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综放面覆岩运动诱发冲击矿压机制研究

综放面覆岩运动诱发冲击矿压机制研究
综放面覆岩运动诱发冲击矿压机制研究

冲击矿压的影响因素及防治

【摘要】冲击矿压是煤矿重大灾害之一,随着煤矿采深的增加,矿井发生冲击地压的机率也大大增加,冲击矿压是岩石力学中的疑难问题,通常是由煤岩体的原岩应力受采掘活动破坏,在受场周围的岩体积聚能量达到极限强度后突然释放,导致煤岩层瞬时破坏,产生的压力将煤岩抛向巷道或采场,同时发生强烈声响,造成煤岩体振动和煤岩体破坏,同时破坏巷道支护,引发或可能引发其他矿井灾害,如瓦斯、煤尘爆炸、火灾以及水灾,干扰通风系统,严重时,严重时造成人员伤亡,地面震动或建筑物破坏等。因此,加大对冲击地压的研究,优化开采设计,是矿井安全管理的一项重要内容。 【关键词】冲击矿压;影响因素;防治措施 一、冲击地压的突出特点 1.突然性。冲击地压发生前,一般没有明显预兆,突然发生过程短暂,很难在事发前确定发生的地点、强度和时间。 2.冲击强度大。煤岩体内所积聚的弹性因突然释放所产生冲击波非常强大。伴有巨大的声响和强烈的震动,造成电机车等重型设备被移动或歪斜,人员站立不稳被弹起或被冲击波冲倒,震动波及范围可达几千米甚至几十千米,一般震动持续时间不会超过几十秒。 3.破坏严重。冲击地压发生时,常导致顶板下沉、底板突起或两帮煤岩体塌落。据事故现场观测,冲击地压造成煤帮抛射性塌落,多发生在煤帮上部到顶板的一段,越靠近顶板塌落越深,强烈冲击时,塌落深度可达 1.5m~2.0m。在煤岩体浅部发生冲击时煤体发生移动,煤体移动时在顶板接触面上留有明显的冲击擦痕。底板鼓起导致导轨扭曲变形。冲击地压发生后,冲击源附近巷道会变形严重时,甚至被堵死。 4.复杂性。在煤层赋存条件上,除褐煤以外的各煤种均冲击记录,开采深度在200m以下,地质条件划分从简单到复杂,煤层厚度从薄到厚,煤层倾角从水平到急倾斜,顶板岩性砂岩、灰岩、页岩等都发生过冲击矿压。回采工艺不论水平、炮采、机采、综采全部垮落法或水力充填等各种采煤工艺都发生过冲击地压。 随着,开采深度的增加,矿井的开采条件越来越复杂,冲击地压所造成的矿井灾害也日趋严重。所以深入探讨发生冲击地压的影响因素,有针对性地采取预测和预防措施是十分必要的。 二、发生冲击矿压的影响因素 1.开采深度因素。随着采深的延伸,煤层承受上部岩层的压力越来越大,煤层及其围岩的应力越来越高,冲击地压的发生频率逐渐增加。就开采技术条件而论,任何一个发生冲击地压的矿井都存在发临界深度的问题,不同地质与开采条件的冲击地压其临界深度不同,我国煤矿的条件下,发生冲击矿压的最小采深为200m~540m,平均380m。700m时发生冲击矿压的次数大大高于400m时的次数。 2.开采条件因素。顶板岩层结构,特别是煤层上方坚硬,厚层砂岩顶板是影响冲击矿压发生的主要因素之一,其主要原因是坚硬厚层砂岩顶板容易聚积大量的弹性能。在坚硬顶板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,导致冲击矿压发生。煤层厚度对发生冲击矿压也有影响,煤层越厚,发生冲击矿压越多,越强烈。煤的湿度也有影响作用。因为煤层含水后,可使煤层的弹性减小,强度降低。塑性增加,能减缓发生冲击矿压的危险。煤岩结构及性能也是冲击地压影响的主要因素。坚硬、厚层、整体性强的顶板(老顶),易形成冲击地压;直接顶厚度适中、与老顶组合性好、不易冒落,冲击危险较大;煤的强度高、弹性模量大、含水量低、变质程度高、暗煤比例大,一般冲击倾向较强。 3.地质构造因素。实践证明,地质构造如褶曲、断裂、煤层倾角及厚度突然变化等也影响冲击地压的发生。宽缓向斜轴部易于形成冲击地压;断裂如是一个开采边界,若回采方向朝向断层面,则冲击危险增加;煤层倾角和厚度局部突然变化地带,实际是局部地质构造应

