冲击地压基础知识学习资料
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煤矿冲击地压基本常识第一部分冲击地压发生的机理及其危害性1、冲击地压的机理是什么?答:冲击地压又称岩爆,是指井巷或工作面周围岩体,由于弹性变形能地瞬间释放而产生突然剧烈破坏的动力现象。
2、列举几个你所认为是冲击矿压的现象?答:(答案只要能和冲击地压发生的机理吻合即可)例如:煤岩体被突然抛出,巨浪及气浪,煤(岩)体遭破坏,伴随着震动和声响,在煤(岩)体边缘可能出现裂缝,震动时还可能发生粉尘飞扬,并伴有煤(岩)喷出或散落在巷中的现象等。
3、什么是矿震?答:矿震是指由于开采活动引起的矿山岩层震动,它是巷道周围介质突然在一瞬间发生震动,同时伴有巨大声响、冲击波、弹性回跳等现象,但不发生煤岩抛出的一种弹性能释放现象。
它是矿山岩层冲击式破坏的一种表现形式,与天然地震不同,其发生原因也是多方面的。
与天然地震相比,震中浅、强度小,震动围宽,从弱的几百米到强的几百、甚至几千公里。
4、什么是煤炮?答:煤炮是指在煤层开采过程中,由于岩体震动、顶板断裂或小围岩体变形卸压所产生的声响,是矿震的一种显现形式。
它是煤岩体在卸压所产生的,有时可能会引起最小的,实际上可以不考虑的巷道压缩,支架变形,或某个地点岩体的零星破坏。
5、什么是冲击地压?答:冲击地压又称岩爆,是指井巷或工作面周围岩体,由于弹性变形能的瞬时释放而产生突然剧烈破坏的动力现象,常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象。
它具有很大的破坏性,是煤矿重大灾害之一。
冲击地压发生前一般没有明显的宏观前兆,发生过程短暂,持续震动时间不超过几十秒。
6、什么是破坏性冲击地压?答:造成停产八小时以上或发生大型机电设备损坏以及造成人身伤亡事故等的冲击地压称为破坏性冲击地压。
7、冲击地压和冒顶有啥关系?答:冲击地压和冒顶有一种互为逆向的现象,易于冒顶的地方很少发生冲击地压,易于发生冲击地压的地方很少有冒顶现象。
因为煤层顶板极破碎时易于冒落,不易于对煤体加载,不能形成高度应力集中,破碎顶板本身也不能积聚能量。
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。
防治冲击地压复习资料1、冲击地压是矿山压力的一种特殊显现形式,可描述为:矿山采动(采掘工作面)诱发(高强度)的煤(岩)体变形能瞬时释放,在相应采动空间引起强烈(围岩震动)和挤出的现象。
显现具有(突发性)、瞬时震动性及破坏性等特征。
2、煤层冲击危险程度分为无冲击危险、(中等冲击危险)、强冲击危险。
3、防治冲击地压工作的基本程序是“(划分冲击危险区域)一采取区域防范措施一进行冲击危险预测预报一实行局部防冲措施一(进行效果检验)”。
4、在冲击地压煤层中进行爆破作业时,应符合下列要求:躲炮时间(30)分钟以上;躲炮半径大于(150)米,实际躲炮时间、躲炮半径应根据现场实际确定。
躲炮地点必须宽敞、支护必须完整牢固。
在有瓦斯突出危险的煤层中撤人范围应同时参照突出矿井(防突)要求执行。
5、冲击地压矿井,必须建立冲击危险(预测预报)制度,预测预报方法有:(钻屑法)、电磁辐射法、微震监测法等预测方法。
6、防治冲击地压的措施有:开采保护层、(煤层卸压注水)、(煤层松动爆破)、煤层卸压钻孔、顶板注水、强制放顶、具有防冲效果的其它生产技术措施。
7、根据监测及综合分析,冲击危险区要设立防冲(警示牌),执行“限制(人员进入)制度”。
8、矿井必须设立专门的防冲机构和专职的防冲副总工程师,成立专职(防冲队伍)。
9、防冲队伍(人数)必须满足矿井防冲工作的需要。
10、煤矿企业、矿井必须制定冲击地压防治(安全目标责任)考核办法。
11、煤矿企业、矿井必须建立健全冲击地压防治(安全生产责任制)、岗位责任制以及防冲技术管理制度等。
