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冲击矿压培训讲义

冲击矿压培训讲义
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第一章冲击矿压概述

第一节冲击矿压的概念、特征及分类

一、冲击矿压的概念

冲击矿压属矿井动力现象,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,冲击矿压就是煤(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。冲击矿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,冲击矿压、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。冲击矿压的同义词有岩爆、煤爆、矿山冲击、岩石突出等。

冲击矿压、顶板大面积来压、煤和瓦斯突出、矿震统属矿山动力现象。它们的发生机理各不相同,但可互为诱发因素,且都具有动力特征。

大面积顶板来压原则上属重力式突然破断,一般以部分岩体缓慢破坏为先导,岩层整体破断正是局部破裂不断发展的结果。破断的同时,已破坏岩体的位能突然转化为动能而显现弹性能的释放,但大部分弹性能已在局部破裂时缓慢释放。从显现特点上它与冲击矿压的区别在于冲击矿压发生时顶板一般不垮落。

煤和瓦斯突出是指瓦斯和煤同时向巷道内突出,它和冲击矿压在表现上有类似性,发生时都出现煤体的破碎,而且有时两者同时出现。其主要区别是,对冲击矿压而言,弹性能的释放是第一位因素,破坏较猛烈震动更强烈,由已破裂的煤体中释放出瓦斯则是次要的、第二位的因素。煤和瓦斯突出则相反,瓦斯释放是第一位的因素,破坏较缓慢,震动也较弱,而煤岩抛出则是第二位的因素。突出后大部分煤体破坏成碎煤,且具筛选性。

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声、冲击波、弹性回跳等作用而不发生煤、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,因而有别于天然地震,其发生原因是多方面的。冲击矿压、瓦斯突出、大冒顶等都可引起矿震,但多数是由于岩层的沉降运动引起的,它一般并不导致井巷工程的破坏。

岩爆是发生在岩巷、金属矿和地下隧洞中的冲击矿压。一般表现为岩巷或隧道周一壁岩石成片状破裂,岩片向坑道内弹射,伴有“劈裂”声,顶板掉块,底板拱起,洞壁严重变形破坏、甚至大量岩石崩落。

二、冲击矿压的显现特征

冲击矿压发生如同装在煤岩里的大量炸药爆炸一样,煤和岩石突然被抛出,造成支架折损,片帮冒顶,巷道堵塞,伤及人员,并伴有巨大声响和岩体震动。监测到的震动频率1Hz~1×104Hz以上,最大震级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。冲击矿压发生前一般没有明显的宏观前兆。相当多的冲击矿压是由爆破触发的,发生过程短暂,持续震动时间不超过几十秒。在某些情况下,冲击的同时还发生底鼓和煤岩压入巷道等现象。

概括起来,我国煤矿冲击矿压的主要显现特征表现在以下几个方面:

(1)突发性:冲击矿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,难已事先准确确定发生的时间、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(发生在煤壁2~6m范围内,破坏性大)和深部冲击(发生在煤体深处,声如闷雷,但破坏程度不同)。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)破坏性:往往造成煤壁片帮、顶板可能有瞬间明显下沉,但一般并不冒落;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;从后果来看冲击矿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,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矿压。在生产技术条件上,不论水采、炮采、机采或是综采,全部垮落法或是水力充填法等各种采煤工艺,不论是长壁、短壁、房柱式或是煤柱支撑式,分层开采还是倒台阶开采等各种采煤方法都出现了冲击矿压,只有无煤柱长壁开采法冲击次数较少。

三、冲击矿压的分类

冲击矿压是一种复杂的矿山动力现象,其生成环境、发生地点、宏观和微观上的显现形态多种多样,以及它的显现强度和所造成的破坏程度相差很大。有的冲击矿压影响范围仅几平方米或几十平方米,有的却波及范围很广,达几千平方米;有的冲击矿压发生时测得的地震能量不足10J,仅相当于地震1级以下,有的则高达107J以上,相当于地震级3.9级;有的震动波衰减很快,仅能传播1000~2000m;有的冲击矿压震动持续不了几秒钟,有的却持续时间长达几十秒。有的冲击矿压仅为煤体冲击,有的则顶底板参与冲击。此外,由于冲击矿压发生机理存在不同的理论,提出各自不同的冲击矿压发生条件和判别准则。客观上不同矿井的冲击矿压成因和特征也不同。即使同一矿井,由于地质构造、开采条件和开采方法的差异,也使得冲击矿压的成因、性质、特征、震源部位和破坏程度不同。

综上所述,冲击矿压存在不同种类,不能用同一机理去解释不同冲击矿压的成因和现象,更不能用单一方法或措施去预测预报和防治冲击矿压。因此要对冲击矿压进行分类,并且出现了多种分类方法。

目前主要的、最有价值的分类方法有以下几种:

(一)根据冲击矿压的物理特征,按发生原因分(分为三类)

1.压力型冲击矿压

其发生时,煤柱和岩石将产生爆炸式破坏,如同坚硬的岩样在试验机上加载至强度极限后发生爆炸式破坏一样。

2.突发型冲击矿压

其发生原因是突然加载。是矿层上伏的厚而坚硬的老顶悬伸在矿柱上,先是夹紧矿柱并对它加载。当达到一定跨度时发生折断和垮落,同时产生压力波,造成处于极限应力状态的矿柱发生瞬时破坏。

3.爆裂型冲击矿压

其发生原因是在直接顶上部或直接底板下部存在塑性夹层。例如,在刚性岩层之间的粘土夹层,一旦条件适当被挤压出来,造成顶底板刚性岩层以冲击形式爆裂。

(二)根据冲击矿压的能量特征,按冲击时释放的地震能大小分(分五个等级,表1-1)。

表1-1 按能量特征分类表

1. 微冲击

表现为小范围岩石抛出和矿体微震动,包括射落和微震。射落是表面的局部破坏,表现为单个煤(岩)块弹出,并伴有射击的声响。微震是母体深部不产生粉碎和抛出的局部破坏,常伴有声响和岩体微震动。

2. 弱冲击

少量煤(岩)抛出的局部破坏,伴有明显的声响和地震效应,但不造成严重损害。

3. 中等冲击

急剧的脆性破坏,抛出大量岩石,形成气浪,造成几米长的巷道支架损坏和垮落,推移或损坏机电设备。

4. 强烈冲击

使长达几十米的巷道支架破坏的垮落,损坏机电设备,需要大量的修复工作。

5. 灾害性冲击

使整个采区或一个水平内的巷道发生垮落。个别情况下波及全矿,造成整个矿井报废。

(三)根据参与冲击的岩体类别分(分为二类)

1.煤层冲击(煤爆)

产生于煤体—围岩力学系统中的冲击矿压,是煤矿冲击矿压的主要显现形式。

2.岩层冲击(岩爆)

高强度脆性岩石瞬间释放弹性能,岩块从母体急剧、猛烈地抛出。对煤矿,是顶底板岩层内弹性能的突然释放,又称围岩冲击。按冲击位置又分顶板冲击和底板冲击。顶板冲击按显现形式又可分成典型的顶板冲击和致密顶板岩层突然折断形成的冲击矿压,后者往往伴生强烈的煤层冲击与底板冲击。

(四)根据煤岩体应力来源及加载方式分(分为四种类型)

1.重力型

主要受重力作用,没有或只有少量构造应力的影响而引起的冲击矿压。

2.构造型

主要受构造应力作用引起的冲击矿压。

3.震动型

煤岩体受震动载荷而产生的冲击矿压,它与重力型冲击矿压的区别在于载荷的类型为脉冲式动

载,载荷方向与震动波的传播形式和途径有关。

4.综合型

受几种载荷共同作用而引起的冲击矿压。

(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。

2. 煤炮(深部冲击)

深部的煤岩体发生破坏,但煤或岩石不向已采空间内抛出,只有片帮或散落现象,岩体震动,伴有声响,有时产生煤尘。

3.微冲击

煤或岩石向已采空间抛出,但对支架和设备无损害,围岩震动,伴有很大声响,产生煤尘,在瓦斯煤层中可能有大量瓦斯涌出。

4.强冲击

部分煤或岩体急剧破坏,大量的煤或岩石向已采

空间抛出,出现支架折损、

设备移动和围岩强烈震动,

伴有巨大声响,形成大量煤尘。

强冲击按显现地点分为以下七类:

①在连续煤体中(图1-1a );

②在被巷道切割的煤柱中(图1-1b );

③在被巷道从煤体分离出来的煤柱中(图1-1c );

④在煤层边缘部分(图1-1d );

⑤在掘进的煤层巷道中(图1-1e );

⑥在有底板或顶板破坏的巷道中(图1-1f );

⑦在掘进的岩层巷道中。 这种分类方法便于分析支承压力的分布情况,有利于制定防治措施。

(六)我国冲击矿压的分类

我国目前使用的分类方法是煤炭工业部于1983年9月颁布的《冲击矿压煤层安全开采暂行规定》中公布的我国煤矿冲击矿压统计分类方法。该分类法采用了世界上流行的,在我国得到公认的两类分类指标。即:

1.根据冲击矿压的破坏后果分(分为三类)

1)一般性冲击矿压。对生产的破坏后果轻微,不需要进行修复。此类包括地震台记录到但未能定位的各种冲击、震动现象。由矿井冲击矿压防治组填写Ⅱ类记录卡。

2)破坏性冲击矿压。对生产造成一定的破坏,需进行修复工作。此类冲击矿压包括井下实际发生并已观测到的,达到各矿自定的破坏性标准的冲击矿压。由矿井冲击矿压防治组负责进行现场调查,填写Ⅰ类记录卡。

3)冲击矿压事故。由于冲击矿压及其伴随现象(冒顶、瓦斯突出等)造成的人员伤亡事故,或由于井巷或采场被破坏造成中断工作8h 以上的冲击矿压。此类冲击矿压由矿井总工程师负责组织现场调查,填报I 类记录卡,写出事故调查报告。

2.根据地震仪或微震监测系统观测记录确定的冲击矿压显现强度,按里氏地震级分(分6级,表1-2)

表1-2 按显现强度分类

图1-1 按显现地点的冲击矿压分类

第二节冲击矿压的历史及现状

一、国内冲击矿压历史及现状

我国最早记录的冲击矿压现象于1933年发生在抚顺胜利煤矿,当时的开采深度为200 m左右。50年代以前只有两个矿井发生了冲击矿压。50年代增加到7个,60年代为12个,70年代达到22个,进入80年代以后,猛增到50多个。从1949年以来,已发生破坏性冲击矿压2000多次,震级M L=0.5~3.8级,造成惨重的人员伤亡,破坏巷道约20 km,停产1300多天。近年来,我国一些金属矿山、水电与铁路隧道工程也出现了岩爆现象。

