| 沖擊地壓理論及技術(shù)
2008年5月
提 綱
1 基本概念
2 基本理論
3 沖擊地壓預(yù)測與防治技術(shù)
4 沖擊地壓實例
1 基本概念
沖擊地壓
沖擊傾向性
沖擊危險性
沖擊地壓、巖爆、礦震
沖擊地壓預(yù)測
沖擊地壓防治
沖擊傾向性
沖擊危險性
沖擊地壓預(yù)測
沖擊地壓防治
不是單一的概念！
2 基本理論
組合煤巖的摩擦滑動失穩(wěn)實驗
巖石材料的摩擦滑動性狀：兩種滑動特性，即穩(wěn)定滑動和粘滑
實際發(fā)生沖擊地壓的煤巖體 ：“三硬”結(jié)構(gòu) ，且在頂板與煤層之間存在著一層較薄的粉狀軟煤
實際沖擊地壓多發(fā)生在斷層、背向斜構(gòu)造及煤層變薄帶附近
沖擊后主要表現(xiàn)為煤體的沖出
4.1 華豐煤礦巨厚砂礫巖堅硬頂板沖擊地壓
華豐煤礦沖擊地壓主要發(fā)生在4層煤，四層煤的單軸抗壓強度為21.75MPa，其直接頂為4~9 m的粉砂巖，單軸抗壓強度為69.6 MPa，單軸抗拉強度為3.81 MPa。老頂總厚度為78 m，其中第一分層22 m，為中細和中粗砂巖，第二分層厚56 m，為中細砂巖。老頂之上為70 m泥巖和紅土層，紅土層之上為500 m以上的堅硬砂礫巖。
經(jīng)實驗室測定，華豐煤礦4層煤的動態(tài)破壞時間DT為30~46ms，彈性能量指數(shù)為10~16，沖擊能量指數(shù)為4.9~5.1，頂板巖層的彎曲能量指數(shù)為49KJ。即4層煤具有嚴重的沖擊傾向性，頂板巖層具有中等沖擊傾向性。
4.2 深部開采非堅硬頂板條件沖擊地壓
隨著厚及特厚煤層的綜采放頂煤、大采高等高強度開采技術(shù)的推廣應(yīng)用，發(fā)生沖擊地壓礦井的煤巖層結(jié)構(gòu)發(fā)生了一定的改變，即不僅在堅硬頂板條件下發(fā)生沖擊地壓，而且在非堅硬頂板條件下也相繼發(fā)生沖擊地壓災(zāi)害，甚至由此引發(fā)更為嚴重的瓦斯或煤塵爆炸災(zāi)害。
例如， 2003年淮北蘆嶺煤礦“5.13”因頂板沖擊引起采空區(qū)瓦斯噴出導(dǎo)致瓦斯爆炸事故，2004年陜西陳家山煤礦 “11.28”綜放開采自然發(fā)火引發(fā)瓦斯爆炸事故，2005年遼寧孫家灣煤礦“2.14” 綜放開采引發(fā)礦震導(dǎo)致的瓦斯爆炸事故。
孫家灣”2.14”事故
非堅硬頂板條件下沖擊地壓發(fā)生
由于開采深度較大，應(yīng)力水平相對較高，發(fā)生沖擊地壓的應(yīng)力條件較淺部開采時容易滿足；
即使頂板為非堅硬頂板，但由于煤層所具有的沖擊傾向性等，本身就具備了發(fā)生沖擊地壓的潛在危險；
不同開采方法使煤巖體的采動條件不同，但綜放開采和大采高開采由于煤巖體中的應(yīng)力集中程度相對有所降低，且應(yīng)力峰值位置更靠近煤體深部，更有利于防止沖擊地壓的發(fā)生和降低沖擊所造成的破壞；
相同開采深度和煤巖層條件下，分層開采發(fā)生沖擊危險性更大，沖擊地壓災(zāi)害的破壞性更加嚴重。
4.3 急傾斜特厚煤層開采沖擊地壓
華亭煤礦開采10號煤層，煤層傾角45º，平均厚度51.51m，走向長度1200m，屬急傾斜特厚易燃煤層。
10號煤層偽頂巖性為碳質(zhì)泥巖及砂巖，賦存不穩(wěn)定；直接頂為砂巖或粉砂巖，厚度1.26~19.5m，易垮落，塊度大；老頂為粉砂巖及細砂巖；煤層底板為泥質(zhì)膠結(jié)的中-細砂巖。
礦井地質(zhì)構(gòu)造簡單，無大的褶曲和斷層。
2004年6月8日11時30分，在509回風(fēng)順槽掘進工作面發(fā)生了嚴重的沖擊地壓事故，在距掘進工作面120m范圍內(nèi)的巷道受到?jīng)_擊破壞 。
謝謝大家！
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