冲击地压理论与技术-653培训(第一讲：基本概念)

“冲击地压及其开采技术”授课提纲华北科技学院副院长中国煤矿安全技术培训中心副主任段绪华教授2007年10月18日冲击地压及其开采技术一、概述：（一）、国内外冲击地压的发生情况冲击地压是矿山压力的一种特殊显现形式，可以定义为：矿山井巷和采场周围煤岩体，由于变形能的释放而产生的以突然急剧、猛烈的破坏为特征的动力现象。

简单地说，冲击地压就是煤（岩）体的突然破坏现象。

如同装在煤岩体中的大量炸药爆炸一样，煤或岩石突然被抛出造成支架折损、片帮冒顶、巷道堵塞、伤及人员，并伴有大量声响和岩体震动，最大震级可达3.8级以上，有时在几公里范围内的地面都能感觉到，形成大量煤尘和强烈的空气波。

在瓦斯煤层，往往还伴有大量瓦斯涌出。

冲击地压发生前，一般没有明显的宏观预兆，多数是由爆破引发的，发生时间短暂，震动冲击时间在几秒至几十秒之中。

发生在岩巷、金属矿和地下隧道中的冲击地压叫岩爆，表现为岩巷和隧道周边岩石成片状破裂，岩片向坑道内弹射，伴有声响，顶板掉块，底板拱起，洞壁严重破坏，甚至大量岩石崩落。

我国最早有记录的冲击地压发生于1933年抚顺矿务局的胜利矿。

之后，随着开采深度的增加和开采范围的增大，北京矿务局、开滦矿务局、阜新矿务局、枣庄矿务局、四川天池煤矿等局矿都发生了冲击地压。

截至2000年的不完全统计，我国有冲击地压问题的煤矿达50个左右，已发生的破坏性冲击地压达近3000多次，震级从里氏震级0.58级至3.8级，造成严重的危害，伤亡数百人。

冲击地压几乎遍布世界各采矿国家，即几乎所有采矿国家都不同程度地遭受冲击地压的危害。

世界有记载的第一次冲击地压发生在1738年英国的南史塔福煤田。

之后前苏联、南非、德国、美国、加拿大、波兰、法国、日本、印度、捷克、匃牙利、保加利亚、奥地利、新西兰和安哥拉等都记录到冲击地压。

目前煤矿冲击地压最严重的国家是前苏联、波兰、德国，而防治冲击地压发生最有成效的也是这三个国家。

许多国家对冲击地压防治问题都给予了极大的关注，同时也加强了重点研究和防治。

冲击地压及防治技术培训兴隆庄煤矿冲击地压及防治技术培训本培训共分为六讲第一讲冲击地压概述第二讲冲击地压发生的机理第三讲冲击地压的影响因素第四讲冲击地压预测方法第五讲冲击地压防治措施1 冲击地压概述1.2 冲击地压的显现特征（1）突发性：冲击地压发生前一般无明显前兆，冲击过程短暂，难以确定发生的时间、地点的强度。

（2）多样性：一般表现为煤爆（煤壁爆裂、小块抛射）、浅部冲击和深部冲击。

最常见的是煤层冲击，也有顶板冲击和底板冲击，少数矿井发生岩爆。

（3）破坏性：往往造成煤壁片帮、顶板可能有瞬间明显下沉；有时底板突然鼓起甚至接顶；常常有大量煤块甚至上百立方米的煤体突然破碎并从煤壁抛出，堵塞巷道，破坏支架；从后果来看冲击地压往往造成人员伤亡和巨大的生产损失。

（4）复杂性：在自然地质条件上，除褐煤以外的各种煤种都记录到冲击现象，采深从200～1000m，各种地质条件都发生过冲击地压。

在生产技术条件上，各种采煤方法都出现了冲击类型：第一类：底板冲击（鼓起）型：东滩矿42轨3#提（两次修复）、43上07轨顺、143上06（西）工作面；第二类：顶板冲击（下沉）型：东滩矿43上04（北）工作面运顺、济三矿6300工作面辅助顺槽，东滩矿4305工作面切眼导硐；该类冲击具有顶板活动诱发冲击的特点。