12、煤矿企业、矿井必须根据矿井生产作业计划,开展冲击地压(危险区域)的排查工作。
13、煤矿企业、矿井必须建立冲击地压防治(培训制度)。
14、煤矿企业、矿井必须建立冲击地压事故(档案)。
15、冲击地压矿井必须建立冲击地压危险分析(预测预报)制度。
16、冲击地压防治费用必须列入企业(矿井)年度(安全费用)计划,保证满足防冲工作需要。
第二部分冲击地压基本知识第一章概念解释冲击地压:采场周围煤岩体,在其力学平衡状态破坏时,由于弹性变性能的瞬间释放而产生的一种以突然、急剧、猛烈破坏为特征的动力现象。
冲击地压已成为煤矿开采特别是深井开采的主要灾害,严重威胁煤矿的安全生产。
矿震:采场上覆高位巨厚坚硬岩层的断裂运动引起的以地面震动为标志的矿山动力现象。
岩爆:岩体中较高的地应力,超过岩石本身强度,且有较高的脆性度和弹性,由于地下采掘活动破坏了岩体原有的平衡状态,岩体中积聚的能量导致岩石破坏,并将破碎岩石抛出。
第二章冲击地压显现特征第一节冲击地压的显现特征一、突发性。
冲击地压发生前一般无明显前兆,冲击过程短暂,持续时间几秒到几十秒,难已确定发生的时间、地点的强度。
二、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。
三、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。
四、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地压。
五、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。
六、冲击能量差异大。
从里氏0.5级至里氏3.8级各种能级都有。
七、引发次生事故。
易引发煤尘爆炸事故、高瓦斯矿井易引起煤与瓦斯突出事故。
第二节冲击地压的分类一、根据冲击地压的物理特征,按发生原因分(分为三类:压力、突发、爆裂型);二、根据冲击地压的能量特征,按冲击时释放的地震能大小分(分五个等级);三、根据参与冲击的岩体类别分(分为二类:煤爆、岩爆);四、根据煤岩体应力来源(分为三种类型:重力、构造、复合型);五、根据显现强度及其对煤和岩层、支架、设备的破坏程度分(分为四类);1.弹射:单个碎块从煤岩体表面弹射出来,并伴有强烈的声响。
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。
冲击地压基础知识
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。
7、影响冲击地压的发生的因素有哪些?
答:(1)开采深度。
随着开采深度的增加,采矿工程面临的问题更加复杂,由此产生的工程灾害事故更为严重,尤其是冲击地压危险加大。
(2)煤岩的冲击倾向性。
煤的强度越高,引发冲击矿压所要求的应力越小,反过来说,若煤的强度越小,要引发冲击矿压,就需要比硬煤高得多的应力。
(3)顶板岩层结构的影响
坚硬厚层砂岩顶板容易聚积大量的弹性能。
在其破断过程中或滑移过程中,大量的弹性能突然释放,形成强烈震动,导致顶板煤层型顶板型冲击地压。
(4)地质构造的影响。
地层动力运动形成各种各样的地质构造,如断层、皱曲等对煤矿冲击地压的发生有较大的影响。
(5)、开采技术条件的影响。
8、预测预报冲击地压有哪些方法?
答:有综合指数法、数值模拟分析法、钻屑法以及微震法、声发射法、电磁辐射法等。
9、如何用钻屑法来预测冲击地压?
答:钻屑法是通过在煤层中打直径42—50mm的钻孔,根据排出的煤粉量及其变化规律和有关动力效应,鉴别冲击危险的一种方法。
即在其他条件相同的煤体,当应力状态不同时,其钻孔的煤粉量也不同。
当单位长度的排粉量增大或超过标定值时,表示应力集中程度增加和冲击危险性提高。
10、有冲击危险区域有哪些解危措施?