以下是我国典型冲击矿压矿区的情况。

(一)北京矿务局

冲击矿压在北京矿务局属于全局性问题,10 个生产矿井中,有5个矿井和1个坑口受到冲击矿压的威胁。

门头沟煤矿是我国冲击矿压最严重的矿井之一。该矿开采侏罗纪无烟煤,属低瓦斯矿井,可采煤层有一、二、五、七槽四层,层间距80~100 m,厚度一般0.7~3.5 m。各煤层顶板均为高强度的石英砂岩,平均厚度10~30 m。煤层倾角由缓至急,在缓倾斜煤层中主要采用单一走向长壁刀柱采煤法,沿走向每推进35~40 m留一刀柱,刀柱宽为采高的2~2.5倍。该矿的二、五、七槽均为冲击矿压危险煤层,该矿早在1947年就发生过冲击矿压现象,至1985年底,共发生破坏性冲击矿压303次。1959年8月3日,工作面放炮引起冲击矿压,顶底板瞬间移近0.3 m,木支柱折断600余根,有感震动半径5 km,67间房屋震坏,震级M L为3.8级,属我国目前强度最大的一次冲击矿压。

该矿1980年平均震动记录达500余次,亦属我国震动频度最高者。

(二)抚顺矿务局

抚顺矿务局三个井工开采的矿都有冲击矿压发生,其中以胜利矿为最早,而龙凤矿目前最为严重。

龙凤矿井田煤层生成于新生代第三纪,主煤层有三、四、五、六共四个自然层群,总厚6~50 m,倾角0°~45°。煤层顶板为厚48~195 m的油母页岩,底板为76.5~115 m的凝炭岩。该矿采用倾斜分层上行V形水砂充填采煤法。一般开采第一人工分层时,顶板为煤层,底板为砂页岩,无周期来压显现。冲击矿压多发生于新采区第一分层开采过程中,约占总数的83%。冲击影响范围达几米到几十米,冒顶高度1~3 m,突出的煤达10~50 t,严重时摧毁巷道达几百米,地面有震感。1975~1983年共发生0.5级以上冲击矿压675次,最大震级M L为2.5级,其中23次造成严重破坏。

抚顺矿务局是我国非坚硬顶板、特厚煤层冲击矿压的典型。

(三)枣庄矿务局陶庄矿

枣庄矿务局陶庄矿属水、旱采并举的矿井,采深400~700 m,主采煤层为2~6 m的厚煤层。煤的单轴抗压强度约10~20 MPa。顶板为砂岩,强度90~130 MPa。自1966年至1985年10月共发生了147次破坏性冲击矿压,冲击强度一般不大,为1.5~2级左右。1982年1月27日水采区上山煤柱(宽160 m)发生了该矿历史上最大的一次冲击矿压(3.6级),而且时隔25 min后又发生一次(2.7级)。该冲击区顶板砂岩厚达43 m左右,为我国厚层砂岩顶板条件下发生冲击矿压的典型。

(四)开滦矿务局唐山矿

开滦矿务局唐山矿的冲击矿压大多发生在两面或三面临空的半岛形或孤岛形煤柱中。以及上层

开采遗留的残柱下方的应力传递区域。这种残柱影响深度可达150m。在这些煤柱中掘进回采巷道或进行回采时发生冲击矿压。以及位于这些煤柱下方的开拓巷道(大巷、石门)受采动影响也发生冲击矿压。

(五)徐州矿务局

徐州矿务局主采下石盒子组、山西组、太原组煤层。矿区地质构造情况较为复杂,煤层赋存条件为近水平、倾斜、急倾斜多种形式并存,且厚薄不一。特别是随着可采煤层的逐步减少,各采区都在向复杂地质构造带和深部延伸,因而给巷道和采场矿压控制技术提出了新的挑战。例如,深部(软岩)巷道支护技术和冲击矿压预测预报预防技术已面临着较为严峻的形势。

徐州矿区原来被认为不属冲击矿压威胁地区,由于采深增加和复杂地质构造影响,使这一早已隐藏的危害被揭开。自1991年以来,该局已发生较为严重的冲击矿压事故近20次,造成多人伤亡,以及不同程度的巷道支护损坏。

三河尖矿自1991年9月5日在7110材料道发生第一次冲击矿压事故,是全局发生冲击矿压次数最多的矿,占全局的大多数。

张集矿与三河尖矿同为“三硬”矿区,发生冲击矿压的可能性较大。1994年8月到11月在9606综采面共发生冲击矿压事故3起。发生的地点比较集中,事故现场的特征基本相似,即发出巨大声响,煤尘飞扬,煤体突出且呈现粉末状,冲击波推倒大型物体,造成较大的人员伤亡。

旗山矿与权台矿同属“三软”矿井,传统理论认为不可能发生冲击矿压,但事实上这两个矿都曾发生了较为严重的冲击矿压事故。

(六)兖州矿区济宁三号井

济宁三号煤矿位于山东省济宁煤田中部,北距济宁市14Km,东距兖州矿业集团公司所在地邹城40Km。井田南北走向长10Km,东西倾斜宽10-13Km,面积约110Km2。矿井设计生产能力500万t/a,实际最高产量曾达1008万t/a,服务年限81年。井田含煤地层为二迭系山西组和石炭系太原组,煤系地层平均总厚约250m,共含煤26层,其中主要可采煤层为3上、3下煤,平均厚度6.21m。井田位于南北向的济宁地堑构造内,东西两侧分别为南北向的区域性断裂孙氏店断层和济宁断层,井田内断层受该两断层控制以南北向断层为主。井田的构造形态,北部以宽缓褶皱为特点,往南逐渐转成北东走向、向北西倾伏的单斜构造。井田内断层有明显的规律性,其中为主的南北向断层组,多为东升西降的正断层。3上煤层顶板为细至中粒砂岩,厚度一般在3-45.9m,平均19.2m,3下煤层顶板为中到粗粒砂岩,一般厚6-60m, 平均厚27.96m。底板为细砂岩和粉细砂岩互层,一般厚2.5-20m,平均11.53m。

六采区是矿井的主要开采区域,目前已开采三个工作面。6303工作面位于六采区中部,工作面自北向南推进,推进长度2057.8m,工作面长239.8m,采深600~710m。工作面开采煤层为山西组煤3下,煤层厚度2.8~6.8m,平均厚度4.75m,工作面东临6302采空区、6301采空区、6300采空区,工作面与6302采空区留设4m保护煤柱。西临6304工作面(尚未回采)。煤层直接顶为灰黑色粉细砂岩互层,厚度0~13.75m,赋存不稳定,f=4~6。老顶以中砂岩为主,坚硬稳定,厚度16.77~42.12m,平均厚度在26m左右,f=8~10。

由于6303 工作面开采深度较大,煤层具有冲击倾向性,而且煤层顶板为坚硬的中砂岩,故从2004年11月30日6303工作面辅顺首次发生冲击矿压,将巷中的7个车盘掀翻,同时伴有巨大的声响,地面能感觉到轻微震动以来,又连续多次发生小型的冲击地压矿震事故,给矿井的安全带来了很大的威胁。

为此,6303工作面辅顺进行了煤体卸压和顶板爆破等强度弱化减冲措施(六采区冲击矿压解危方案,2005年12月),取得了良好的效果。但是,由于现有技术还不能完全解决6303工作面的顶板问题,之后6303工作面辅顺又发生了几次小型矿震与冲击,见表1-3所示。

表1-3 6303工作面冲击矿压现象

(七)近几年出现的冲击矿压矿井

近年来,我国东部大部分矿区的地下煤炭开采也转入深部开采,一些原来少见的冲击矿压和矿井突水等灾害事故频频发生,这些现象在我国东部的大型现代化矿井尤为突出。例如,像兖州、新汶、大屯、徐州、淮南、淮北肥城等矿区,在采深不超过500m时从来没发生过冲击矿压事故,但采深超过500m后就出现了,并且随着采深的增加,这种灾害起越来越严重,特别在被传统理论认为不可能发生冲击矿压的“三软”矿区(如徐州东部矿区)也发生了严重的冲击矿压事故。据统计,近5年来,兖州、新汶、大屯、徐州四大现代化矿井累计发生100余次冲击矿压事故,造成重大人员伤亡和财产损失。

二、我国冲击矿压的显现特点

我国冲击矿压除了突然性、瞬时震动性和破坏性等显现特征以外,从显现情况和发生条件来看,具有以下特点:

1.类型多种多样,灾害严重程度不同

我国冲击矿压一般表现为煤层冲击,以破碎煤块从煤壁抛出最为常见,也有极个别情况为上百立方米的煤整体滑移。我国煤矿也发生过顶板冲击和底板冲击。如房山矿发生一次冲击矿压,底板突然鼓起并开裂成 5 cm宽的裂缝。此外,我国有台吉矿、大台矿、八一矿、柴里矿及南桐一井等五个煤矿已发生43次典型的岩爆。

各矿井冲击矿压的强度、频度、灾害程度、伴生灾害情况等差别很大。在统计的32个矿井中有24%的矿同时存在冲击矿压及煤与瓦斯突出等两种以上灾害。根据历次冲击矿压造成的人员伤亡与破坏生产情况以及当前矿井的生产情况,可以将这32个矿井分为三类四级,见表1-4。

表1-4 矿井冲击灾害程度分级

2.发生条件极为复杂

我国煤矿发生冲击矿压的典型条件为:初始深度200~600m,煤的单向抗压强度10~30 MPa,顶板一般为厚10~40 m的坚硬砂岩,强度100~600 MPa。

然而,具体分析起来,我国冲击矿压发生条件极为复杂。从自然地质条件来看,除褐煤以外的各煤种都记录到了冲击现象,采深从200~800 m,地质构造从极简单至极复杂,煤层从薄到特厚,倾角从水平到急倾斜,顶板包括砂岩、灰岩、油母页岩等都发生过;从生产技术条件来看,水采、水砂充填、综采、炮采、机采、手采等各种工艺,长壁、短壁、巷柱、倾斜分层、水平分层、倒台阶、房柱式等各种方法都出现了冲击现象。

3.发展趋势是矿井数量逐渐增多,灾害的危险程度日趋严重

1949年以前我国发生冲击矿压的矿井只有12个,50年代增加为7个,60年代为12个,70年代为22个,截至1987年已猛增到35个,目前达40多个。而随着开采深度的增加、开采范围的扩大,近年来虽然采取了不少措施,但全国矿井数和总的冲击次数并未减少。可见,我国冲击矿压的防治工作任务甚为艰巨,具有现实的迫切性和长远的重大意义。

三、我国冲击矿压研究情况

我国矿井的冲击矿压从全局看,仍属局部性灾害范畴。但其发展趋势是严酷的。由于开采深度及采掘范围的扩大,虽然采取了许多针对性措施,但冲击矿压次数并未明显降低。所以开展冲击矿压基本知识教育,加强冲击矿压煤层安全生产管理,进一步深入开展冲击矿压的预测预报和防治研究,仍是十分必要的。

