礦山壓力觀測(cè)與控制學(xué)習(xí)情境6 礦山動(dòng)力現(xiàn)象分析與防治課件.ppt

《礦山壓力觀測(cè)與控制學(xué)習(xí)情境6 礦山動(dòng)力現(xiàn)象分析與防治課件.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、煤礦開采過程中，煤或巖體在高應(yīng)力狀態(tài)下積聚有大量彈性能，在一定條件下可突然發(fā)生破壞、冒落或拋出而使能量釋放，呈現(xiàn)出響聲、震動(dòng)及氣浪等明顯的動(dòng)力效應(yīng)。這些現(xiàn)象稱為煤巖動(dòng)力現(xiàn)象。根據(jù)其成因及機(jī)理，可歸納為三種形式，即沖擊礦壓、頂板大面積突然來壓、煤與瓦斯突出或噴出。本章主要介紹沖擊礦壓的相關(guān)問題。學(xué)習(xí)情境6礦山動(dòng)力現(xiàn)象分析與防治1任務(wù)1沖擊礦壓簡(jiǎn)介1.1沖擊礦壓的現(xiàn)象隨著我國(guó)煤礦開采深度的增加，開采條件越來越復(fù)雜，沖擊礦壓現(xiàn)象越來越多，危害也越來越大，必須引起重視。21.2沖擊礦壓的特點(diǎn)通常情況下，沖

2、擊礦壓將直接產(chǎn)生動(dòng)力將煤、巖拋向巷道，引起巖體的強(qiáng)烈震動(dòng)，產(chǎn)生強(qiáng)烈聲響，造成巖塊的破斷和裂縫擴(kuò)展。因此，沖擊礦壓具按如下明顯的特征：（1）突發(fā)性（2）瞬時(shí)震動(dòng)性（3）巨大破壞性（4）復(fù)雜性31.3沖擊礦壓的分類1.3.1國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)沖擊礦壓的分類1）依據(jù)煤巖受力狀態(tài)的不同，將沖擊礦壓分為三類①重力型沖擊礦壓：只受重力作用，在沒有或只有極小構(gòu)造應(yīng)力影響的條件下引起的沖擊礦壓；4②構(gòu)造應(yīng)力型沖擊礦壓：若構(gòu)造應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過巖層自重應(yīng)力，主要受構(gòu)造應(yīng)力作用引起的沖擊礦壓；③中間型或重力—構(gòu)造型沖

3、擊礦壓：它是受重力和構(gòu)造應(yīng)力的共同作用引起的沖擊礦壓。52）根據(jù)沖擊的顯現(xiàn)強(qiáng)度，可分為四類①礦震。②微沖擊。③弱沖擊。④強(qiáng)沖擊。63）根據(jù)震級(jí)強(qiáng)度和拋出的煤量，將沖擊礦壓分為三級(jí)①輕微沖擊（Ⅰ級(jí)）。②中等沖擊（Ⅱ級(jí)）③強(qiáng)烈沖擊（Ⅲ級(jí)）。74）根據(jù)發(fā)生的地點(diǎn)和位置，可將沖擊礦壓分為兩大類①煤體沖擊。②圍巖沖擊。1.3.2國(guó)際上對(duì)煤巖動(dòng)力現(xiàn)象的分類①據(jù)能量源及動(dòng)力現(xiàn)象，主要將煤巖動(dòng)力現(xiàn)象分為四類，如圖6-2所示。②根據(jù)巷道中記錄的參數(shù)，確定的動(dòng)力現(xiàn)象強(qiáng)度分類詳見表6-1。8圖6-1沖擊礦壓類型9