煤矿防治冲击地压专项试题资料讲解

防治冲击地压专项试题 单位姓名 一、填空题(每空1分,共17分) 1、冲击地压具有(突发性)、(瞬时震动性)、(巨大破坏性)、(复杂性)明显的显现特征。 2、电磁辐射监测时必须(停电监测),我矿暂定电磁辐射监测临界强度值为(65)mv,临界脉冲数为(70)。 3、煤层注水的作用有“四防两快”,四防是指:防尘、(防冲)、防火、(防瓦斯);两快是指:快速揭煤和(快速掘进)。 4、重点防冲地段(区域)包括(地质构造变动带)、(采面前方应力集中区)、(煤柱区域)、孤岛内的掘进和回采工作面、(矿井采深大于550米的区域)。 5、凡进入冲击地压管理区域都必须戴(防冲头盔),穿(防冲背心)。 6、常村煤矿冲击地压防治工作理念是(安全第一),(防冲为先)。 二、选择题(每题2分,共12分) 1、集团公司《防冲细则》规定,凡采深超过()米的矿井必须开展冲击地压防治工作,采深超过( B )米为严重冲击地压区域。 A 400m、500m B 550m、650m C 700m、800m D 750m、800m 2、高压煤层注水压力应不低于( B )Mpa,含水率增值要大于()。 A 8Mpa、1.0% B 12Mpa、1.5% C 12Mpa、10% D 10Mpa、15% 3、集团公司《防冲细则》规定采煤工作面超前支护长度不得低于( B )。 A 50米 B 100米 C 150米 D 200米 4、下列选项不属于解危措施的是( C )。 A 卸压爆破 B 煤层高压注水 C 电磁辐射监测 D 卸压钻孔 5、深孔爆破解危措施应采取?????????装药,?????????连线。( C ) A 正向并联 B 反向并联 C 正向串联 D 反向串联 6、下列说法不正确的是( A )。 A 冲击危险区域实施解危措施后,可立即进行正常采掘活动。 B 防冲区域不准随意存放材料和设备,如需存放必须按规定 进行捆绑,大型设备设专门硐室存放。 C 在严重冲击危险区域,必须安设压风自救系统。 D 冲击地压危险区域,掘进工作面外面维修拆换断面时,里 面严禁任何作业。 三、名词解释(8分)

冲击矿压

论述题:冲击矿压灾害现象、特点、机理、监测及防治技术。 答:随着我国煤矿开采深度的增加以及开采条件越来越复杂,我国的冲击矿压现象越来越多。危害也越来越大,必须及早引起重视。 一、冲击矿压灾害现象 冲击矿压是聚积在矿井巷道和采场周围煤岩体中的能量突然释放,井在井巷发生爆炸性事故所释放能量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以及支架与设备损坏,人员伤亡,部分巷道垮落破坏等。冲击矿压还会引发或可能引发其他矿井灾害,尤其是瓦斯、煤尘爆炸、火灾以及水灾,干扰通风系统,严重时造成地面震动和建筑物破坏等。因此,冲击矿压是煤矿重大灾害之一。 例如1974年10月25日北京矿务局城子矿在回采一340m水平2#煤层大巷的护巷煤柱时发生一次严重冲击地压,里氏层级达3.4级。在冲击震动瞬间,煤尘飞扬,大量煤块从巷道一侧抛出,致使底板鼓起、支架折损、巷道堵塞,造成重大的伤亡事故。 冲击矿压作为煤岩动力灾害,自有记载的第一次发生于1738年英国南史塔褐煤田的冲击矿压至今200多年来,其危害几乎遍布世界各采矿国家。英国、德国、南非、波兰、前苏联、捷克、加拿大、日本、法国以及小国等2()多个国家和地区都记录有冲击矿压现象。我国煤矿冲击矿压灾害极为严重,我国最早在19船年抚顺胜利矿发生冲击矿压以来,先后在北京、辽源、通化、阜新、北票、枣庄、大同、开滦、天府、南桐、徐州、大屯、新汉等矿务局都相继发生过冲击矿压现象。 二、冲击矿压特点 通常情况下,冲击矿压会直接将煤岩抛向巷道,引起岩体的强烈震动,产生强烈声响,造成岩体的破断和裂缝扩展。因此,冲击矿压具有如下明显的显现特征: (1)突发性。冲击矿压一般没有明显的宏观前兆,而是突然发生的,其冲击过程短暂,持续时间由几秒到几十秒,难以事先准确确定发生的时间、地点和强度。 (2)瞬时震动性。冲击矿压发生过程急剧而短暂,像爆炸—样伴有巨大的声响和强烈的震动,电机车等重型设备被移动,人员被弹起摔倒,震动波及范围可达几千米甚至几十千米。地面有地震感觉,但一般震动持续时间不超过几十秒。 (3)巨大破坏性。冲击矿压发生时,项板可能有瞬间明显下沉,但一般并不冒落;有时底板突然开裂鼓起甚至接顶;常常有大量煤块甚至上百立方米的媒体突然破碎并从煤壁抛出。堵塞巷道,破坏支架;从后果来看,冲击矿压常常造成惨重的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200一1000m,地质构造从简单到复杂,煤层从薄层到特厚层,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。在生产技术条件上,不论炮采、机采或是综来,全部垮落法或水力充填法等各种采煤工艺、不论是长壁、短壁、房柱式或煤柱支撑式,分层开采还是倒台阶开采等各种采煤方法都出现过冲击地压。