从20世纪60代开始,一些冲击矿压较严重的局矿,在生产实践中,根据生产急需和可能条件,试验采取了一些防治措施,取得一定效果。近十年来,随着冲击矿压灾害日趋严重,现场预测预报和防治工作得到煤炭部等各级主管部门的重视。投入资金引进监测设备、开展现场防治。分别在天池、门头沟、龙凤、陶庄、唐山、房山等矿井,由科研与高校等单位参加,相继开展了有组织、有系统的科学研究工作,大大推动了全国性煤矿冲击矿压防治工作。与此同时,建立和健全各相关单位的冲击矿压防治组织和管理机构,冲击矿压管理工作得到加强。1987年我国煤炭部正式颁布了《冲击矿压煤层安全开采暂行规定》。标志了我国煤矿冲击矿压管理工作进入有章可循的新阶段。

1.取得的研究成果

据不完全统计,我国煤矿已经试验或实施的冲击矿压预测预报手段有10多项,采取的治理措施也有10多项。可以说,世界各采矿国家现有的预测预报和防治措施,在我国大都得到不同程度的试验和应用。而且在诸如综合治理等方面已经取得明显效果。

自20世纪70年代末以来,我国开展了大量的冲击矿压研究课题研究,通过专家鉴定,并在现场得到实施应用。研究成果有的已接近或达到国际先进水平、大部分课题获得省、市或部级科技进步奖。取得的主要研究成果有:

1)冲击矿压机理研究。已从冲击矿压表面现象的观察描述过渡到物理过程的揭示;从一般的理性认识发展到对本构关系的论证;进而提出若干种机理假说,其中冲击矿压三准则机理模型和变形系统失稳模型具有一定的价值和特色。目前已经能够利用有关理论去解释相应的冲击矿压现象,为预测预报和防治工作提供一定的理论基础。

2)煤层冲击倾向试验研究。冲击倾向试验是冲击矿压预测预报的前提条件之一。其中弹性能指数W ET、冲击能指数K E和煤体动态破坏时间DT等三项指标已列入《冲击矿压煤层安全开采暂行规定》。

3)钻屑法的研究。通过现场实测、实验室试验和数值分析,对钻屑法的原理、钻屑量组成、极限应力、钻孔扩容等问题进行了研究。确定了冲击矿压矿井的冲击危险指标,研制了专用配套机具。钻屑法已在全国推广应用,是我国目前主要的预测预报方法之一。

4)地音、微震、电磁辐射监测系统的研制和应用。70年代研制的便携式流动地音仪已经推广应用。80年代从波兰引进的SAK地音系统和SYLOK微震系统已在门头沟、陶庄等矿安装使用。此外还开发了MAE地音装置。近几年,在多个矿区已成功使用电磁辐射监测手段。

5)煤层注水。已全面推广应用。

6)煤层卸压爆破。已全面推广应用。

7)坚硬顶板处理。使用了爆破及注水软化等措施,有效地控制了大冒顶等冲击矿压事故。

8)水力割缝卸压。已部分推广应用。

2.研究单位及科研情况

多年来,中国矿业大学在国家自然科学基金、煤炭行业重点项目和国家“九五”重点科技攻关计划等的资助下,对含瓦斯煤岩的物理力学特性、含瓦斯煤岩流变破坏特性、煤与瓦斯突出的流变机理、单轴受载含瓦斯煤岩流变破坏电磁辐射特性、电磁辐射法预测预报煤与瓦斯突出等煤岩瓦斯动力灾害技术及装备方面进行了大量的研究工作;提出了煤与瓦斯突出的“流变假说”;提出了用电磁辐射强度和脉冲数变化预测预报煤与瓦斯突出等煤岩动力灾害现象的技术原理和方法;提出临界

值法和趋势法两种灾害危险性识别方法;研制成功了具有非接触、定向、连续、区域性监测及预报功能的KBD5矿用本安型煤与瓦斯突出(冲击矿压)电磁辐射监测仪,并进行了成功的应用。实现了非接触、定向及区域性(空间上)预测预报煤与瓦斯突出、冲击矿压等煤岩瓦斯动力灾害。电磁辐射监测仪在焦作矿务局、平顶山矿务局、邢台矿务局、徐州矿务局和新汶矿务局已成功使用,且效果良好,该项目达到了国际领先水平,并拥有自主产权。中国矿业大学能源与安全工程学院长期进行冲击矿压机理、预测预报、冲击矿压治理措施等方面的研究工作,专业人员齐全,其中有研究冲击矿压煤层的采矿专家,有专门进行冲击矿压研究的硕士、博士研究生和从国外留学的博士,有含瓦斯煤岩动力灾害研究的博士,理论知识水平高,并积累了大量的资料和数据,此外,中国矿业大学具有数十年煤与瓦斯突出、冲击矿压、顶板灾害等的研究历史,积累了大量的宝贵研究经验、实验设备手段和研究队伍。中国矿业大学已经成功完成了多次攻关项目,具有丰富的技术和现场经验。

辽宁工程技术大学在冲击矿压失稳理论研究、矿井动力现象区域预测预报、冲击矿压监测及防治等方面进行了大量的研究工作,取得了很有价值的研究成果。特别是在用地质动力区划进行区域预测预报方面的研究成果已达到国际先进水平,形成了具有特色的研究方向。辽宁工程技术大学相继完成了国家“七五”、“八五”、“九五”攻关课题多项,与俄罗斯国家地质力学与矿山测量研究院合作完成了“北票矿区地质动力区划及岩体动力现象预测预报和预防研究”等研究课题,取得了成功的经验。又先后在抚顺矿务局、开滦矿务局、平顶山煤业(集团)公司等多个局矿开展了冲击矿压、煤与瓦斯突出和矿震等矿井动力现象区域预测预报方面的研究工作,取得了明显的社会和经济效益。在鸡西,辽源、淮北等矿区进行了大量的冲击倾向性测定和冲击危险评价,卸压爆破,钻孔卸压等解危措施研究及试验,积累了丰富的经验。通过多年的科学研究和研究生培养,已经形成了以教授、博士生导师为带头人的在冲击矿压机理、预测预报及治理研究方面具有较高科研水平和实践经验的研究队伍。

煤科总院北京开采所在1981~1982年就开展了“门头沟煤矿二槽煤冲击矿压防治与煤粉钻孔法的试验研究”。在1984~1985年进行了“地音与微震监测系统在门头沟煤矿冲击矿压防治中的应用”,并进行了煤的冲击倾向研究。1986~1990年完成了国家“七五”攻关项目“冲击矿压预测预报与防治”。1987~1990年进行了岩石冲击倾向研究。1984年引进了地音和微震监测系统,1991年开始了国产化的研究工作,1992年后研究出了地音监测系统。通过开展“煤(岩)的冲击倾向性试验研究”、“模糊综合评判煤的冲击倾向性的研究”、“岩石冲击倾向性分类及冲击矿压预测预报的研究”等课题的综合研究,于1987年主持制订了煤炭行业标准“煤层冲击倾向性分类及指数的测定方法”,并于1998年对该标准进行了修订,同时主持制订了“岩石冲击倾向性分类及指数的测定方法”,是目前国内进行煤岩冲击倾向性鉴定的权威部门。

此外,其它煤炭高校和科研单位、生产单位也都开展了许多冲击矿压研究项目,取得了较多的成果。近些年随着新兴学科的应用,使冲击矿压研究向非线性、实时动态监测、信息化等方向发展。我国冲击矿压总体研究处于国际先进水平。

四、国外冲击矿压概况

冲击矿压是世界采矿业面临的共同问题。1738年英国在世界上首先报道了冲击矿压现象。之后,前苏联、南非、德国、波兰、美国、加拿大、日本、法国、印度、捷克、匈牙利、保加利亚、奥地利、新西兰和安哥拉等都记录了冲击矿压。目前,有包括我国在内的共18个国家和地区都有冲击矿压,这一事实表明,世界上几乎所有采矿国家都不同程度地受到冲击矿压的威胁。

煤矿冲击矿压最严重而且防治工作最有成效的国家是前苏联、波兰和德国。

(一)前苏联

前苏联的冲击矿压最早于1947年发生在吉谢罗夫矿区。目前共有9个矿区出现了冲击矿压问题,1947~1970年共发生冲击675次。

发生冲击矿压的一般条件是:初始深度为400~1860 m,煤厚0.5~20 m,在各种倾角、各个煤种(包括褐煤)中都记录到冲击矿压现象。多数情况下顶板为坚硬砂岩,也有一些煤田是破碎顶板。开采技术条件涉及到刀柱式或长壁式等开采方法;充填或垮落等顶板管理方法;整层或分层开采情况。

自1951年起,全苏地质力学及矿山测量研究院以及其他研究单位和高等院校等几十个单位配合国家技术监察部门与生产单位一起着手解决煤矿的冲击矿压问题。经过25年的努力,基本上形成了一整套防治冲击矿压的组织管理系统,并制定了有关技术规程,发展并逐步完善了一整套行之有效的防治措施和预报方法,取得了良好效果,冲击次数大为减少。1955~1977年冲击危险矿井数由8个增至36个,而年冲击次数则由83次降至7次,1980年以后又降至5~6次。近年来发生的冲击矿压是由于违反《在开采有冲击矿压倾向煤层的矿井采矿工作安全手册》的规定所造成的。

在前苏联金属矿,冲击矿压的频度比煤矿要小得多,其主要形式为岩石弹射、震动和微冲击,主要发生在北乌拉尔铝土矿等20余个矿山。开始出现的深度为300~700 m,主要岩石种类为辉绿岩、正长岩、花岗岩、凝灰岩以及铁矿石、铝土矿石、铜矿石、钾盐矿石等,平均单向抗压强度100~250 MPa,最低25~30MPa。前苏联金属矿防止冲击矿压的基本措施原则上同煤矿的没有差别。

(二)波兰

波兰有三个井工开采煤田:上西里西亚、下西里西亚和鲁布林。产量的98%来自上西里西亚煤田。该煤田中煤的强度为10~35 MPa,煤厚0.5~20 m(一般1.5~3.5 m),倾角0°~45°(一般5°~15°),平均采深600 m,顶板大都为坚硬砂岩。长壁工作面产量占99%,其中70%为垮落法开采,其余为水砂充填。工作面平均长150 m,日产1300~1400 t商品煤。机械化程度96.2%,其中综采占83.7%。

冲击矿压是波兰煤矿重大灾害之一,最早记载于1958年。目前全国67个煤矿中36个有冲击矿压危险,产量占55%以上。目前开采的400号、500号、600号、700号和800号煤层组中45%以上的煤层有冲击矿压倾向,其中500号煤层组最为严重。开始发生冲击矿压灾害的平均采深约为400 m,随着采深的增加,冲击矿压危险越来越严重。冲击矿压强度一般为105~109J,最大是1011J。1949~1982年,共发生破坏性冲击矿压3097次,造成死亡401人,井巷破坏12万m。