答:(1)振动爆破。
主要有振动卸压爆破、振动落煤爆破、振动卸压落煤爆破、顶板爆破。
(2)煤层注水。
大量研究表明,煤岩层的冲击倾向性随着含水量的增加而降低。
主要有三种布置方式,即与采面煤壁垂直的短钻孔注水法,与采面煤壁平行的长钻孔注水法和联合注水法。
(3)钻孔卸压。
采用煤体钻孔可以释放煤体中聚集的弹性能,消除应力升高区。
(4)定向裂缝。
包括定向水力裂缝法和定向爆破裂缝法。
11、对从事开采冲击地压煤层的有关人员有何要求?
答:对从事开采冲击地压煤层的有关人员,必须进行防治冲击地压基本知识教育,熟悉冲击地压发生的原因、条件、前兆等基础知识以及需要采取的防治措施。
另附:
徐矿集团关于加强冲击地压预测与防治工作的指令
签发:朱亚平
各生产矿井:
随着采深加大,矿井冲击地压危险程度不断增高,为进一步加强冲击地压预测预报及其防治工作,确保煤矿安全生产,集团公司指令:
1、加强防冲组织, 落实防冲责任。
集团公司生产技术部成立防冲科,负责全集团公司冲击地压的防治和管理工作;发生冲击地压及具有冲击地压危险的矿井要立即建立防冲机构,充实专业防冲人员,开展冲击地压预测预报和防治工作;建立健全各项防冲管理制度,明确各级防冲人员管理责任,防冲措施规定不落实将严格追究相关人员责任。
2、加大防冲投入。
所有具有防冲任务的矿井,必须配置预测预报装备,张小楼井、夹河、张集、张双楼矿本月内要配置足够数量的煤粉称重装置及4台电磁辐射仪,年内要建立微震监测系统。
防冲装备及煤层冲击倾向鉴定等费用由集团公司统一列支。
3、强制落实防冲规定。
已经鉴定具有强冲击地压倾向性并发生过动力现象的矿井,其采掘头面未采取防冲措施的,如张小楼井75212工作面、95209工作面,张集矿东三煤柱面、9612工作面,张双楼矿9419工作面、7123工作面,一律停产整改;鉴定具有强冲击地压倾向性但无动力现象的矿井,其采掘头面,如夹河矿2447工作面,庞庄矿9542工作面、9503工作面、7507工作面,必须在8月上旬内完善综合防冲措施,否则停采整顿;新水平、新采区开拓未进行煤层冲击倾向性鉴定的应立即编制计划组织鉴定。
4、开展防冲知识培训。
冲击矿压防治人员必须进行专门培训,各矿井根据本单位具体情况编印冲击地压防治知识宣传材料,普及全员防冲避灾基本知识。
5、做好冲击地压预防工作。
应综合运用钻屑法、电磁辐射仪预测法和常规矿压观测法等进行冲击地压的预测预报,不断总结冲击地压预测预报经验。
今后所有开采设计、作业规程及施工措施凡涉及到冲击地压的,必须按照防冲要求进行编制。
6、加强生产现场冲击地压防治工作。
冲击地压煤层的巷道应采用宽巷掘进或沿空掘巷,采用锚网支护或高强度可缩性支架,严禁采用混凝土、金属等刚性支架;有严重冲击地压的煤层中,采掘工作面的爆破躲炮时间不小于30min,躲炮距离不小于150m,躲炮地点、固定岗位禁止在三四角门等应力集中区,并在作业规程中明确规定;进一步加强采掘工作面煤层注水工作,达到煤层软化卸压目的。
7、制定防冲预案。
按照国家及省、市有关部门对冲击地压管理的相关规定及集团公司冲击地压煤层安全开采暂行管理细则要求,在落实所需的人财物、编制冲击地压防治针对性措施同时,要制定周密的应急处理预案。
8、徐矿集团冲击地压防治管理规定将于近期下发,至时,各有关矿井按规定执行。
徐州矿务集团有限公司
2010年8月4日。