第三类：巷帮冲击型：济三矿6303工作面辅助顺槽；北京：门头沟煤矿是我国冲击地压最严重的矿井之一，现在是木城涧、大安山矿和房山矿具有冲击危险。

黑龙江：鸡西、鹤岗。

辽宁：抚顺矿务局，胜利矿为最早，而龙凤矿最为严重，现在是老虎台矿较严重。

阜新（五龙、孙家湾）、北票（台吉、冠山）。

开滦：唐山矿，开滦矿务局唐山矿的冲击地压大多发生在两面或三面临空的半岛形或孤岛形煤柱中。

徐州矿务局，三河尖矿为“三硬”矿区，冲击地压危害较严重。

旗山矿与权台矿同属“三软”矿井，事实上这两个矿都曾发生了较为严重的冲击地压事故。

四川：砚台、天池。

山西：大同。

山东省从1960年到2004年共在13个矿井发生231次冲击地压、死亡25人，重伤46人。

冲击地压理论及技术培训一、冲击地压理论1.冲击地压的产生机制在地下工程中，施加在岩石或土层上的冲击荷载会引起应力波的传播。

这些高强度的应力波可以通过地下介质迅速传播并引起地下岩体的应力和变形。

当冲击波遇到介质边界或不均匀性时，会造成反射和折射，并产生较大的应力集中，从而导致冲击地压的产生。

2.冲击地压的特点- 高频率：冲击地压产生的应力波具有高频率的特点，对地下岩体的影响效应集中在短时间内。

- 高强度：冲击地压引起的应力波具有较大的幅度和能量，可能导致地下岩体的瞬时破裂和位移。

- 局部性：冲击地压对地下岩体的影响集中在局部范围内，对工程的破坏作用强烈，会影响地下工程的安全和稳定。

二、冲击地压的技术控制与预防1.地质勘探与预测在地下工程施工前，必须进行充分的地质勘探和预测工作。

通过地质勘探，可以了解地下岩体的力学性质、裂隙结构和应力分布情况，为冲击地压的预测和控制提供依据。

2.冲击地压的监测与预警在地下工程施工过程中，需要建立冲击地压监测系统，实时监测地下岩体的应力、位移和应力波传播情况。

当发现冲击地压的迹象时，需要立即采取措施进行预警和应急处理。

3.冲击地压的控制技术- 减震消能：采用减震消能技术，通过合理的结构设计和材料选择，减少冲击地压引起的应力波传播和能量释放，降低地下岩体的损伤和位移。

- 地压支护：采用地压支护技术，通过设置加固构造、支撑体系和锚杆预应力等措施，增强地下岩体的稳定性和承载能力，降低冲击地压对工程的影响。

- 地压分散：采用地压分散技术，通过合理的爆破参数、排空施工和合理进尺等方式，减少冲击地压的产生和传播，降低地下岩体的变形和破坏。

4.应急处置与灾害防治在冲击地压发生紧急情况时，需要立即采取应急处置措施，包括疏散人员、封闭危险区域和进行灾害防治等工作，保障人员和工程的安全。

三、冲击地压的技术培训针对冲击地压的复杂性和危险性，需要进行专门的技术培训，提高从业人员的应对能力和安全意识。

采煤工程领域专业技术人才知识更新（“653”工程）
培训教学计划
一、培训目的
贯彻落实《专业技术人才知识更新工程实施方案》（“653”工程）和《郑煤集团公司继续教育条例》精神，提高采煤工程领域专业技术人才队伍的专业素质，推进采掘系统新技术新装备在我公司的应用，加快公司安全型矿井建设步伐。

二、培训对象
郑煤集团采煤工程领域专业技术人员和管理人员。

三、培训内容
1、高效高回收率采煤方法和技术；
2、煤矿顶板事故防治新技术；
3、三下采煤新技术；
4、井巷设计优化与施工新技术；
5、冲击地压理论与技术。

四、培训方式
运用多媒体教学设备，采用课件教学。

播放中国煤炭工业协会培训中心聘请煤炭行业“653”工程采煤工程领域首席专家授课的课件。

五、培训时间
每期培训班7天，56学时。

第一期：8月3日至8月9日；第二期：8月24日至8月30日。

（见表1）
六、课程设置及学时分配
1、课程设置及学时分配（见表2）
七、培训日程安排
培训日程安排：见“653”工程培训课程表
表1.
培训时间安排表
表2.
课程设置及学时分配表
八、考核发证
1、平时表现（30分）+综合考试（70分）
九、培训要求
1、参培“653”工程培训的学员要认真学习，做好笔记，无特殊情况不准请假，如有特殊情况，需经组织部和职教中心领导批准后，方可离开。