波兰很重视冲击矿压问题,早在60年代初期就着手大力开展科学研究和防治工作。煤层的冲击倾向实验室测定和井下测定是波兰学者首先倡导并大力发展的。此外,在将岩体声学以及地震法用于矿山冲击危险探测和监测方面,居世界领先地位。由于采取综合防治措施,保证了安全,促进了生产。从战后的1949年到现在,产量增加两倍,冲击矿压事故降低95%。

(三)德国

鲁尔矿区是德国的主要产煤区,也是发生冲击矿压的主要矿区。1910~1978年间共记载了危害性冲击矿压283次,有冲击倾向或危险的煤层20余个,其中底克班克、阳光和依达煤层具有最强的冲击倾向,其抗压强度10~20MPa,煤种为长焰煤、气煤和肥煤等。冲击矿压发生深度590~1100 m,其中850~1000 m冲击矿压数占75%左右,最大抛出量2000 m3。发生冲击矿压的煤厚为1~6 m,其中主要为 1.5~2 m,倾角4°~44°。

在德国,产生冲击矿压的煤层顶板绝大部分是5~40 m较厚的砂岩或其它坚硬岩层,因而,认为砂岩顶板是有冲击矿压危险煤层的主要标志。

德国是防治冲击矿压较有成效的国家,其主要的工作基点在于实用。由德国所发展的钻孔卸载法、钻屑法以及其它方法在国际上享有较高声誉。

(四)非煤开采中的冲击矿压

在世界的采矿实践中,冲击矿压现象不仅发生在煤矿,也发生在其它矿物的开采过程中。除前

述前苏联的实例外,开采金属矿发生冲击矿压的还有:捷克的普希勃拉姆多种金属共生矿床,奥地利铅锌矿,美国的铜矿,加拿大的铜镍矿和金矿,印度科拉尔矿区的金矿和采深超过3000 m的南非的维特瓦切尔斯兰德金属矿。到目前为止,最强烈的冲击矿压发生在盐矿中,破坏面积达1~3×106m2,震动传播距离达几百公里。例如,1958年原民主德国维尔钾盐公司台尔曼矿所发生的冲击矿压,曾被莫斯科、土耳其和西班牙的地震站记录到。此外,冲击矿压还发生在露天矿中。例如,美国佛蒙特州的大理石露天矿曾发生过这种现象。

综上所述,世界采矿业发生冲击矿压的历史已超过260年。近30年来,冲击矿压所造成的破坏后果日益严重,引起了各国的注意。目前世界采矿大会国际岩石力学局成立了冲击矿压研究小组。冲击矿压的研究已成为岩石力学科中与现代科学联系最密切的一个独立的分支学科。

第三节 典型的冲击矿压现象

一、三河尖矿冲击矿压情况

三河尖矿自1991年9月5日在7110材料道发生第一次冲击矿压事故至今,已发生了较为严重的冲击矿压共10多次,是全局发生冲击矿压次数最多的矿。在这里,仅介绍有代表性的4次具有明显显现的冲击矿压事故。

1.事故之一

图1-2为1992年2月24日发生在7110材料道的冲击矿压位置示意图。这次冲击发生在7108面后方68 m 的7110材料道。冲击发生时,在冲击点附近 40 m 范围内,煤体被挤入巷道内达 40 m ,破坏范围达 70 m 。这次冲击发生在7108面的来压过程中,从发生位置看,正处于不能回采的煤柱位置,且正好受多条巷道应力集中的影响。因此,可以认为,这次冲击主要是采动应力叠加造成的。

2.事故之二

图 1-3为1993年5月 25日发生在7125材料道的冲击矿压位置示意图。在冲击矿压发生区域,巷道底臌严重,使巷道明显变形。此次破坏范围达80 m ,破坏最为严重区域距工作面只有 14 m 。这次冲击发生的主要原因是:①7123面开采结束时间较短,其顶板仍处于活动过程中,特别是临近7123面的7125材料道正处干顶板活动影响范围之内。②7125面煤层及顶板坚硬且性脆,具有积蓄大量弹性能的能力。③冲击发生点正处于7125面前方支承压力显著影响范围之内,使得煤(岩)体的应力更加集中。因而,可以认为是由于冲击点附近煤岩体的高度应力集中及7123面顶板活动的共同作用,发生了本次冲击矿压。

3.事故之三

图 1-4为 1995年8月 18日发生在7202材料道的冲击矿压位置示意图。在超前工作面2~58 m 的范围内,煤壁大范围片帮,煤被从煤体中抛出。在超前工作面 20~40 m 的范围内的支柱被推倒,设备被移动或震翻。冲击发生在工作面前方支承压力影响范围内,同时冲击位置处于斜穿的联络巷附近。可以认为,这次冲击主要是由于应力过度集中和采动影响造成的。

4.事故之四

图1-5为1995年12月25日发生在7202材料道与工作面的冲击矿压位置示意图。这次冲击发生后的明显特征是冲击区域煤壁片帮严重,煤层与顶板岩层间出明显的离层,且顶板完好无损。冲击区域处于断层附近,且由工作面和材料道及联络巷构成了三角形煤柱,使该区域的应力集中程度要高于正常区域。同时,由于工作面采空区顶板岩层的断裂,诱发了本次冲击矿压。

二、唐山矿冲击矿压实例

图1-3 1993.05.25 冲击矿压发生区

图1-2 1992.2.24冲击矿压发生区

开滦矿务局唐山矿五煤层为冲击矿压危险煤层,煤厚1~2m,倾角平均10°,顶板为砂岩。采用走向长壁垮落法开采。例如五煤层的5257工作面,临近收尾时已是四面采空,为回收14组自移式液压支架进行巷道准备,在套棚过程中触发冲击矿压(图1-6)。40 m范围内巷道金属摩擦支柱全部折断,巷道底臌1m多。唐

山矿冲击矿压发生位置有以下几种情况:在采面两侧的回采巷道或前方边眼中;在回采工作面中;在煤柱下方的岩石大巷中(图1-7) 。冲击矿压多为突然发生。发生时伴有强烈声响,震动和冲击波。可使煤岩瞬间破坏并抛向工作空间,造成粉尘飞扬,支架严重压缩变形以致损坏,巷道底板及其轨道隆起,

设备搬移,巷道堵塞。

三、天池煤矿冲击矿压实例

天池煤矿冲击矿压大多发生在煤田构造应力较大的次一级向背斜构造带中(约占68%)以及局部地质异常地带,如底板凸起部,顶板小断层,煤层厚度倾角突变处,煤层分岔、变薄和尖灭处等。约占总数40%的冲击矿压属于构造型冲击矿压。其中尤以编号为8、15、21、23和26等5次冲击矿压,是在远离采空区的原煤掘进巷道中发生的,完全不受回采和巷道交岔重叠等人为因素影响。

之所以发生是因为它们处于较图1-6 唐山矿5257工作面冲击矿压示意图

图1-8 典型构造型冲击矿压a—次级向斜翼部薄化带并有底版凸起的局部异常;

b—次级向斜轴部遇小断褶并有煤层由厚变薄的局部异常

图1-5 1995.12.25 冲击矿压发生区

图1-4 1995.08.18 冲击矿压发生区

图1-7 唐山矿冲击矿压发生位置情况a—回采巷道中冲击;b—在回采工作面冲击;

c—在水平大巷发生冲击矿压

大构造应力的白果树向斜构造带,强大的构造应力作用是其发生的直接原因。典型的构造型冲击矿压如图1-8所示。

四、台吉矿冲击矿压实例

台吉矿的岩爆发生在岩巷工作面的迎头、顶板和两帮。发出“劈裂”的声响效应,同时伴随着大量岩石崩落和弹射。例如-700m 水平西一上山,位于煤层底板砾岩层中。掘进时由于断层影响穿入凝灰质砂岩、砂质页岩层,并有一段沿两种岩层交界面掘进。在掘进过程中共发生9次岩爆。岩爆主要显现为由岩体深处发出劈裂声,

由远而近,由弱而强,连续作响,最后

汇成巨大声响,声似“闪雷”或“爆破”,

数百米外都可听到。伴随声响巷道右侧

上帮大量岩石弹落和崩坍,造成砸伤埋

人事故,巷道破坏成不规则状(图1-9)。

岩爆主要是在砂岩层、凝灰质砂岩层、砾岩层、凝灰质砾岩层中掘进巷道时发

生。

五、前苏联的实例

前苏联的冲击矿压主要发生在厚度0.5m 到15~20m ,不同变质程度、不同地质破坏和不同瓦斯涌出量的各种倾角的烟煤到褐煤所有煤种。煤层顶板多数情况下为坚硬厚层砂岩,但也有一些煤田是较破碎的顶板。总而言之,发生冲击矿压煤层的矿山地质和开采技术条件是多种多样的,值得提到的是,第一次出现冲击矿压的基泽尔煤

田,该煤田的特点是煤的强度大,弹性高,

顶板是厚层坚硬的石英砂岩。岩体受到强

烈的构造破坏。冲击矿压在开采工作的不

同发展阶段上以不同的型式出现。无论是

沿煤层掘进的巷道,还是在顶底板岩层中

掘进的巷道,都可能发生冲击矿压。在煤

层中的巷道里也会发生使顶底板围岩同时

遭到破坏的冲击矿压。在煤层的边缘部分

以及在煤柱中也会出现冲击矿压。图1-10为基泽尔煤田乌里茨矿回收平巷上部煤柱时发生冲击矿压的示意图。发生时,回收煤柱的工作面比下水平的回采工作面滞后几米。冲击时伴有尖锐的声响,形成大量煤尘,同时周围岩体发生了强烈的震动。在40m 长的一段平巷内堵满了上方煤柱中突出和滚落下来的煤,平巷支架也遭到破坏。进行爆破作业的煤柱几乎完全被破坏,它和顶板之间形成了0.3~0.4m 高的裂缝。与其相邻的两个煤柱也部分地遭到破坏。在被破坏的煤柱中出现了许多裂隙,能很容易地用手扒下煤块,且煤块呈光滑闪亮的透镜状。

六、德国的实例

图1-11为1978年4月10日瓦海姆层采面超前顺槽的一次冲击矿压示意图。冲击地点深 1077 m ,煤厚 1.7~1.8 m ,煤层上部为厚达35 m 的砂岩层。顺槽超前采面45 m ,采用爆破法掘进,断面 18 m 2,拱型支架支护。采面正在从上部 50 m 的路易斯层煤柱压力影响区(图中阴影区)向外推进。在事故发生时,巷道两侧的煤在长 30 m 的范围内从两帮向中间推出,断面宽度最窄处只剩 1.5m 。