TBM破岩机理及刀圈改形技术研究_李亮

文章编号:1001-8360(2000)S0-0008-03 T BM破岩机理及刀圈改形技术研究 李 亮, 傅鹤林 (长沙铁道学院科学研究处,长沙 410075) 摘 要:通过地应力对破岩影响的分析,对T BM破岩机理进行了研究,着重考虑了岩石破裂角对破岩效果的影 响。在刀圈荷载一定的条件下,为提高破岩效果可以针对不同的岩石采用不同的刀圈外形。结合秦岭隧道的工程 实际,提出了提高工作效率的刀圈改形方案。 关键词:T BM;破岩机理;刀圈改形 中图分类号:U455.6 文献标识码:A Rock breaking mechanism by TBM and modification to pan knife ring LI Liang, FU He-lin (Science Research Dep t.,Changs ha Railway Univer sity,C han gsha410075,Chin a) Abstract:T he effect o f earth pressur e to r ock breaking is studied.T he principle of rock breaking mechanism by TBM is discussed and the action o f ro ck breaking angle is emphasized.Efficiency of rock breaking can be increased by using proper pan knife for differ ent rock sedim entary w hen the thrust of machine is a constant.A modification o f pan knife is pr ovided for using in Qinling tunnel. Keywords:TBM;ro ck breaking mechanism;modification of pan knife 为了提高我国铁路隧道的装备水平和参与国际竞争的能力,铁道部从德国Wir th公司引进了两台TBM 掘进机在中国最长的秦岭隧道(18.4km)投入使用。由装有刀圈的刀盘、刀盘旋转驱动装置和刀盘纵向推进装置组成的凿进挖掘系统(boring or excavating sy stem)是整个机器中的最重要部分,其性能和质量的好坏直接影响着掘进机的整个工作效率。该系统中的碟形刀圈,在整个掘进过程中始终与掌子面上的岩石接触,是挤压破岩凿进的刀具,因而是整个掘进机的关键零件。由于秦岭的岩体属于多重变质体,地质条件极其复杂,岩体坚硬而且岩性变化大,导致T BM刀圈出现卷刀、崩口、断裂、刀圈移位磨蚀度偏大及空磨刀等现象,严重影响掘进速度。为了使刀圈适应秦岭的复杂地质条件,有必要对T BM破岩机理进行研究,在给定的机械条件下,提出适合不同地质环境的刀圈方案。 1 地应力场对破岩的影响 由于掌子面岩体在刀圈挤压力作用下,岩体处于三向受力状态,按摩尔-库仑定理,要使岩体发生挤压破收稿日期:1999-10-11;修回日期:2000-03-07 基金项目:铁道部T BM刀具攻关技术研究课题(95G48B) 作者简介:李 亮(1962—),男,江苏泰兴人,副教授,硕士坏,所受压力R必须满足 R>R y+1+sin< 1-sin< R3=R y+1-L L R3(1)式中,R y为岩体单轴抗压强度;<,L分别为岩体内摩擦角和泊松比;R3为地应力场的某一方向的主应力。 秦岭隧道北口岩体为混合变质片麻岩。由于岩体发生变质的因素主要为高温、高压和化学性质活泼的流体所致。高压的作用导致大的断裂结构及高地应力场存在,根据勘测结果发现的F4等大断层及地应力场测试结果,说明秦岭北口变质岩形成的原因与高压作用有关。 由已有的测试结果可知,秦岭隧道岩体的裂隙系数为0.6~0.8,岩体的单轴抗压强度为100~320 M Pa,岩体泊松比为0.20~0.25,岩体的取样通常是完整性比较好的岩体,室内单轴抗压强度代表了现场完整性比较好的岩体强度,假定工作面岩体的地应力场按理想自重应力场为主计算,当工作面深度约400m 时,取C=27.5kN/m3,则R3=11M Pa,在式(1)中,令L=0.25,则由计算可知,要使完整性较好的岩体发生挤压破坏,R必须大于133~353M Pa。而对节理裂隙发育的岩体,地应力场在岩体开挖过程中就已经转移到了完整性较好的岩体上,因而在开挖节理裂隙发育的 第22卷增刊铁 道 学 报V ol.22 Supple. 2000年5月JOU RN AL O F T HE CHIN A RA IL W AY SO CI ET Y M ay 2000

冲击地压专业培训试题(上半年)

冲击地压专业培训考试试题(上半年) 单位: 姓名: 成绩: 一、单选题(每题4分计40分) 1. 微震是指采动引起()时产生的动力现象。 A煤体破坏B巷道破坏C岩体破坏D煤岩体破坏 2. 冲击地压是()井巷和采场周围煤岩体由于变形能释放而产生的以突然、急剧、猛烈的破坏为特征的动力现象。 A煤矿B矿山C工作面D采区 3. 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()效应,鉴别冲击危险的一种方法。 A应力B动力C压力D煤体 4. 记录钻孔时所发生的()效应,可更加准确地判断危险位置。 A压力B动力C应力D拉力 5. 先采的解放层必须根据煤层赋存条件选择无冲击倾向或()冲击倾向的煤层。 A强B弱C一般D严重 6. 冲击地压防治费用列入矿井年度()费用,应保证足额提取和使用。 A安全生产B预定C额定D维简 7. 开采冲击地压煤层时,在同一区段应力集中影响范围内,不得布置()工作面同时回采。 A 1个 B 2个 C 3个 D 4个 8. 有冲击地压危险的采掘工作面停产3天以上的,恢复生产的前内(),应鉴定冲击地压危险程度,并采取相应的安全措施。 A 一小时 B 三小时C一班D一天 9. 掘进工作面迎头要安设保护网,并采取固定措施,防止迎头()。 A冲击地压B矿震C冒顶D片帮 10. 解危措施实施后必须进行效果检查,检查的方法与预测冲击地压危险的方法相同,确认()后方可作业。 A 安全B无事 C 有冲击地压危险 D 无冲击地压危险 二、多选题(每题4分计20分) 1.冲击地压按显现强度分为类分为()。 A.弹射 B.矿震 C.弱冲击 D.强冲击 2. 冲击地压解危措施包括()和煤层高压注水等。

