煤矿冲击地压防治技术.docx

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1、煤矿冲击地压防治技术煤矿冲击地压防治技术 摘要：冲击地压是一种特殊的矿山压力显现现象，也是煤矿井下复杂动力现象之一，它严重威胁井下安全生产，是煤矿井下开采过程中严重的灾害之一。结合实际介绍了雁崖煤业公司14-3煤层416盘区81612工作面地质开采环境特征的基础上，探讨了冲击地压形成的内外因和内在斑裂产生的机理。建立健全了灾害预测防治体系，提出了开采解放层、煤层注水、爆破卸压等治理防护措施。 关键词：冲击地压 防治 灾害治理 措施 1.概述 1.1发生破坏情况 冲击地压是采场周围煤岩体，在其力学平衡状态破坏时，由于弹性变形能的瞬间释放而产生一种以突然、急剧、猛烈破坏为特征的动力现象。冲击地压是

2、一种特殊的矿山压力显现。其显现强度特征一般为弱冲击、强冲击、弹射、矿震、岩爆、煤炮、冲击波、弹性振动等，常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象；其发生突然剧烈，冲击波力量巨大，瞬间摧毁巷道、采煤工作面和设备，伤击人员。 雁崖煤业公司是一个具有水、火、瓦斯、煤尘等多种自然灾害的老矿井，开采历史长，生产条件较为复杂。在开采14-3煤层416盘区81612工作面时，遇到了严重的冲击地压。这是我公司首次经历冲击地压的影响，严重影响工作面的正常生产。该工作面21612顺槽巷平均顶底板移进1.1m，两帮移进0.8m，摧毁巷道600余米。断面收缩率80%以上，巷道平均底鼓1.2m，损坏单体支柱21根。严重影响转

3、载机和破碎机的行进，造成工作面停产。因此，加强煤矿冲击地压灾害的预防与治理工作是煤矿安全生产工作当中急需解决的重大问题。 1.2冲击地压发生的条件 冲击地压形成和发生的条件是很复杂的，作为一种矿山岩体破坏现象，有其特殊的宏观和微观特征。首先是煤岩体中应力超过其极限强度，以煤岩破坏为先导；其次是煤层和围岩在集中应力作用下，吸收能量积聚应变能；另一个是“诱发”因素导致其突变破坏，瞬间释放应变能。冲击地压发生必须具备如下条件： 煤层具有冲击倾向性 冲击地压的发生与煤岩体物理力学性质有直接关系。研究表明，14-3煤层416盘区冲击地压的特殊显现性，在正常的生产过程中，冲击地压基本无显现，在老顶大面积来

4、压时，煤层中的原岩应力状态发生改变，导致21612顺槽巷发生强烈的冲击地压的原因之一。 回采工作面附近存在较大的能量集中 冲击地压发生在回采工作面前方1550m处，属于回采工作面前方支承压力区，煤层积聚巨大弹性应变能，当其超过煤层的迹象强度时，便产生冲击地压。当走向支承压力与倾向支承压力叠加时，产生的冲击地压更为强烈和频繁。14-3煤层416盘区81612工作面地质构造复杂，断层多，开采深度及强度大，区域内构造应力大，煤岩体能量集中，这是该工作面发生冲击地压的内因。 采掘顺序及开采方法 开采过程中不可避免地留有煤柱，在采掘中形成支承压力的叠加，有利于冲击地压的方式。另外，过多的留有煤柱和在高应

5、力集中区煤柱内，冲击地压较为强烈。81612工作面发生冲击地压的实例表明，煤岩物理力学性质和地质构造条件是冲击发生的内因，采掘方法、回采顺序是促成冲击地压发生的外因。81612工作面在开采时，工作面两侧均为采空区，该工作面如同抽屉式开采。该工作面上覆为已采工作面留设的煤柱，导致工作面及21612顺槽的应力较为集中，更说明应力叠加超过极限是造成冲击地压的直接原因。 工作面推进速度的影响 回采工作面推采过大后，工作面煤体集中应力得不到及时释放，容易造成应力集中，因此工作面推采速度也是影响冲击地压发生的因素之一。 2.冲击地压的防治措施 2.1预测 对冲击地压进行预测非常重要，并且冲击地压是能够预测