图1-9 岩爆造成巷道断面破坏情况

a —凝灰质砂岩中;

b —在砾岩层中;

c —在两种岩层交界面中 1—岩爆后界面;2—掘进断面

图1-10 回收煤柱发生冲击矿压示意图

瓦斯释放量达 2000 m 3,无瓦斯突出迹象。结果造成 6人重伤。

第二章 冲击矿压发生的机理

第一节 冲击倾向性鉴定

一、弹性变形能

冲击矿压的巨大破坏性在于煤岩体瞬间释放出大量的能量。由于在外力作用下岩体发生体积和形状变化,所以岩体内的弹性能分为由于体积变化和由于形状变化而形成的弹性能,分别称为体变弹性能和形变弹性能。从能量转化的角度来看,冲击矿压的孕育和发生过程就是能量的积聚和突然释放过程。

二、冲击倾向

煤层冲击是冲击矿压的最常见的显现形式。发生冲击矿压的煤体一般都具有一定的物理力学特性,决定其积聚能量并产生冲击破坏的能力,这种能力可称之为冲击倾向,是煤的固有属性。 煤的冲击倾向可以通过试验指标加以度量。以下为三种较重要的指标。

1. 煤样动态破坏时间

在常规单轴压缩试验条件下,煤试件从极限强度到完全破坏所经历的瞬态延续时间称为煤样动态破坏时间。冲击矿压之所以成为一种灾害,不仅在于煤体破坏释放出的能量非常大,而目在于煤体冲击破坏的过程短暂。显然,破坏过程的长短是能量积聚与耗散动态特征的综合反映。因此,煤样的动态破坏时间可以衡量冲击倾向的程度。

2.弹性能指数W ET

弹性能指数W ET 是单位体积的煤破坏前在受力过程中所储存的弹性变形能与消耗的能量的比值。显然,煤受力后所消耗的能量越少,而储存的能量越多。它发生冲击矿压的可能性越大。因此,弹性能指数的大小反映了煤层的冲击倾向性。

3.冲击能指数K

为了定量地表达冲击倾向的强弱,可以从I 类全应力-应变曲线中取峰值强度前后的面积之比作为鉴别指标,称为冲击能系数K

,它直观地反映了蓄能和耗能情况。显然,如果煤的破坏所需要

图1-11 德国煤矿超前风巷的冲击矿压实例

的能量越多,而它破坏时所消耗的能量越少,则这种煤越容易发生冲击矿压。

第二节冲击矿压机理研究概述

冲击矿压发生机理的研究始于南非对金属矿岩爆问题的研究。早期的冲击矿压强度理论,基于当时的力学水平和实际观测,主要着眼于煤岩体的破坏原因,认为当井巷和采场周围产生应力集中,应力达到煤岩极限强度时,岩层发生突然破坏,形成冲击矿压。在强度理论指导下,采取的降低应力集中措施,促进了冲击矿压的防治工作。然而,实际上井巷和采场周围煤岩体经常出现局部超过其强度的现象,但并不发生冲击矿压。这说明应力达到极限强度,只是煤岩开始破坏的条件,而不是冲击破坏的条件。

60年代中期,库克等在总结南非防治冲击矿压经验的基础上,根据冲击矿压发生时引起的地震和破坏,并猛烈抛出岩石等动力现象的事实,认为发生冲击矿压需要大量能量。而且这样大的能量远远超过被破坏岩体原储存的变形能,所以围岩必然也参与释放能量。他们提出了随着采掘范围的不断扩大,“矿体-围岩”系统在其力学平衡状态破坏时所释放的能量大于消耗的能量时就发生冲击矿压的理论。由于是从能量转换角度建立的冲击矿压发生理论,所以称能量理论。能量理论为冲击矿压防治提出了采取降低“矿体-围岩”系统破坏时所释放的能量和增加消耗的能量,以避免或减缓冲击矿压危害的新途径。不过能量理论虽然说明了冲击矿压是在“矿体-围岩”系统力学平衡状态破坏时,释放的能量大于消耗的能量时发生,但没有说明力学平衡状态的性质及其破坏的条件,特别是围岩释放能量的条件,所以也是不够完善的。

刚性试验机问世以后,库克等根据用普通试验机试验时试件猛烈破坏,而用刚性试验机试验时则破坏并不猛烈,且可以得到应力应变全过程曲线,追其原因是试验机的刚度大于试件的刚度。把矿柱与围岩的关系比拟为试件与试验机的关系,把矿柱中发生的冲击矿压解释为围岩的刚度小于矿柱的刚度。70年代布莱克将其普遍化,并用于分析冲击矿压问题,把矿体视为矿山结构,把围岩视为矿山负荷系统,提出了矿山结构的刚度大于矿山负荷系统的刚度是产生冲击矿压的必要条件。1984年佩图霍夫在他提出的冲击矿压发生理论中也引入了刚度条件,但他把矿山结构的刚度明确为达到极限强度后的应力应变曲线下降段的刚度。这种理论称刚度理论。事实上,这只是冲击矿压发生的必要条件,还要有充分条件,而布莱克并没有说明。

冲击矿压的发生不仅与外部条件有关,而且与煤岩本身的物理力学性质有关。国内外学者进行了大量试验研究,以寻求一种或一组指标来衡量煤岩介质产生冲击式破坏的能力。这种能力称之为冲击倾向,是煤岩介质的固有属性,产生冲击矿压的内在因素,因此称其为冲击倾向理论。

基于上述理论的局限性,而后提出把不同理论的判别准则组合在一起作为冲击矿压发生理论的所谓组合理论。国内外学者都在这方面进行过尝试。例如强度理论缺乏冲击矿压发生的充分条件,能量理论缺乏必要条件。把它们组合在一起可以互相补充,并视强度准则为煤岩的破坏准则,是冲击矿压发生的必要条件;视能量准则和冲击倾向度准则为煤岩突然破坏准则,是冲击矿压发生的充分条件。根据已揭示的煤岩变形破坏机理,矿体承受的应力达到极限强度即开始破坏。在“矿体-围岩”组成的系统无外力做功的条件下,矿体与围岩相互作用。由于矿体应力已超过强度,其承载能力随变形增大而降低,导致围岩卸载和释放能量。当释放能量大于所消耗的能量时,破坏过程将加速进行,直至发生冲击式破坏,即形成冲击矿压。

随着刚性试验机和伺服控制试验机等现代测试技术的发展和应用,对煤岩变形破坏机理有了更多的了解,认识到煤岩的突然破坏是破裂的失稳形式。1983年以后,国内外许多学者把冲击矿压视为力学的失稳现象进行论述,从煤岩破坏机理出发,提出冲击矿压失稳理论。认为采掘造成应力集中,部分煤岩体因进入极限强度后变形而具有应变软化性质。其周围煤岩体因尚未进入极限强度后变形,力学性质还不具有应变软化性质,导致原来的煤岩系统变成由两种不同性质介质组成的新系

统。当系统处于非稳定状态时,在外界扰动下将发生失稳破坏。当失稳过程中系统释放的能量大于消耗的能量时,多余的能量转化为动能而引起冲击矿压。从煤岩破裂角度看,进入强度后期的煤岩已开始出现宏观裂隙,当系统处于非稳定状态时,裂缝发生失稳扩展,所释放的能量远大于所消耗的能量时,发生冲击矿压。

第三章冲击矿压的影响因素

我国煤矿冲击矿压具有的突出特点:

(1)冲击类型多种多样:我国煤矿冲击矿压一般表现为煤爆。在台吉矿、大台矿等部分煤矿以及金属矿、铁路和水电工程隧道中发生了岩爆现象。在煤矿,冲击矿压以煤层冲击最常见,也有顶板冲击和底板冲击。房山矿发生了底板突然鼓起并开裂形成5cm宽裂缝的底板冲击。在煤层冲击中多数表现为破碎煤块从煤壁抛出,也有极个别情况表现为数十立方米的矿体整体滑动冲击。

(2)发生条件极为复杂:统而论之,我国煤矿发生冲击矿压的典型条件为:开始发生冲击矿压的始发深度200~600m,煤的单轴抗压强度10~30MPa,煤层厚度2~4m,顶板一般为厚10~40m 的坚硬砂岩,单轴抗压强度130~190MPa ,在岛形或半岛形煤柱以及向斜轴部,断层等地质构造带冲击危险性更大。我国已发生冲击矿压的实际条件极为复杂。在自然条件上,除褐煤以外的各煤种都记录到冲击现象,采深从200~1000m,地质构造从简单到复杂,煤层从薄层到特厚层,煤层倾角从水采到急倾斜,顶板包括砂岩、灰岩、油母页岩等都发生了冲击矿压;从生产技术条件上看,不论水采、早采,各种采煤方法都出现了冲击矿压现象。

(3)发展趋势渐趋严重:我国煤矿发生冲击矿压的矿井数量逐年增多,灾害程度逐渐严重。随着开采深度的增加和开采范围的扩大,近年来,虽然采取了不少措施,但冲击矿压次数并未明显减少。根据粗略统计,共发生破坏性冲击矿压2000余次,伤亡几百人,破坏生产巷道近20km。冲击矿压危害主要是冲击波和强烈震动,造成冒顶、片帮、支架折损、堵塞巷道、摧毁设施、人员碰伤和窒息、生产被迫停顿。陶庄矿发生的3.8级冲击矿压属我国冲击强度最高震级;门头沟矿1985年3月至5月平均月冲击160次,属我国冲击频度最高记录;城子矿一次冲击矿压伤亡34人,属我国冲击矿压造成伤亡最惨重者。

随着我国煤炭生产的发展,矿井开采深度增加,伴随而来的是冲击矿压造成的灾害必将日趋严重。所以有必要探讨发生冲击矿压的影响因素,以便有针对性地采取预测预报和预防措施。

第一节自然地质条件

我国主要矿井发生冲击的临界深度为200~700m,煤层以水平至倾斜的中厚和厚煤层较多。煤质较硬,具有较高的弹性和脆性。煤层顶板以坚硬砂岩为主,其次为页岩和灰岩。绝大部分为地质构造中等或较复杂,构造简单时发生冲击矿压的占少数。

国外,特别是前苏联发生冲击矿压矿井的自然地质条件与我国差不多。煤层由缓倾斜煤层到急倾斜煤层,厚度由薄煤层到特厚煤层(15~20m),煤种由烟煤到褐煤都发生了冲击矿压。波兰煤矿的冲击矿压始发深度为200m,发生冲击矿压最多的是4~8m厚的煤层,厚度小于1m的煤层未发生过冲击矿压。煤层坚硬且暗煤占优势,包含大量暗煤,亮暗煤成分组成的煤层冲击性最强。煤层老顶是厚层砂岩或其它坚硬岩层,底板也是坚硬岩层,地质构造(断层、褶曲)对冲击矿压有影响,在向斜轴部和断层下盘易发生冲击矿压。德国煤矿冲击矿压的始发深度为300~400m,主要发生在厚度1~6m的缓倾斜煤层中,且大多数发生在地质破坏少的区域。煤层顶底板绝大多数是厚层砂岩