深井矿山压力与冲击地压的关系分析

深井矿山压力与冲击地压的关系 摘要:随着各国煤矿开采越来越趋向深部,矿山压力和冲击地压对深井煤矿开采的影响越来越大,本文在研究分析了大量相关研究成果的基础上,对矿压与冲击地压的成因以及深井矿山压力和冲击地压对深井煤矿的影响以及解决方案做出了简略归纳。 关键词:深井矿山压力冲击地压 Abstract:As countries coal mining are becoming more and more deep, the mine pressure and impact pressure on the influence of the deep well coal mining is more and more big, based on the research and analysis on the basis of a large number of relevant research results, the rock pressure and the cause of impact ground pressure and deep well mining pressure and impact pressure on the influence of deep well of coal mine and made a brief induction solution. Keywords:Deep well mining; The mine pressure; The impact pressure 1. 绪论 1.1 论文研究背景和意义 随着各国矿井的不断开采,采深的增加属于自然规律,人为的改变其采深是不可能的,但通过努力改变其开采技术条件,则是可以实现的。 根据现代勘探技术及美国、波兰、苏联等主要采煤国家的资料记载:有用矿物资源在下地的埋藏深度达20km,将来有开采价值的,有条件实现的开采深度2000m。煤层的最大埋深可能超过1800m到2000m。目前西德煤矿为的最大采深达1443m。苏联很多煤矿正在1200~1500m深度上开采,同时正在进行1500~1700m深井的开采设计。波兰、比利时等国家的不少矿井采深已达千米以上。南非有44个金矿采深达1000m~3500m,还达不到这一开采深度。(平均为400~500m,最大采深为11有的正在向4000m延深。 而我国目前的最大采深1000m左右,所以深井开采的研究起步较晚,这将直接影响着我国今后的国民经济发展。 由于世界不少国家的开深大大超过了我们,所以多年来,他们在深井开采技术的研究方面积累了非常丰富的经验,取得了非常可贵的成果。 我国五、六十年代建成投产的矿井,已经多次延深,采到最终水平,进入中老年时期,现保有储量不多,如何提高深部储量的开发强度,确是值得我们重视的问题。我国个别矿井采深较大(800~1100m左右),开采过程中的问题比较突出,究其原因,并不在于我们的采掘工艺,而在于深度增加后产生的一些自然现象直接限制了我国深部储量的开采,例如:深部地温、地压、冲击地压、巷道的

复合岩体的TBM破岩机理数值模拟

第38卷第5期 土木建筑与环境工程Vol.38No.5 2016年10月JournalofCivil,Architectural&EnvironmentalEngineeringOct. 2016 doi:10.11835/j. issn.1674-4764.2016.05.002复合岩体的TBM 破岩机理数值模拟 马稳a,周小平a,b,翟淑芳a,毕靖a (重庆大学a.土木工程学院;b. 山地城镇建设与新技术教育部重点实验室,重庆400045)摘 要:为了指导TBM刀盘刀具的研制和不同地质条件下刀盘刀具的选型,TBM破岩机理的研究成为核心。在TBM滚刀的作用下,岩体中裂纹的生成、扩展和连接规律是深刻理解TBM破岩机理的前提,因此,TBM滚刀破岩机理的研究具有重要的工程应用价值。目前,TBM滚刀破岩机理的研究主要集中在单一岩体中,但在TBM施工过程中会遇到各种复杂的地质条件。笔者采用离散元方法,研究了复合岩体的破岩机理,复合岩体中岩片的形成不同于单一岩体,其裂纹的最终连接是由起裂于复合岩体交界面上的微裂纹的扩展,将两滚刀之间的赫兹裂纹连接,最终形成岩片。因此,在一定情况下复合岩体更有利于TBM隧道施工。 关键词:复合岩体;隧道掘进机;滚刀;破岩机理 中图分类号:TU731.3 文献标志码:A 文章编号:1674-4764(2016)05-0012-08 收稿日期:2016-03-20 基金项目:国家重点基础研究发展规划(973计划)(2014CB046903);国家自然科学基金(51325903、51279218) ;重庆市自然科学基金院士专项(cstc2013jcyjys30002、cstc2015jcyjys30006、cstc2015jcyjys30001) ;教育部博士点专项基金(20130191110037) 作者简介:马稳(1991-),男,主要从事岩体力学研究,(E-mail)marvincqu@126.com。 周小平(通信作者),男,教授,博士生导师,(E-mail)xiao ping  zhou@126.com。Received :2016-03-20 Foundation item :NationalProgramonKeyBasicResearchProject(973Program)(No.2014CB046903) ;NationalNaturalScienceFoundationofChina(No.51325903,51279218) ;NationalNaturalScienceFoundationofChongqing(No.cstc2013jcyjys30002,cstc2015jcyjys30006,cstc2015jcyjys30001);Ph.D.Programs FoundationofMinistryofEducationofChina(No.20130191110037) Author brief :MaWen(1991-),mainresearchinterest:mechanicalpropertiesofrockmass,(E-mail)marvincqu@ 126.com. ZhouXiaoping(correspondingauthor),professor,doctoralsupervisor,(E-mail)xiao ping zhou@126.com.Mechanism of rock fra g mentation anal y sis b y TBM cutters in mixed -face conditions Ma Wena ,Zhou Xiao p ing a ,b ,ZhaiShufang a ,BiJing a (a.SchoolofCivilEngineering,b.KeyLaboratoryofNewTechniqueforConstructionofCitiesinMountainArea, ChongqingUniversity,Chongqing400045,P.R.China) Abstract :ThestudyofrockfragmentationmechanismbyTBMcuttersisthekeytoguidethedevelopmentofTBMcutterheadandtheselectionofcutterheadindifferentgeologicalconditions.Theformation,propagationandcoalescenceofcracksinrockmasseisthepreconditionofunderstandingtherock fragmentationmechanismbyTBMcutters.Therefore, thestudyofrockfragmentationmechanismbyTBMcuttersissignificantforengineeringapplication.Atpresent,thestudyofrockfragmentationmechanismmainlyconcentratesonthesinglerock.However,thecomplicatedgeologicalconditionsareoften 万方数据