6、的。其预测方法如下所述： 经验类比法 经验类比法是预测采区或工作面冲击危险程度和区域的常用方法。工作面开采，利用经验类比法对工作面进行冲击危险程度划分，采空区边缘、断层附近、煤柱区等均为冲击危险程度相对较高的部位，应优先进行防冲治理。 钻屑法 钻屑法，是通过在煤体中钻一小直径钻孔，根据钻孔时排出的煤粉量及其变化规律和有关动力现象，达到一系列探测目的施工方法。它具有简单易行、直观、适应性强等优点，成为一种公认的预测冲击地压的主要方法。 本工作面根据大量的钻屑检测结果，把煤层冲击地压划分为三级： 级无冲击地压直接危险级有中等冲击地压危险级有严重冲击地压危险 冲击地压检测指标 最大钻屑量/kg m-

7、1 级别 L4 级 级 级 4.5 4.55.5 5.5 L=46 5.5 5.56.5 6.510 L6 6.5 6.5 10 无 声响、卡钻 卡钻、冲击声 动力现象 工作面矿压监测法 每班对上、下平巷超前支柱进行阻力监测，找出工作面超前支承压力影响范围及应力集中系数，确定超前支护距离及方式。根据阻力大小预报工作面顶板来压及应力集中区域。根据工作面“三区五线”的矿压观测，及时观测工作面顶板压力变化情况。提前预防冲击地压的发生做相应的判断。 3.综合防治 实践表明，仅凭一种措施预防冲击地压是不可能的，只有采取综合防治的方法，才能有效的减少和消除冲击地压对工作面的威胁。 3.1合理选择开采方法

8、尽量不要再相邻采空区侧布置工作面及采用抽屉式开采及相邻两侧的煤柱，防治应力叠加。造成工作面前方支承压力区内的压力增大，正确选择采煤方法和顺序。 3.2煤层注水 对煤体进行压力注水，使煤体湿润，改变其物理力学性质。减少弹性、增大塑性，阻碍煤层弹性能的积聚，以此来降低或缓减冲击地压的危险程度，同时，注水还可以起到降尘的作用。随后，81612工作面积极的采用煤体注水，最大注水深度60米。采用注水泵，水压达到15MPa，注水流量为2m3/h，注水后含水率增加了40%，降低了煤体冲击地压的危险程度。 3.3加强支护 在21612顺槽巷内，保证足够的支护强度，提高抗冲击变形能力。如采用单体支柱加强支护，支

9、护长度由原来的20m，增大到40m。单体柱的排距、柱距缩短；加强支架间的整体结构，提高稳定性；加强巷道清理，保证巷道断面等，以减少冲击地压危险和损失。 3.4加强管理 从组织上加强对现场工作人员在冲击地压方面的安全教育，建立健全有冲击地压危险的工作面的规章制度，加强技术管理。做好危险煤层危险程度的预测预报等。 4.结论 矿井冲击地压直接威胁井下安全生产，为了严防由此产生的安全事故，结合14-3煤层416盘区81612工作面的生产实践，探讨了冲击地压的形成条件及影响因素。提出了符合生产实际的切实可行的防治措施，如：经验类比法、钻屑法、工作面矿压监测法等。指出了冲击地压的危害严重，应引起足够的重视，并采取有效的综合防治措施。 参考文献：1 钱鸣高，刘听成，矿山压力及控制 M 北京：煤炭工业出版社 2郭惟嘉，沈光寒，闰强刚华丰煤矿采动覆岩移动变形与治理的研究 J山东矿业学院学报