或其它坚硬岩层。他们进行的系统分析后认为,煤层发生冲击矿压的条件是:煤层的开采深度至少250m,顶底板是厚层坚硬岩层;顶板能弯曲、快速传递应力,造成煤壁附近高度应力集中;煤层与顶底板牢固粘结,超过这个粘结阻力煤层开始移动。但这种移动要引起冲击矿压还必须满足以下条件:煤层强度和煤层与预底板相互粘结力的突然迅速降低或起润滑剂作用的物质增加或软弱夹层的存在以及煤层具有积蓄大量弹性能的性质。法国普罗旺斯矿在厚度2.5m的褐煤层中发生了冲击矿压,煤层顶底板均为厚而坚硬的石灰岩。美国煤矿开采深度不大就发生冲击矿压,主要根源可能是采用房柱式开采法遗留的煤柱和残柱区。但自然地质条件仍具有煤层是缓倾斜,厚度4.7~7m,顶底板是厚层坚硬砂岩,存在断层等地质构造的影响等。

统观国内外冲击矿压影响因素,主要的自然地质因素有:

煤层性质:包括煤的冲击倾向、煤的强度、弹性和脆性等力学性质;煤的厚度、埋藏深度以及煤的含水率、孔隙度、煤层结构等物理性质。

煤层顶底板性质:赋存的坚硬岩层的厚度、强度、冲击倾向与煤层的粘结程度等。

地质构造:褶曲构造(向斜、背斜)和断裂构造(断层、节理)情况,局部地应力异常,煤层厚度和倾角的突然变化等。

1.煤(岩)性质

煤(岩)的物理力学性质是发生冲击矿压的内因。煤岩的弹性、脆性和冲击倾向是关键因素。一方面能把发生冲击矿压所需的大量能量储存起来,另一方面又能发生脆性破坏,并瞬间释放弹性能。

我国主要冲击矿压矿井的煤层力学性质如表3-1所示。

冲击矿压发生的必要条件是积聚较多的弹性能,所以弹性大、脆性大是冲击危险煤层的基本特征。

沉积岩具有孔隙多,裂隙发育的特点,因而能够吸收水分。煤岩一经湿润,减弱了内部颗粒间的粘结力,增加了塑性,改变了原来的弹性性质。因此煤岩含水量增加,冲击危险就减少。

煤厚对发生冲击矿压也有影响。据波兰1952~1957年的统计资料,厚4~6m的煤层比在厚l~2m的发生冲击矿压的次数大6倍。不过其中也有采煤方法等因素的影响。我国抚顺矿区的煤层特别厚,虽然顶板为几百米的油页岩、绿色页岩和松软的冲积层等软岩层,也同样发生冲击矿压。

纵观国内外发生冲击矿压的煤层物理力学性质,其共同特征是:煤质脆而硬,天然含水率低(1%~3%),单轴抗压强度ζc=10~30 MPa,一般高于20MPa,弹性模量E=(2~9)×103MPa,一般大于3×103MPa,泊松比(横向变形系数)μ=0.2~0.3,粘结力C=3~8MPa,内摩擦角φ=35°~

40°,孔隙率n=5%~10%。然而对于发生冲击矿压的最重要的力学性质,是在其受压破坏前的全部变形中的弹性变形部分所占比重很大,而塑性变形少。试验研究结果表明,有冲击矿压危险的煤层,在其破坏前全部变形中,弹性变形占总变形的50%~80%,而无冲击矿压危险的煤层则只占20%~50%。有冲击矿压危险的煤层还表现出强烈的脆性,即在破坏前主要为弹性变形,它可以在经过一段时间之后没有明显塑性变形的迹象而突然破坏。

煤层具有冲击倾向性是发生冲击矿压的必要条件。大量的试验研究和生产实践表明,发生冲击矿压的煤层具有突然破坏并瞬间释放大量弹性变形能的能力,而且各类煤层的储能和发生突然破坏的能力是不同的。往往同一矿井,甚至同一采区,在几乎相同的自然地质和开采技术条件下,有的煤层发生冲击矿压,有的不发生。这种煤的冲击倾向是煤的固有属性,是受强度超过后的动力破坏过程中,能够积蓄和突然释放弹性变形能的岩相学结构控制的。

2.围岩性质

围岩性质主要是顶板岩性和厚度及其在煤层开采后的可冒性,是影响冲击矿压的重要因素。特别对老顶是厚层砂岩或其它坚硬岩层,底板也是坚硬岩层结构的冲击危险煤层更具冲击危险性。厚层坚硬顶板的悬露下沉首先表现为煤层的缓慢加压或压缩,经过一段时间后可以集中在一天或几天的突然下沉,载荷极快上升达到很大的值。在悬露面积很大时,不仅本身弯曲积蓄变形能,而且在附近地层中(特别是老顶折断处)形成支承压力。当老顶折断时还会造成附加载荷,并传递到煤层上,通过煤层破坏释放变形能(包括位能),产生强烈的岩层震动引起冲击矿压,而且底板也参与冲击矿压的显现。我国煤矿大多数冲击矿压矿井的煤层顶板都十分坚硬,伪项或直接顶较薄甚至没有。典型顶板特征列于表3-2中。

北京矿务局门头沟矿和房山矿、大同矿务局忻州窑矿、枣庄矿务局陶庄矿等矿井的煤层都具有十分坚硬的厚层砂岩顶板,采后形成大面积悬顶板,是发生冲击矿压的典型顶板条件。门头沟矿根据顶板等厚线图,综合大量冲击矿压统计材料所作的分析表明,砂岩老顶厚度从5m到25m均有冲击矿压发生,但从趋势上看,绝大部分发生在5~20m厚度内,而且在此范围内冲击次数随砂岩厚度增加而减少。说明发生冲击矿压的顶板厚度有个范围,小于下限厚度或大于上限厚度都不易形成冲击。其原因可能是厚度太小,顶板随采随冒,难于形成较高的应力集中;厚度过大,尽管开采后可以形成大面积悬顶,但在一定条件下(例如刀柱支撑)顶板岩层的能量积蓄和释放条件差,也不易形成冲击矿压。大同忻州窑矿冲击矿压事故发生区的顶板大部分为厚层整体砂岩,从已发生的35次冲击矿压区段的顶板来看,其中粗粒砂岩的20次,占57%,细砂岩顶板的10次,占28.6%。

表3-2 顶板岩石物理力学特性

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

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。

节能减排培训讲义

随着现代社会的飞速发展,人们日益增长的物质和文化的需要越来越大,人们的衣食住行无一不不关系着社会资源的利用和消耗,能源的大量消耗使得环境污染日益严重,如今一些不可再生能源却日趋贫乏,如石油、天然气、煤等矿产资源会在不远的将来开采一空,在没有找到可替代能源之前,节能降耗已成为当今社会的主要议题之一,党中央、国务院高度重视节能降耗,大力宣传和推广节能降耗工作,这不仅是为了能源的充分利用,而且也是为了降低环境污染。 我们每一个人都是能源的利用和消耗者,我们的日常生活和工作无不在利用和消耗能源,如果我们在日常生活和工作中能做到节能降耗为己任,那么我们就能为社会、为国家、为企业节约一份能源,减少一份污染。 面我就为大家介绍一些节能减排的知识:节约用水 水,并不是取之不尽,用之不竭的,节约水,我们要从身边的每一件 事做起,从生活的点点滴滴做起。一滴水,微不足道。但是不停地滴起来,数量就很可观了。据测定,"滴水"在1个小时里可以浪费到公斤水;月里可集到吨 1个水。这些水量,足可以供给一个人的生活所需。可见,一点一滴的浪费都是不 应该有的。至于连续成线的小水流,每小时可集水17 公斤,每月可集水12吨;哗哗响的"大水" ,每小时可集水670 公斤,每月可集水482 吨。可见,节约用水要从点滴做起。 节水方法:1、随手关闭水龙头

2、一水多用 3、使用节水型水具 4、管理维护号输水管道。 节约用电 电能是日常生活必不可少的能源,如今伴随着科技的日益进步,电子产品越来越多地出现在我们的日常生活中,这一方面有利于促进人们生活 水平的提高,然而另一方面我们应该看到因此带来的电能消耗。因此日常 生活中节约用电意义重大。以下就是关于日常办公生活节约用电的一点建议。 1、35KV电压等级的各类用电电价组成 A 35KV电压等级大工业用电平水期平段电价(不含基本电价) B、35KV电压等级中小化肥用电平水期平段电价(不含基本电价) C 35KV电压等级非居民照明用电平水期平段电价(即办公用电)

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

团队精神培训讲义

团队精神培训讲义 一、培训目标 让员工明确团队精神的重要性,加强团队建设观念,培养团队合作能力 二、培训内容 从明确奋斗目标到遵守组织纪律性到加强沟通建立信任再到双赢过程的逐一讲解。 三、培训对象 企宣部、行政部、研发部、财务部 四、培训形式 面授,游戏,讨论。 五、培训讲师 刘峥 六、培训进度和学时安排 2010年4月14日(星期三)下午13:30--14:10 七、培训具体内容 (一)何为团队? 团队与群体的不同(图例) 团队:其重要特点是团队内成员间在心理上有一定的联系,彼此之间发生相互影响。 (二)何为团队精神? 奉献诚信感恩尊重协作

(三)如何建设团队精神? 1.共同的奋斗目标 企业使命——全力投身环保事业 用卓越的科技改善人类生存的环境 让产品价值、企业价值得到充分的展现 经营目标——挺起环保产业之脊梁,树立经典品牌之形象 部门目标——各负其责,团结合作,共同努力完成各项任务 2.有组织纪律性 英国科学家做过一个有趣的实验,他们把一盘点燃的蚊香放进一个蚁巢里。蚊香的火光与烟雾使惊恐的蚂蚁乱作一团,但片刻之后,蚁群开始变得镇定起来了,开始有蚂蚁向火光冲去,并向燃烧的蚊香喷出蚁酸。随即,越来越多的蚂蚁冲向火光,喷出蚁酸。一只小小的蚂蚁喷出的蚁酸是有限的,因此,许多冲锋的“勇士”葬身在了火光中。但更多的蚂蚁踏着死去蚂蚁的尸身冲向了火光。过了不到一分钟的时间,蚊香的火被扑灭了。在这场灾难中存活下来的蚂蚁们立即将献身火海的“战友”的尸体转运到附近的空地摆放好,在上面盖上一层薄土,以示安葬和哀悼。 对于蚂蚁这样一个弱小的物种来说,任何一个个体面对类似的灾难都是无能为力的。甚至是一个数量很大的蚂蚁群体,在无组织、无秩序的情况下来应对这样的灾难,其结果也只能是全军覆没。可蚂蚁恰恰是一种组织性、秩序性很强的物种,它们依据自己的规则和方式,组成一个战斗力极强的团体,以应对生存过程中的一切事务。同时也看出了蚂蚁为了自己的团体敢于牺牲,甘于奉献,懂得服从,有效的执行力。 我们应严格遵守公司的劳动纪律,做到不迟到不早退,注意自己的仪容仪表,努力工作,应严格执行上级指令,甘于奉献,竭尽全力为公司服务,学习蚂蚁精神! 3.相互沟通,相互信任 撕纸游戏:1、给每位学员发一张纸 2、培训师发出单项指令:—大家闭上眼睛—全过程不许问问题—把纸对折—再对折—再对折—把右上角撕下来,转180度,把左上角也撕下来—睁开眼睛,把纸打开培训师会发现各种答