矿山压力与冲击地压试题库

山东能源矿山压力与冲击地压培训考试题库 一、填空题 1、矿井必须成立冲击地压防治领导小组,(矿井主要负责人)是冲击地压防治工作的第一责任人,全面负责冲击地压防治工作;(总工程师)是冲击地压防治工作的技术责任人,负责防冲技术管理工作;(分管副矿长)对分管范围内的防冲工作直接负责,负责防冲措施的落实。 2、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,防冲队伍人数必须满足矿井防冲工作的需要。 3、巷道应采用锚网支护,不具备锚网支护条件的可采用带整体性结构的可缩性金属支架,严禁采用(混凝土)支架和(金属刚性)支架。 4各矿业集团、矿井应组织编制冲击地压防治(五年规划)和(年度计划),由主要负责人组织审查批准后实施。 5、严格执行煤层注水、(坚硬顶板断顶卸压)、(大孔径钻孔卸压)、(放炮卸压)、地面岩移观测、加强支护及“预测、治理、检验、防护”的综合防冲措施。 6、在孤岛开采、(各类煤柱回收)、(条带开采)等高应力区进行采掘活动前,应聘请专家进行安全技术论证,以确保实现安全开采。 7、山东能源集团加强冲击地压管理特别规定适用于能源集团所属具有(冲击地压危险)和(采深超过800米)的矿井。 8、矿井应配备微震监测系统、矿震监测系统、地音监测系统、工作面矿压在线监测系统、电磁辐射仪、(煤粉监测钻具)、(大孔径钻机钻具)、(高压注水设备)及(地质构造探测仪器)等防冲装备。 9、采区一翼内各工作面应向同一方向推进,严禁(相向)回采。回采工作面均应(背向)采空区方向推进,避免形成孤岛煤柱。 10、有冲击危险的采掘工作面停产(3 )天以上的,恢复生产的前一班内,应鉴定冲击地压危险程度,并采取相应的安全措施。 11、严重冲击地压厚煤层中的所有巷道应布置在(应力集中圈)外。 12、未发生冲击地压的矿井,开采煤层、煤层顶底板经鉴定具有冲击倾向性,

矿井冲击矿压防治方案及防范措施

+475东翼B1+2采煤工作面预防冲击矿压方案及防范措施 苇湖梁煤矿从建矿以来开采+730m水平至今开采+475水平几十年未发生过冲击矿压灾害事故,考虑随着采深增加矿压增大的因素,以及邻近的神华新疆能源有限责任公司煤矿已出现冲击矿压现象,为了预防发生冲击矿压事故,根据我矿实际情况,本着早预谋、早安排、早落实的原则,特制定矿井预防冲击矿压方案及防范措施。 一、煤层赋存条件及地质概况 1、煤层赋存条件 +475东翼B1+2煤层为急倾斜、特厚、低瓦斯、易自燃煤层,煤层倾角为64°,煤层厚平均30米。 2、煤层地质概况 受南北强应力作用而使煤层发生急倾斜,为单斜地质构造,未受其它构造破坏,地质条件简单。煤层产状为东西走向,倾向为北压南。 煤层层理、节理发育,结构复杂,含有多层夹矸层,其空间形态比较稳定。为弱含水煤层,水文地质条件简单,除地面雨雪水灌入塌陷坑内、上部采空区少量积水、采掘工作面用水外,无其它水源危害。 3、煤层顶底板情况 (1)煤层顶板 煤层直接顶板以泥岩和碳质泥岩为主,间夹少量沙质泥岩或沙岩,其厚度为3.62米,工作面推进一段距离后垮落。 煤层老顶一般为砂岩或砂质泥岩,随工作面推进,周期来压明显,一般厚度为22.55米。

