冲击地压防治.docx

冲击地压防治世界上几乎所有国家都不同程度地受到冲击地压的威胁。1783年英国在世界上首先报导了煤矿中所发生的冲击地压现象。以后在前苏联、南非、德国、美国、加拿大、印度、英国等几十个国家和地区冲击地压现象时有发生。在我国冲击地压最早于1933年发生在抚顺胜利煤矿。以后随着开采深度的增加和开采范围的不断扩大北京、抚顺、枣庄、开滦、大同、北票、南桐等矿区的许多矿井都先后有冲击地压不良现象发生。随着开采深度的不断增加冲击地压的危害将更加突出。一、冲击地压发生的机理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。它具备特别大的破坏性是煤矿重大灾害之一。1992年以前我国有50余个煤矿发生了冲击地压。比较突出的有北京矿务局门头沟煤矿、抚顺矿务局龙风煤矿、枣庄矿务局陶庄煤矿、大同矿务局忻州窑煤矿、四川省天池煤矿和新汶矿务局华丰煤矿等。（一）我国煤矿冲击地压显现具备如下特征：1、突发性。发生前一般无明显前兆冲击过程短暂持续时间为几秒到几十秒。2、一般表现为煤爆(煤壁爆裂、小块抛射)。浅部冲击(发生在煤壁2m～6m范围以内破坏性大)和深部冲击(发生在煤体深处声如闷雷破坏程度不同)。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了岩爆。在煤层冲击中多数表现为煤块抛出少数为数十平方米煤体整体移动并伴有巨大声响、岩体震动和冲击波。3、具备破坏性。往往造成煤壁片帮、顶板下沉、底鼓、支架折损、巷道堵塞、人员伤亡。4、具备复杂性。在自然地质条件上除褐煤以外的各煤种采深从200m～1000m地质构造从简单到复杂煤层厚度从薄层到特厚层倾角从水平到急斜顶板包括砂岩、灰岩、油母页岩等都发生过冲击地压；在采煤方法和采煤工艺等技术条件方面不论水采、炮采、普采或是综采采空区处理采用全部垮落法或是水力充填法是长壁、短壁、房柱式开采或是柱式开采都发生过冲击地压。只是无煤柱长壁开采法冲击次数较少。（二）冲击地压的分类冲击地压可根据应力状态、显现强度和发生的不同地点和位置进行分类。1、根据原岩(煤)体的应力状态分类(1)重力应力型冲击地压。主要受重力作用没有或只有极小构造应力影响的条件下引起的冲击地压。如枣庄、抚顺、开滦等矿区发生的冲击地压。(2)构造应力型冲击地压。主要受构造应力(构造应力远远超过岩层自重应力)的作用引起的冲击地压如北票矿务局和天池煤矿发生的冲击地压。(3)中间型或重力～构造型冲击地压。主要受重力和构造应力的共同作用引起的冲击地压。2、根据冲击的显现强度分类(1)弹射。一些单个碎块从处于高应力状态下的煤或岩体上射落并伴有强烈声响属于微冲击现象。(2)矿震。它是煤、岩内部的冲击地压即深部的煤或岩体发生破坏煤、岩并不向已采空间抛出只有片带或塌落现象但煤或岩体产生明显震动伴有巨大声响有时产生煤尘。较弱的矿震称为微震也称为煤炮。(3)弱冲击。煤或岩石向已采空间抛出但破坏性不特别大对支架、机器和设备基本上没有损坏；围岩产生震动一般震级在2.2级以下伴有特别大声响；产生煤尘在瓦斯煤层中可能有大量瓦斯涌出。(4)强冲击。部分煤或岩石急剧破碎大量向已采空间抛出出现支架折损、设备移动和围岩震动震级在2.3级以上伴有巨大声响形成大量煤尘和产生冲击波。3、根据震级强度和抛出的煤量分类(1)轻微冲击：抛出煤量在10t以下震级在1级以下的冲击地压。(2)中等冲击：抛出煤量在10t～50t以下震级在1级～2级的冲击地压。(3)强烈冲击：抛出煤量在50t以上震级在2级以上的冲击地压。一般面波震级Ms=1时矿区附近部分居民有震感；Ms=2时对井上下有不同程度的破坏；Ms>2时地面建筑物将出现明显裂缝破坏。4、根据发生的地点和位置分类(1)煤体冲击。发生在煤体内根据冲击深度和强度又分为表面、浅部和深部冲击。(2)围岩冲击。发生在顶底板岩层内根据位置有顶板冲击和底板冲击。(三)冲击地压成因的机理对冲击地压成因和机理的解释主要有强度理论、能量理论、冲击倾向理论和失稳理论。1、强度理论该理论认为冲击地压发生的条件是矿山压力大于煤体——围岩力学系统的综合强度。其机理为：较坚硬的顶底板可将煤体夹紧阻碍了深部煤体自身或煤体——围岩交界处的变形(见图1)。由于平行于层面的摩擦阻力和侧向阻力阻碍了煤体沿层面的移动使煤体更加压实承受更高的压力积蓄较多的弹性能。从极限平衡和弹性能释放的意义上来看夹持起了闭锁作用。在煤体夹持带内压力高、并储存有相当高的弹性能高压带和弹性能积聚区可位于煤壁附近。一旦高应力突然加大或系统阻力突然减小时煤体可产生突然破坏和运动抛向已采空间形成冲击地压。2、能量理论该理论认为：当矿体与围岩系统的力学平衡状态破坏后所释放的能量大于其破坏所消耗能量时就会发生冲击地压。刚性理论也是一种能量理论它认为发生冲击