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

国土资源法规知识培训讲义

国土资源法规知识培训讲义 各位领导、同志们: 非常感谢镇党委、政府能够给我这次机会与大家一起学习和研讨国土资源法律法规知识,这既体现了镇党委、政府对国土资源工作的重视和关心,也体现了镇党委、政府对我所工作的支持和鼓励,由于国土资源法律法规知识点多,内容庞杂,加之我个人能力有限,我只能就我们经常用到的四个方面与大家一起做一探讨,不对之处还请批评指正。 一、国土资源的概念国土资源是国家主权管辖范围内全部自然资源的总称。主要包括土地资源、矿产资源、海洋资源、水资源、气候资源、生物资源、自然景观资源等。 土地用途分类:农用地、建设用地、未利用地 二、国土资源的法律法规体系 1、宪法:《宪法》第九条“矿藏、水流、森林、山岭、草原、荒地、滩涂等自然资源,都属于国家所有,即全民所有;由法律规定属于集体所有的森林和山岭、草原、荒地、滩涂除外。国家保障自然资源的合理利用,保护珍贵的动物和植物。禁止任何组织或者个人用任何手段侵占或者破坏自然资源。”、第十条“城市的土地属于国家所有。农村和城市郊区的土地,除由法律规定属于国家所有的以外,属于集体所有;宅基地和自留地、自留山,也属于集体所有。”、第十三条“公民的合法的私有财产不受侵犯。国家依照法律规定保护公民的私有财产权和继承权。国家为了公共利益的需要,可以依照法律规定对公民的私有财产实行征收或者征用并给予补偿”。 2、法律:①《土地管理法》、②《城市房地产管理法》③《矿产资源法》④《物权法》 3、法规:《土地管理法实施条例》、《实施土地管理法办法》、《基本农田保护条例》、《地质灾害防治条例》、《矿产资源法实施细则》、《矿产资源勘察区块登记管理办法》、《矿产资源开采登记管理办法》、《探矿权采矿权转让管理办法》等。 4、规章 三、我国国土资源的管理体制国家、省、市、县、中心所五级管理,省以下上级国土资源部门除对下级业务领导外,其党委(党组)还要对下级领导干部进行管理。 土地管理工作 一、、土地资源管理的政策和制度 (一)、土地基本国策:十分珍惜和合理利用每寸土地,切实保护耕地,是我国必须长期坚持的一项基本国策。 (二)、耕地保护制度: 1、耕地是指种植农作物的土地,包括熟地、新开发整理复垦地、休闲地、轮歇地、草田轮作地;以种植农作物为主,间有零星果树、桑树或其他树木的土地;平均每年能收获一季的已垦滩地和海涂。耕地还包括南方宽小于 1 米、北方宽小于 2米的沟渠、路和田埂。 2、耕地保护是指运用法律、行政、经济、技术等手段和措施,对耕地的数量和质量进行保护。 3、耕地保护的责任 ①《国务院关于加强土地调控有关问题的通知》(国发[ 2006] 31号文件规定“地方

团队精神的心得体会5篇

通过学习和研究团队精神,使我们大家深受教育和鼓舞,团队精神就是新时期的一种集体主义的升华和集体主义内容的扩展,我们在工作的分工与合作就是离不开团队精神的支撑,没有团队精神的支撑就很难有我们各项工作的顺利开展,总之,团队精神就是新时期团结力和凝聚力的所在。 一、我们珍惜集体的荣誉,珍视集体的利益,以单位为家的忘我的工作作风就是团队精神的再现,我们提出的志同道合的口号就是团队精神的具体表现,没有一个共同的工作目标一切都很难实现,集体主义的具体表现就是团队精神,在我们工作中离不开团队精神的指引,团队离不开一个同一的领导和同一的指挥,才能保证团队的顺利工作和工作成绩的取得,这就是团队精神的巨大的作用,在我们不同的历史时期,团队精神发挥了不同的作用,有一点是可以值得大家重视的就是,在凝聚人心鼓舞士气方面都具有十分重要的作用。团队精神的心得体会我们总结了一下团队精神的实质就是一个单位或者一个组织的凝聚力的所在。团队精神要想工作中产生积极的影响,离不开一、团队价值趋向的定义,一个团队的前进方向和努力的方向。 二、团队荣誉的拥有力和团队成员的战斗力,实质就是团队提高团队成员的综合素质。 三、团队精神要靠一个统一正确的领导才能发挥重要的作用。团队精神是一个单位产生强大凝聚力的所在。 团队精神是团队成员共同认可的一种集体意识,是团队成员理想信念的体现,具有凝聚力和号召力,树立团队精神,以实现目标为共同愿望,首先要统一思想,同心同战,配合默契,分工合作,能设身处地为他人着想,齐心协力,在集体奋斗中发挥个人才智,拧成一股绳,推动团队前进,培养团队精神,增强凝聚力,消除内部损耗,居安思危,形成团队优势,从而发挥整体效能。 团队,不仅仅是一个集体,而是由一些具有共同信念的员工为达到共同目标而组织起来的。在团队中,人们可以获得和使用更多的不可言传的知识,价值观念和文化特质,它们往往是决定命运的东西,团队成员之间有着相同或相近的态度和价值取向,通过沟通和交流,能够善意地协调、默契协作、互补互助。 同时我们每一个人都是团队中的一份子,我们的利益与团体惜惜相关,互相影响,也许一个不经意的错误就有可能导致全体的失败,这就要求团队中的每一个成员要关心团队、忠诚于团队,在团队中学习和提高,保持目标、方法的高度一致,勇于进取,敢于负责,甘于奉献,为团队的发展创造最大的价值。信任在团队中起着至关重要的作用,是将团队成员联系在一起了“强力剂”,团队成员之间要高度信任,彼此之间以诚相待,互相尊重,互相理解,互相支持,经常沟通,对存在的歧义认真去探讨、分析,提出合理的建议,杜绝以自我为中心,自我感觉,而不感受队友、同事的想法。在沟通过程中讲究沟通的技巧、沟通的方法,要让所有的队员明白你的意图和你所要表达的效果,以及怎样去表达等等, 1、团队是企业发展的根源,没有最好的个人只有最好的团队,一个团队首先要有凝聚力才能有战斗力。 2、无论是在工做中还是在生活中要有责任感,要勇于承担责任

冲击矿压现象及特征

1.1.1 冲击矿压现象及特征 冲击矿压是压力超过煤者体的强度极限,聚积在巷道周围煤岩体中的能量突然释放,在井巷发生爆炸性事故、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。 对于冲击矿压现象,世界各国,以及不同的行业,其称谓是不一样的,常见的有“岩爆”、“煤爆”、“冲击矿压”、“矿山冲击”、“冲击地压”等。本节课采用“冲击矿压”这个术语。 通常情况下,冲击矿压将直接产生: ①将煤岩动力抛向巷道; ②引起岩体的强烈震动; ③产生强烈声响; ④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突然发生,难于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,像爆炸一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公里甚至几十公里.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,顶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,从后果来看冲击矿压常常造成惨重的人员伤亡和巨大的生产损失。 1.1.2 冲击矿压的分类 根据应力状态、显现强度、发生的地点和位置的不同,冲击矿压有如下几种分类方法。 根据原岩(煤)体应力状态不同,冲击矿压可分为三类(如图1—2所示): (1)重力型冲击矿压。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矿压,如枣庄、抚顺、开滦等矿区发生的冲击矿压属重力型。 (2)构造应力型冲击矿压。若构造应力远远超过岩层自重应力时,主要受构造应力的作用引起的冲击矿压,如北票和天池矿区发生的冲击矿压属于构造应力型。 (3)中间型或重力——构造型冲击矿压。它是受重力和构造应力的共同作用引起的冲击矿压。

团队精神培训心得体会

团队精神培训心得体会 团队精神培训心得体会 体验式培训,讲授的内容不是很多,而且也能记录,所以主要也就记住了团队、活在当下有点印象,其他还是对体验的项目的实际感悟,将感悟写出来,与大家共享,也便于自己经常回顾。 体验之一:“同心杆” 在这个小小的游戏中,我的最大感受有三点: 1)尊重和信任团队的领导,不要有任何怀疑和不满,团队里只能有一个声音。一个声音使团队成员朝着一个目标共同努力,才能最大范围的提高团队的工作效率。对领导的能力和指挥的怀疑会导致团队停滞不前。 2)目标明确之后,作为团队的成员最需要的是做好自己,做好自己的工作,而不是去挑剔和指责别人。每个人停下来挑剔和指责别人的时候,就忘记了自己的工作职责。

3)团队配合中每个成员必须要能提得起、放得下,该提起的时候提不起,工作没有好的开始;该放得下时候放不下那么工作的关键就得不到落实。 体验之二:“承诺” 承诺有两层含义,诺是诺言,承是履行,承诺就是有言必行,说到做到。严格的履行自己的诺言,不是为了别人,而是为了自己,是为了品格和尊严。不管是工作中还是生活中,在承诺之前要想好;承诺之后,就要想尽一切办法去实现。承诺之后就是责任,小到遵守纪律的承诺,大到关键任务的承诺。 结合工作中,我们公司中的遵守诺言的意识太弱了,小到会议纪律的遵守,大到部门职责的履行。很多时候都不能遵守自己的诺言。 体验之三:“风中劲草”。 信任是卓越团队的基础,没有对团队成员的信任,就没有全力以赴的投入和付出。 体验之四:“领袖风采”