(2)煤层底板 直接底板岩性为泥岩或砂质泥岩,少数为砂岩,一般不随煤层开采垮落,对生产基本上没有直接影响。一般厚度3.98米,老底岩性为砂质泥岩和细砂岩,厚度为10米,不易垮落。 煤层顶底板特征详见下表。 B1+2煤层工作面顶底板特征表 二、冲击矿压防治方案 +475东翼B1+2煤层走向1191米,绝对标高为+478--+503m,阶段高25米,机采高度2.8米,放顶煤高度22.2米,采放比为1:8。采用综采放顶煤采煤方法,后退式开采,采空区处理方法为陷落法,采场支护方式为16架ZF5000/17/28型和2架ZF5600/19/35型支撑掩护式支架。经多年开采经验分析,采煤工作面周期来压为70—100米,为预防冲击矿压,采取在采煤工作面周期来压前沿走向上每隔60米进行人工强制性放顶,切断顶板的方案,即每60米切一次顶的方案。见下切顶图。 (一)切顶目的:消除大面积悬顶,防止大面积悬顶垮冒引发冲击矿压。 (二)切顶方法:长孔爆破法。 (三)切顶步距:60米。

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,震动范围宽,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、顶板断裂或小范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。 8、冲击地压的特点是什么? 答:(1)在一个煤矿、一个煤层发生后,永远都有再次发生冲击地压的可能。 (2)发生的突然,事前没有明显的宏观预兆,不宜预防。

冲击地压基础知识学习资料

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。

关于煤矿冲击矿压及其防治措施的研究

关于煤矿冲击矿压及其防治措施的研究 发表时间:2019-02-20T16:38:45.170Z 来源:《建筑模拟》2018年第33期作者:林秋平[导读] 随着我国煤矿开采深度的增加,开采条件越来越复杂,各种动力灾害现象也涉繁出现。 林秋平 黑龙江龙煤矿业集团股份有限公司鹤岗分公司新陆煤矿黑龙江鹤岗 154103摘要:随着我国煤矿开采深度的增加,开采条件越来越复杂,各种动力灾害现象也涉繁出现。其中由于冲击矿压具有突发性、瞬时震动性、巨大破坏性、复杂性等特性,已经成为威胁我国煤炭安全开采主要因素。该文讨论了冲击矿压的发生机理和防治措施.为煤矿安全开采提供借鉴参考。 关键词:冲击矿压发生机理防治措施 冲击矿压是聚集在矿井巷道和采场周围煤岩体中的能量突然释放,产生的动力将煤岩抛向巷道,同时发生强烈声响,造成煤岩体振动和煤岩体破坏、设备损坏、人员伤亡,部分巷道垮落破坏等。冲击矿压还会引发或可能引发其他矿井灾害,尤其是瓦斯、煤尘爆炸、火灾以及水灾,干扰通风系统等。严重时可以对地面产生明显震动,威胁地面安全。 1冲击矿压分类根据国内外的分类方法,冲击矿压可分为由采矿活动引起的采矿型冲击矿压和由构造活动引起的构造型冲击矿压。而采矿型冲击矿压可分为压力型、冲击型和冲击压力型。压力型冲击矿压是由于巷道周围煤体中的的压力由亚稳态增至极限值,其聚集的能量突然释放。冲击型冲击矿压是由于煤层顶底板厚岩层突然破断或位移引发的,它与震动脉冲地点有关,而与事故地点无关。在某种程度上,构造型冲击矿压也是冲击型的。冲击压力型冲击矿压则介于上述两者之间,当煤层受较大压力时,在来自周围岩体内不大的冲击脉冲作用下发生的冲击矿压。 2冲击矿压发生机理冲击矿压发生的原因是多方面的,但总的来说可以分为三类,即自然地质因素、开采技术条件和组织管理措施。冲击矿压的发生需要满足能量条件、刚度条件和冲击倾向条件。这些条件可以用煤层和顶底板的刚度来说明。(1)当煤层和顶底板的刚度均大于零,煤岩体稳定。(2)当煤层刚度小于零,但煤层和顶底板的刚度之和大于或等于零,煤岩体亚稳定或静态破坏。(3)当煤层和顶底板刚度之和小于零,煤岩体强烈破坏,发生冲击矿压。煤矿中,煤层,底板,顶板构成一个平衡系统。其中顶底板的强度均比煤层大,而且煤层是开采对象,故在压力作用下,煤体容易遭受破坏,如果是稳定破坏,则表现为煤柱的变形、巷道压缩等,如果是非稳定、突然破坏,则表现为冲击矿压或突出。 为研究冲击矿压的发生机理,假设底板不变形,煤柱与顶板一起作用。顶板的质量为,底板的质量为,刚度为,上覆岩层作用在顶部的力为,煤柱中的力是位移和时间的函数,即。则由受力情况可知: 式中:--顶板岩层刚度; --顶板位移; --煤柱位移。当系统平衡时, 从能量的观点看,若要系统平衡,则必须使顶板中聚积的能量小于煤柱中聚积的能量,即: 3冲击矿压防治冲击矿压的防治主要由冲击矿压危险性评价和冲击矿压治理组成。通过对冲击矿压危险性等级的评定来确定综合治理措施。常见的危险性等级评价方法包括:采矿方法:根据地质条件确定冲击矿压危险的综合指数法、计算机模拟分析法、钻屑法。采矿地球物理方法,包括微震法、声发射法、电磁辐射法、振动法、重力法等,可以达到较准确的预测可能发生的地点和位置,能够准确的进行危险性等级的划分。冲击矿压的治理包括预先防范措施和临时解危措施。大量实例证明,多数冲击矿压是由于开采技术不合理而造成应力过度集中和相互叠加的结果。具体措施如表l。表1具体措施