4、圖6-2煤巖動(dòng)力現(xiàn)象分類10111.4沖擊礦壓和礦震對(duì)環(huán)境的影響?yīng)ピ诓傻V巷道工作面中發(fā)生震動(dòng)和沖擊礦壓，將會(huì)對(duì)井下巷道、井下工作人員和地面建筑物造成影響。1.4.1對(duì)井下巷道的影響?yīng)?.4.2對(duì)礦工的影響?yīng)?.4.3對(duì)地表建筑物的影響1.4.4國(guó)內(nèi)沖擊礦壓歷史及現(xiàn)狀12任務(wù)2沖擊礦壓發(fā)生的機(jī)理2.1沖擊礦壓產(chǎn)生的因素2.1.1自然條件1）煤巖的力學(xué)性質(zhì)2）頂?shù)装鍡l件及煤層厚度3）開采深度4）地質(zhì)構(gòu)造13圖6-3煤柱上集中應(yīng)力分布對(duì)下層的影響142.1.2開采技術(shù)因素1）采煤方法2）煤柱3）

5、采掘順序4）頂板控制5）放炮15圖6-4采掘順序?qū)袘?yīng)力分布的影響161718192.2沖擊礦壓發(fā)生的機(jī)理沖擊礦壓發(fā)生的物理過程，主要是煤、巖介質(zhì)破壞變形的力學(xué)過程，這稱為沖擊礦壓的機(jī)理。目前對(duì)沖擊礦壓機(jī)理的認(rèn)識(shí)可主要概括為強(qiáng)度理論、能量理論和沖擊傾向理論。2.2.1強(qiáng)度理論2.2.2剛度理論2.2.3能量理論2.2.4沖擊傾向性理論2.2.5穩(wěn)定性理論20任務(wù)3沖擊礦壓預(yù)測(cè)及防治3.1沖擊礦壓的預(yù)測(cè)為減少?zèng)_擊礦壓對(duì)安全生產(chǎn)的危害，在開采有沖擊危險(xiǎn)的煤層時(shí)，必須進(jìn)行預(yù)測(cè)。常用以下幾種

6、方法。3.1.1頂板動(dòng)態(tài)法3.1.2鉆屑法3.1.3微震法或地音監(jiān)測(cè)法3.1.4能量法3.1.5綜合測(cè)定法21圖6-5微震儀測(cè)出的震相223.2沖擊礦壓防治3.2.1合理的開拓布置和開采方式①開采煤層群時(shí)，開拓布置應(yīng)有利于解放層開采。②劃分采區(qū)時(shí)，應(yīng)保證合理的開采順序，最大限度地避免形成煤柱等應(yīng)力集中區(qū)。③采區(qū)或盤區(qū)的采面應(yīng)朝一個(gè)方向推進(jìn)，避免相向開采，以免應(yīng)力疊加。23④在地質(zhì)構(gòu)造等特殊部位，應(yīng)采取能避免或減緩應(yīng)力集中和疊加的開采程序。⑤有沖擊危險(xiǎn)的煤層的開拓或采準(zhǔn)巷道、永久硐室、

7、主要上（下）山、主要溜煤巷和同風(fēng)巷應(yīng)布置在底板巖層或無沖擊危險(xiǎn)煤層中，以利于維護(hù)和減小沖擊危險(xiǎn)。24⑥開采有沖擊危險(xiǎn)的煤層時(shí)，應(yīng)采用不留煤柱垮落法管理頂板的長(zhǎng)壁開采法。⑦頂板管理采用全部垮落法，工作面支架采用具有整體性和防護(hù)能力的可縮性支架。⑧開采保護(hù)層。25圖6-6采煤工作面上方巖層移動(dòng)狀態(tài)26圖6-7上保護(hù)層開采后卸壓帶示意圖27圖6-8確定卸壓帶尺寸示意圖28圖6-9保護(hù)層開采方案293.2.2沖擊危險(xiǎn)的解危措施1)震動(dòng)爆破（1）震動(dòng)卸壓爆破（2）震動(dòng)落煤爆破（3）震動(dòng)卸壓落煤爆破

8、（4）頂板爆破2）煤層注水（1)短鉆孔注水法（2）長(zhǎng)鉆孔注水法（3）聯(lián)合注水法3）鉆孔卸壓304）定向裂縫（1）定向水力裂縫法（2）定向爆破裂縫法（3）其他防護(hù)措施①及時(shí)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，撤離人員。②采用特別支護(hù)。③采用特殊的工作制度。31圖6-10軸向預(yù)裂縫鉆頭示意圖32圖6-11爆破鉆孔結(jié)構(gòu)示意圖33謝謝34