很荣幸被大家推选为A组的女队长,虽然三天之后的我还是全身酸痛。在这项活动中,通过实践和教练的引导,我的感触颇深。 在这个活动中首先让我认识到什么是责任。作为领导者,给团队指引方向、分配任务、提升技能和提升士气是最基本的责任。作为领导者,就要担当团 队的成果,失败是第一责任人,成功时要与团队成员共享劳动果实。 作为团队的成员,就是履行自己的工作职责,想尽一切办法提高工作效率,维持工作成果,不折不扣地执行。 团队的士气决定了团队的战斗力,决定了团队能不能走向胜利。当我背对我们的队员,在队员在回答教练的问题“A组的队员准备好了没有”和“A组的队员有没有必胜的决心”时,我就能判定我们的小组能不能胜利,因为从他们的气势上我就知道队员有没有全身心的投入,有没有全力以赴的决心。 我们可以输给对手,但不能输给我们自己。我们很多时候输了,不是因为我们真的技不如人,而是因为我们没有斗志,没有重视或者不严谨,自己把胜利拱手让人。

有关团队精神的实习心得

有关团队精神的实习心得 关于学干意识及团队精神心得 经过短暂的学干意识及团队精神培训,使我在生活学习中更体会、领悟团队精神,察觉和转化自己的生活学习态度,改变不良习惯,打破定式思维,发挥创造能力,意识到“挑战潜能、突破自我,锻炼意志,敢于担当责任,在困境中求发展,从而塑造一个全新的自我”的重要意义。同时增强了我的的自信心、责任感以及合作精神,从而提高我在团队协作意识和集体荣誉感。 学校是一个大的团队,一个班级,一个小组都是一个团队,在很多方面都是需要具备团队精神。在同学之间的和谐相处,社团里的协同合作,运动队中的勇猛拼搏,无一不需要具备这种团队精神。当每个同学付出汗水和智慧,共同为自己的集体赢得荣誉的时候,他所收获的,不仅仅是付出的快乐,还有从大家团结一致努力拼搏中获得的感动。 当我们的社会一步一步走向现代化,知识和信息的多元化要求有不同个性的专长的人才,层出不穷的意念将赴诸实践,竞争成了选拔人才的必然形式。人们越来越认识到从小培养孩子的竞争意识是促使他们成才的 __。因此在竞争中更注重培养学生的团队精神,首先要巩固他们心中的集体观念,更具体的办法就是尽量让学生参与管理,

让他们在教师的指导和帮助下真正地当家作主。在让学生自我管理的过程中,应注意分工明确、群众监督,力求让集体中的所 有学生都找到自己在集体中的地位,感受到自己在集体中不可或缺的作用。使自己在以后的竞争中立于不败之地,在集体中出类拔萃,成为一名可靠的社会主义的接班人。同时要在思想教育中灌输求同存异的思想。特别现在的学生多数是独生子女,在家里都是被照顾、被包容的。有一些家庭环境比较好或有家庭问题的孩子,由于有优越感或对周围的人缺少信任感,更不容易做到宽容待人,团结同学。在教育过程中,我们必须让学生们认识到集体中各人有各人的长处和缺点,只有取长补短、团结合作才能取得最好的成绩。让集体更具有向心力和凝聚力,让集体中的成员自觉、有效率地合作解决问题,完成问题所带来的工作,这正是团队精神的实质所在。 在文明方面,毕竟文明是我们中华民族的传统美德,我国素有“礼仪之邦”的美誉,自古以来,中华儿女一直将文明礼仪放在相当重要的位置。尤其在会上老师的典例,都使我受益匪浅,懂得许多,了解了以前所不了解的,!总之一个人的举止、表情、谈吐、对人待物等方方面面,都能展示一个人的素质修养,一个单位的整体形象。因此,在平时工作与生活中,我们觉的应着重注重四个方面提高:一是强化自律意识,提高自身服务能力;二是端正思想态度,提高自身道德修

煤矿冲击矿压

煤矿冲击矿压 摘要:冲击矿压作为煤岩动力灾害之一,越来越受到煤矿行业的关注,尤其是随着各个矿井开采深度的增加,冲击矿压现象更是屡见不鲜。对于冲击矿压的监测我们有很多方法,如钻卸法、微震监测技术、声发射技术、电磁辐射技术等等。由于冲击矿压具有突然性、瞬时性、破坏性的特征,对于冲击矿压的发生机理仍没有一个统一的认识,本文从冲击矿压的特征,发生条件以及影响冲击矿压的因素出发,研究了冲击矿压发生机理以及各种监测技术,并提出了自己的理解。 1、问题的提出 冲击矿压作为煤岩动力灾害,有记载的第一次发生于1738年英国南史塔福煤田。200多年来。其危害几乎追布世界各采矿国家。英国、德国、南非、波半、的苏联、捷克、加拿大、日本、法国以及中国等20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。我国最早自1933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、新狡等矿务局部相继发生过冲击矿压现象。目前,我国有近50对矿井累计发生过4000多次冲击矿压,造成数以百计的人负伤,巷道破坏达30多公里。由于冲击矿压有如此巨大的破坏力,造成这么大的经济损失,因此如何预测和防治冲击矿压以及认清冲击矿压发生机理对减轻冲击矿压的破坏具有非常重要的作用。 2、国内外冲击矿压现状 2.1国外现状 冲击矿压是世界采矿业面临的共同问题。1738年英国在世界上首先报道了冲击矿压现象。之后,前苏联、南非、德国、波兰、美国、加拿大、日本、法国、印度、捷克、匈牙利、保加利亚、典地利、新西兰和安哥拉等都记录了冲击矿压。目前,有包括我国在内的20多个国家和地区都有冲击矿压.这一事实表明,世界上几乎所有采矿国家都不同程度地受到冲击矿压的威胁。 煤矿冲击矿压灾害最严重而且防治工作最有成效的国家是前苏联、波兰和德国。 2.1.1前苏联 前苏联的冲击矿认最早于1947年发生在吉谢罗夫矿区。此后共有9个矿区出现了冲击矿压问题: 发生冲击矿压的一般条件是:初始深度为400—1860 m.煤0.5—20m.在各种倾角、各个煤种(包括褐煤)中都记录到冲击矿压现象、多数情况下顶板为坚硬砂岩,也有一些煤田是破碎顶板。开采技术条件涉及到刀柱式或长壁式等开采方法;充填或垮路等顶板管理方法;整层或分层开采情况。 自1951年起,全苏地质力学及矿山测量研究院以及其他研究单位和高等院校等几十个单位配合国家技术监察部门与生产单位一起着手解决煤矿的冲击矿压问题。经过25年的努力,基本上形成了一整套防治冲击矿压的组织管理系统,

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。

冲击矿压

我国冲击矿压典型案例及分析 石 强,潘一山,李英杰 (辽宁工程技术大学力学与工程科学系,辽宁阜新123000) [摘 要] 通过收集大量中国煤矿冲击矿压的各种信息(事故经过、破坏程度、地质环境、工作面概况及图形等),并进行系统分析。将冲击矿压按照失稳原因和工程原因进行分类,每种类型列举一个典型案例。分析结果对于数值计算和采取有效措施预防冲击矿压的发生具有参考价值。 [关键词] 冲击矿压;煤体;顶板;断层;典型案例[中图分类号]TD324 [文献标识码]A [文章编号]1006 6225(2005)02 0013 05 The typical Cases and Analysis of Rockburst in China SH I Q iang ,PAN Y i shan ,LI Y ing ji e (D epart m en t ofM ech an i cs and E ng i neeri ng S ci en ce ,L i aon i ng T echn i calUn i versit y ,Fuxi n 123000,Ch ina) Abstrac t :T hrough co llecti ng a large a m ount of Ch i nese rockbursts 'i n f o r m ati on (the process o f acc i dent ,the deg rees of destroy ,geo log ica l env i ron m ent ,the ove rv i ew o fw orki ng faces and fi gures ,and so on),t h i s paper carries on system ati c ana l y si s .T he rockburst is classified accordi ng t o the causes o f losi ng the steady sta te and pro jec t causes ,each k i nd takes a t yp i ca l case .It has re f e rence va l ue a bout nu m erical ca lcu l ation and tak i ng eff ec ti ve measures to prevent ro ckburst .K ey word s :Ro ckburst ;Co al body;Roo ;f F au lt ;T yp ica l case [收稿日期]2004-09-21 [作者简介]石 强(1980-),男,辽宁丹东人,在读硕士,主要从事煤层气赋存与运移方面研究。 我国冲击矿压主要分布于12省市。1933年抚顺胜利矿最早发生冲击矿压,1960年全国发生冲 击矿压的矿井只有6个,到1990年仅原煤炭部所属煤矿发生冲击矿压的已增加到58个,近几年来已超过100个。 对冲击矿压案例进行统计、整理和系统分析,寻求一定的规律,再通过类比的方法,根据已发生冲击矿压的矿井,预测和研究具有相似地质和工程条件的未知矿井冲击矿压的发展和发生,是一种有效可行的方法。1 冲击矿压的分类 1 1 按失稳原因分类 按照材料失稳原因可将冲击矿压分为3类: (1)煤体压缩型冲击矿压 煤体压缩型冲击矿压是煤体受压缩产生失稳而导致的冲击矿压,包括重力和水平构造应力两种,多发生在厚煤层的采煤工作面和回采巷道中,是煤-岩结构在压性载荷作用下失稳破坏的动力现象。 (2)顶板拉伸型冲击矿压 顶板拉伸型冲击矿压是由于顶板岩石拉伸失稳而产生的冲击矿压。顶板冲击矿压多发生在工作面顶板为坚硬、致密、完整且厚的岩体中。随工作面开采,形成采空区大面积空顶。当采空区悬顶面积达到一定值时,由于 顶板岩石拉伸失稳而引起顶板拉伸型冲击矿压。(3)断层错动型冲击矿压 断层错动型冲击矿压是由于断层围岩体剪切失稳造成的冲击矿压。断层冲击矿压发生在采掘活动接近断层时,受采矿活动影响而使断层突然破裂错动。1 2 按工程原因分类 按冲击矿压发生的工程原因,可将冲击矿压分为:孤岛(立)煤柱、相邻上下层影响、向斜和背斜、变夹或变薄带、同向或相向开采、坚硬顶板、巨厚岩层、初次来压和周期来压、断层附近、突水、瓦斯压力、开采速度及初一和十五等。通过大量的案例统计和分析可以得出,对于任何一起冲击矿压,其工程原因都不是单一的,而是多种原因共同作用的结果,其中可能有一种或几种因素起决定性作用。 2 按失稳原因分类的典型案例及分析2 1 煤体压缩型冲击矿压 【典型案例】北京矿务局城子矿的-250m 和-340m 水平在20世纪六七十年代曾发生多起不同程度的冲击矿压。例如:1971年9月10日,八层-250m 水平西巷回收煤柱时,巷道上帮煤被挤出,棚折断倒塌,巷道空间被堵塞,摧毁巷道35m,造成1死2伤;1974年10月25日,八层-340m 水 13 第10卷第2期(总第63期) 2005年4月煤 矿 开 采CoalM i n i ng T echno l ogy V o1 10N o 2(Ser i es N o 63) A pril 2005

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