冲击地压专项题库

一、单选题 1、采用爆破卸压时,必须编制专项安全措施,起爆点及警戒点到爆破地点的直线距离不得小于300m,躲炮时间不得小于(C)min A、10 B、20 C、30 D、40 2、压风自救系统管路可以采用耐压胶管,每(A)m预留0.5~1.0m的延展长度。 A、10~15: B、5~15; C、10~20; D、15~20 3、冲击地压煤层内掘进道责通或错层交叉时,应当在距离贯通或交叉点(D)m 之前开始采取防冲专项措施。 A.20 B.30 C.40 D.50 4、冲击地压矿井进行开拓方式选择时,应当参考地应力等因素合理确定开括惹道层位与间距,尽可能地避免(B)应力集中。 A.全部 B.局部 C.浅部 D.深部 5、冲击地压危险区域内的管路应当吊在道腰线以下且不高于(A) A、1.5; B、1.6: C、1.7; D、1.8 6、冲击地压矿并必须编制中长期防冲规划和年度防冲计划。中长期防冲规划每(C)年编制一次,执行期内有较大变化时,应当在年度计划宁补充说明。 A、2~3; B、3~4; C、3~5; D、1~5 7、《煤矿安全规程》第100条规定井下空气成分中,二氧化硫的最高充许浓度是( B)。 A 0.00025%; B 0.0005%; C 0.00066% 8、在标准大气压状态下,干空气的重率是( A )公斤/米 A 1.293; B 0.122; C 0.716 9、一般服务年限短,通过风量在10米3/秒以下时,应采用(C)式风桥。 A 绕道式: B 混凝土式 C 铁筒式 10、煤尘爆炸的引火温度一般为( A ) A 700—800℃; B 650—750℃; C 1000—1200℃ 11、《煤矿安全规程》第248条规定,火区内的氧气浓度降到(B)以下时,方可认为火区熄灭。

煤矿安全规程2016版防冲击地压试题

煤矿安全规程2016版防冲击地压试题 判断题 1、进入严重冲击地压危险区域的人员必须采取特殊的个体防护措施。(√) 2、开拓巷道可以布置在严重冲击地压煤层中,永久硐室不得布置在冲击地压煤层中。(×) 3、在无冲击地压煤层中的三面或者四面被采空区所包围的区域开采和回收煤柱时,必须制定专项防冲措施。(√) 4、具有冲击地压危险的高瓦斯、突出煤层的矿井,应当根据本矿井条件,制定专门技术措施。(√) 5、冲击地压矿井应当选择合理的开拓方式、采掘部署、开采顺序、采煤工艺及开采保护层等区域防冲措施。(√) 6、冲击地压危险工作面实施解危措施后,必须进行效果检验,确认检验结果大于临界值后,方可进行采掘作业。(×) 7、采取综合防冲措施后不能消除冲击地压灾害的矿井,不得进行采掘作业。(√) 8、必须建立区域与局部相结合的冲击地压危险性监测制度。应当根据现场实际考察资料和积累的数据确定冲击危险性预警临界指标。(√)填空题 1、在矿井井田范围内发生过冲击地压现象的煤层,或者经鉴定煤层(或者其顶底板岩层)具有冲击倾向性且评价具有冲击危险性的煤层为冲击地压煤层。有冲击地压煤层的矿井为冲击地压矿井。 2、开采具有冲击倾向性的煤层,必须进行冲击危险性评价。 3、新建矿井和冲击地压矿井的新水平、新采区、新煤层有冲击地压危险的,必须编制防冲设计。 4、开采冲击地压煤层时,在应力集中区内不得布置2个工作面同时进行采掘作业。2个掘进工作面之间的距离小于150m时,采煤工作面与掘进工作面之间的距离小于350m时,2个采煤工作面之间的距离小于500m时,必须停止其中一个工作面。相邻矿井、相邻采区之间应当避免开采相互影响。 5、采用垮落法管理顶板时,支架(柱)应当有足够的支护强度,采空区中所有支柱必须回净。 6、应当在作业规程中明确规定初次来压、周期来压、采空区“见方”等期间的防冲措施。 7、开采具有冲击地压危险的急倾斜、特厚等煤层时,应当制定专项防冲措施,并由企业技术负责人审批。 8、冲击地压危险区域必须进行日常监测。判定有冲击地压危险时,应当立即停止作业,撤出人员,切断电源,并报告矿调度室。在实施解危措施、确认危险解除后方可恢复正常作业。 9、冲击地压煤层掘进工作面临近大型地质构造、采空区、其他应力集中区时,必须制定专项措施。 10、停采3天及以上的采煤工作面恢复生产前,应当评估冲击地压危险程度,并采取相应的安全措施。 多选题 1、有下列情况之一的,应当进行煤岩冲击倾向性鉴定:(ABCD )

冲击矿压的分类及防治措施详细版

文件编号:GD/FS-6623 (解决方案范本系列) 冲击矿压的分类及防治措 施详细版 A Specific Measure To Solve A Certain Problem, The Process Includes Determining The Problem Object And Influence Scope, Analyzing The Problem, Cost Planning, And Finally Implementing. 编辑:_________________ 单位:_________________ 日期:_________________

