彈性能，導(dǎo)致煤巖層瞬時破壞并伴隨有煤粉和巖石的沖擊，造成井巷的破壞及人身傷亡事故。在煤礦開采中，由于采掘?qū)е碌拿簩禹數(shù)装蹇鍞嗯c破壞，支架折損、冒頂、煤壁片幫、底鼓等現(xiàn)象，可以歸結(jié)為一般的礦山壓力現(xiàn)象，是煤巖體在采動條件下圍巖應(yīng)力重新分

2、布而發(fā)生的常見的礦山壓力顯現(xiàn)形式。但對于沖擊地壓、頂板大面積來壓、巖爆、礦震、煤與互斯突出、地表突然塌陷等現(xiàn)象，由于其發(fā)生過程突然，且又具有典型的動力特征，因此通常情況下，可統(tǒng)稱為礦山動力現(xiàn)象，但又具有不同的顯現(xiàn)形式和發(fā)生機理，因此，它們之間既有區(qū)別又有聯(lián)系。1.我國沖擊地壓概況我國1933年撫順勝利礦最早發(fā)生沖擊地壓；1985年我國沖擊地壓煤礦為32個，主要分布在北京、棗莊、撫順、大同、阜新、天池等局礦，開采深度平均為600～750m。近年來，由于煤礦開采深度的不斷增加，沖擊地壓發(fā)生礦井?dāng)?shù)量及程度又呈明顯上升的趨勢。截至2006年底，僅新

3、發(fā)生沖擊地壓的礦井就多達60余個，分布范圍擴大到開灤、新汶、義馬、鶴崗、淮南、大屯、平頂山、華亭、韓城、兗州、七臺河等局礦，開采深度也達到750～1150m。僅1997年至2006年底，先后在大同、撫順、北京、徐州、新汶、開灤、華亭、義馬、阜新、平頂山等局因沖擊地壓的發(fā)生而導(dǎo)致的重大傷亡事故就多達10余起，死亡人數(shù)達百余人。2.我國沖擊地壓的主要特點由于發(fā)生沖擊地壓的條件不同，造成我國沖擊地壓顯現(xiàn)的復(fù)雜多樣性。其主要特點：（1）具有突發(fā)性，過程短暫，伴隨有強烈的震動和聲響沖擊地壓發(fā)生前一般沒有明顯的宏觀前兆，相當(dāng)多的沖擊地壓是由爆破、頂板來

4、壓等引起的，但也有很多是在沒有人員活動的期間內(nèi)發(fā)生的，很難確定誘發(fā)因素。沖擊地壓一般伴隨有強烈的震動和聲響，最大震級可達M4.3級，地面幾千米范圍內(nèi)有震感。（2）類型多樣我國沖擊地壓一般表現(xiàn)為煤體的破壞與沖擊，但臺吉、大臺、八一、柴里、潘西及南桐一井等5個礦已發(fā)生多次巖爆。我國沖擊地壓以煤層沖擊最常見，也有頂板沖擊和底板沖擊。房山礦發(fā)生的一次沖擊地壓，底板突然鼓起并開裂成5cm寬的裂縫。在煤層沖擊中，絕大多數(shù)表現(xiàn)為破碎煤從煤壁拋出，也有極個別情況表現(xiàn)為數(shù)十平方米的煤體整體滑移。（3）造成的破壞和損失巨大①人員傷亡。沖擊地壓造成震動使人員碰傷

5、，所造成的冒頂、片幫、支架折斷也傷及人員；由于巷道堵塞、人員被埋而窒息。②破壞生產(chǎn)。沖擊地壓造成片幫、底鼓、冒頂可造成幾十米巷道被堵塞，幾百米巷道支架被損壞，機械設(shè)備被移位，風(fēng)門被暴風(fēng)摧垮，有的被迫停采，損失煤炭可多達數(shù)萬t。③地面房屋被震壞開裂。（4）災(zāi)害嚴重程度不同我國煤礦沖擊地壓的強度、頻度、災(zāi)害程度、伴生災(zāi)害情況等因開采地質(zhì)條件的不同而差別較大。根據(jù)微震檢測系統(tǒng)記錄，門頭溝煤礦（現(xiàn)已關(guān)閉）平均每月記錄到160次各類沖擊和震動；華豐煤礦每月可監(jiān)測到1000余次各類震動；老虎臺煤礦也是沖擊地壓嚴重的礦井，每月震動次數(shù)達300余次；臺吉礦

6、存在巖爆、礦震、巖石沖擊、沖擊地壓、地溫?zé)岷Φ?，是我國深井開采多種災(zāi)害并存的典型。另外，在發(fā)生沖擊地壓的高瓦斯礦井中，大多同時存在沖擊地壓及沖擊地壓等兩種以上災(zāi)害。(5)發(fā)展趨勢是逐漸增多，日趨嚴重1949年以前我國發(fā)生沖擊地壓的礦井只有2個，20世紀50年代增加到7個，60年代為12個，70年代為22個，80年代為32個，90年代為50余個，目前達100多個。隨著開采深度的增加、開采范圍的礦大和開采強度的加大，近年來雖然采取了不少措施，但全國沖擊地壓礦井和總的沖擊地壓次數(shù)并未減少。因此，我國煤礦的開采實踐看，沖擊地壓災(zāi)害將更加嚴重。3.國

7、外沖擊地壓歷史與現(xiàn)狀（1）蘇聯(lián)蘇聯(lián)的沖擊地壓最早于1947年發(fā)生在吉謝羅夫礦區(qū)，此后共有9個礦區(qū)出現(xiàn)了沖擊地壓問題。發(fā)生沖擊地壓的一般條件是：初始深度為400～1860m，煤厚為0.5～20m，在各種傾角、各種煤種（包括褐煤）中都記錄到?jīng)_擊地壓現(xiàn)象。多數(shù)情況下頂板為堅硬砂巖，也有一些煤田是破碎頂板。開采技術(shù)條件涉及到刀柱式或長壁式等開采方法，充填或垮落等頂板管理方法，整層或分層開采情況。從1951年開始，著手解決煤礦沖擊地壓問題，取得了良好效果，沖擊地壓次數(shù)大為減少。1955～1977年沖擊危險礦井?dāng)?shù)由8個增至36個，而沖擊次數(shù)由83次降至

8、7次，1980后又降至5～6次。（2）波蘭沖擊地壓是波蘭煤礦重大災(zāi)害之一，最早記載于1958年。目前開采的煤層中45%以上的煤層有沖擊地壓傾向。開始發(fā)生沖擊地壓的平均深度為400