2、培训班实行封闭式管理，严格请销假制度，旷课1天以上者，取消考试资格，回矿后按“三违”进行帮教处理。

3、实行闭卷考试，单人单桌，考场违纪者按不及格论处并参加下一期培训。

第一章冲击地压概述第一节冲击地压的概念、特征及分类一、冲击地压的概念冲击地压属矿井动力现象，是矿山压力的一种特殊显现形式。

可以定义为：矿山井巷和采场周围煤岩体，由于变形能的释放而产生的以突然、急剧、猛烈的破坏为特征的动力现象。

简单地讲，冲击地压就是煤（岩）体的突然破坏现象。

它是影响煤矿安全生产的重大灾害之一。

冲击地压在我国不同地区的煤矿和不同书刊中有不同的称谓，常见的有“冲击矿压”、“矿山冲击”、“煤爆”等。

在具体矿山地质条件下，矿井的开拓准备方式、开采方法及其工艺参数一经确定，也就基本确定了采场和巷道支架上的载荷特征和数值。

随着采掘工作的展开，采场和巷道附近岩石中可能发生不同形式的变形和破坏过程，导致一系列矿山压力现象的发生。

这些过程的组合、范围和强度可能各不相同，采掘巷道会表现出不同的状态。

有的巷道可以保存很长时间，而有的巷道掘出后很快就失去稳定性。

采场和巷道围岩的破坏规模和延续时间的差异是很大的，规模上可以是围岩产生破裂直至波及地表的大范围岩层移动；延时上可以是几周、几个月或几年的缓慢破坏，直至突然发生冲击式破坏。

破坏过程也是随着岩石的力学性质、地质因素和开采技术条件的不同而变化的。

因此，研究采场和巷道围岩破坏现象的实质，对安全开采具有重要意义。

一般的矿山压力现象及其显现规律，诸如顶底板闭合、支架折损、冒顶、片帮和底鼓、围岩应力分布规律等，都带有一定的普遍性。

在某些特定条件下发生的特殊的矿山压力现象，例如，冲击地压、顶板大面积来压、煤和瓦斯突出、矿震等矿山四大动力现象，对生产及矿工安全都具有很大威胁。

这些现象具有突然发生的特点，呈现明显的动力特征，它们之间既有区别又有联系。

其区别主要是发生机理各异，其联系主要表现在它们可以互为诱发因素，都具有动力特征，并且存在介于两种动力现象之间的“中间型”动力现象。

目前，上述动力现象等有关术语的运用已渐趋统一。

冲击地压的同义词有岩爆、煤爆、矿山冲击、岩石突出等。

1、什么是冲击地压？答：冲击地压是聚积在矿井和采场周围煤岩体中的能量突然释放，在井巷发生爆炸性事故，产生的动力将煤岩抛向巷道，同时发出强烈声响，造成煤岩体振动和煤岩体破坏，支架与设备损坏，人员伤亡，部分巷道跨落破坏等。

（井巷或采场周围煤岩体由于变形能的释放而产生的突然、急剧、猛烈破坏为特征的动力现象。

）2、冲击地压有什么危害？答：冲击地压除了破坏巷道、支架和设备外还会引发其他矿井灾害，尤其是瓦斯、煤尘爆炸、火灾以及水灾，干扰通风系统，严重时会造成地面震动和建筑物破坏等。

因此，冲击地压是煤矿重大灾害之一。

3、冲击地压有什么特点？答：（1）突发性。

无预兆，过程短暂，持续时间几秒到几十秒，难于准确预报发生时间、地点和强度（2）瞬时震动性。

像爆炸强烈震动，重型设备被移动，人员被弹起摔倒，震动波及范围可达几公里甚至几十公里，地面有地震感觉（3）巨大破坏性。

大量煤体突然抛出，堵塞巷道，破坏支架；造成惨重的人员伤亡和巨大的生产损失（4）复杂性。

各种条件和采煤方法均出现过4、冲击地压如何进行分级？答：根据震级强度和抛出的煤量，可将冲击地压分为三级：（1）轻微冲击（I级）。

抛出煤量在10t以下，震级在1级以下；（2）中等冲击（II级）。

抛出煤量在10—50t，震级在1—2级；（3）强烈冲击（III级）。

抛出煤量在50t以上，震级在2级以上。

5、冲击地压对矿工有什么影响？答：发生冲击地压后，人员受伤的主要部位是脑部，占91%，其次是胸部的机械损坏，包括肋骨折断等，占60%，而内部器官的损坏主要是肺、心、胃等，占18%，再次是上下肢的折断。

6、什么是煤岩层的冲击倾向性？答：煤岩层的冲击倾向是指煤岩层产生冲击式破坏的能力。

煤层具有冲击倾向是煤层发生冲击地压的必要条件。

有强烈冲击倾向的煤岩层及有中等冲击倾向的煤层统称为有冲击倾向的煤层。

经鉴定我矿1煤煤层具有弱冲击倾向性，9煤煤层具有强冲击倾向性，1煤与9煤顶板为具有弱冲击倾向性的岩层。