冲击矿压的分类及防治措施详细版 提示语:本解决方案文件适合使用于对某一问题,或行业提出的一个解决问题的具体措施,过程包含确定问题对象和影响范围,分析问题,提出解决问题的办法和建议,成本规划和可行性分析,最后执行。,文档所展示内容即为所得,可在下载完成后直接进行编辑。 根据原岩(煤)体应力状态不同,冲击矿压可分为3类: 重力型冲击矿压、构造应力型冲击矿压、中间型或重力-构造型冲击矿压。 根据冲击的显现强度,可分为4类:弹射、矿震、弱冲击、强冲击。 另一种分类是根据震级强度和抛出的煤量,可将冲击矿压分为三级:

轻微冲击(Ⅰ级) 中等冲击(Ⅱ级) 强烈冲击(Ⅲ级) 根据发生冲击矿压的成因和机理,防治措施的基本原理有两方面: 一是降低应力(能量)的集中程度。 二是改变煤岩体的物理力学性能。 可在这里输入个人/品牌名/地点 Personal / Brand Name / Location Can Be Entered Here

全员培训试题(冲击地压)

2017年煤矿从业人员全员培训考试答案 单位:档案号:姓名:成绩: 一、填空题:(每空1分,共20分) 1.矿井机电三大保护是指( )、( )、( )。 2.矿井防治冲击地压工作应当遵守( )、()的防冲原则。 3.开采冲击地压煤层时,2个掘进工作面之间的距离小于()时,发须停止其中一个工作面。 4.职业病防治工作坚持()、()的方针。 5.常用的人工呼吸方法有(),(),仰卧压胸人工呼吸法三种。 6.生产过程中的职业危害因素按其性质可分为()、()、生物性因素。 7.开拓巷道不得布置在()煤层中,永久硐室不得布置在()煤层中,煤层巷道与硐室布置不应留(),如果留有()必须采取底板预卸压措施。 8.修订后的《生产安全事故应急预案管理办法》自()起施行。 9.煤矿企业应当每年进行一次作业场所职业病危害因素检测,每()年进行一次职业病危害现状评价。 10.应急预案的管理实行()、分级负责、分类指导、综合协调、()的原则。 二、判断题:(每题1分,共20分) 1.职业健康检查费用由劳动者个人承担。 ( ) 2.情绪低落,思想压抑的消沉人容易三违。 ( ) 3.KBD5矿用本安型冲击地压电磁辐射监测仪通过两个参数指标的两个值来监测工作面突出或冲击危险程度。 () 4.冲击地压防治的基本途径是综合防治。() 5.冲击地压矿井开采新水平、新煤层时不需要做煤岩冲击倾向性鉴定。() 6.职业病防治法中所称用人单位是指企业、事业单位和政府机关。() 7.开采冲击地压煤层时,采煤工作面与掘进工作面之间的距离小于350m时,不必停止其中一个工作面。 () 8.发生冲击地压后,为尽快恢复施工可以不进行现场调查。() 9. 采用垮落法管理顶板时,支架应有当有足够的支护强度,采空区中所有支柱必须回净。() 10.对于危险性较大的场所、装置或者设施,生产经营单位应当编制现场处置方案。 ( ) 11. 有冲击地压的矿井应该制定具有针对性的专项预案。()12.井底车场发生严重火灾,必须尽快组织反风。() 13.《煤矿安全规程》规定:井下硫化氢气体浓度不超过6.6ppm ( ) 14.对中毒或窒息人员的急救是将伤员从危险区抢运到新风流中立即升井送医院。() 15.处理冒顶事故时,首先应该加强退路支架的安全可靠性。() 16.冲击地压矿井采空区见方时不必采取防冲措施。() 17.厚度在3m以上的煤层称为厚煤层。() 18.向斜轴部附近肯定不会发生冒顶事故。() 19.有冲击地压危险,未采取有效措施属于煤矿重大事故隐患。() 20.采用钻屑法检测冲击危险时,应力集中程度越高,钻出的煤粉量越多。() 三、单选题:(每题2分,共20分) 1. 当发现有人触电时,首先要( )电源或用绝缘材料将带电体与触电者分离开。 A.闭合B.切断C.开关 D、以上答案都不正确 2. 采掘工作面及其他作业地点风流中瓦斯浓度达到1.5%时,( )停止工作,切断电源,撤出人员,进行处理。 A、不应 B、必须 C、不一定 3. 能与血红蛋白发生可逆性紧密结合,形成血红蛋白,使氧的运送和组织功能发生障碍的有毒有害气体是() A、一氧化碳 B、甲烷 C、二氧化硫 D、硫化氢。 4. 浅部冲击是指发生在煤壁()m范围内的冲击地压。 A、2~6 B、6~9 C、10~15 5.矿用防爆标志符号"d"为( )设备。 A、增安型 B、隔爆型 C、本质安全型 D、充砂型 6. 对于冲击地压矿井,停采()天以上的采煤工作面恢复生产前,应当评估冲击地压危险程度,并采取相应措施。 A、1 B、2 C、3 7.目前我国职业病发病率最高的是()。 A、铅中毒 B、噪声聋 C、尘肺病 D、职业中毒 .

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