冲击地压案例（鹤岗峻德煤矿）分析研究课件

1、冲击地压案例（鹤岗峻德煤矿）分析研究宋振骐 教授中国科学院院士全国政协委员1、倾斜煤层工作面两端支承压力的差异 缓倾斜煤层(倾角0) ,采场推进作用在四周煤壁前方的支承压力与水平煤层条件下的差异如下： 煤层倾斜出现层面方向的分力，相同移动岩层重量条件下，垂直作用在煤层上的支承压力小于水平煤层条件； 工作面推进作用在两侧的支承压力不等，下侧（运输巷或倾斜下方）支承压力（总值）高于上侧。 究其原因包括： 表土（部分）厚度不同，作用重力的重心偏向下侧端 层面分力（ ）岩层产生侧向偏压力，该作用力在岩层较软情况下就可以表现出来。 由图1可知，基岩部分重心点 居中，垂直煤层的分力 可以近似的看成平均分配

2、在上下两端支承区上。表土重力重心 则因距两端支承距离不同，分配在两端支承上的力 可由下列方程联立解出： 即 ， 由于 ，故上述两方面造成的差异随煤层倾角的增加而增加。 图12、实例（鹤岗峻德矿295冲击地压实例） 13煤层，2004年9月22日19点层厚：44.3m（4m）采高：1.8m（分层开采上分层）顶板：直接顶：页岩0.4m，粉砂岩6.5m，老顶：下砾岩20m，上砾岩43.5m。 冲击破坏特点：工作面上端处于高应力区的回风巷道中，50m80m范围内底煤鼓出阻塞巷道，造成8人死亡的重大事故。地面发生强烈震动。下巷是应力集中区，未出现破坏，工作面无冲击破坏现象。 原因分析 三面采空，支承压力

3、叠加压缩弹性能达到发生冲击的数值。 开采第一阶段采空区侧，处于上分段支承压力高应力区部位的巷道提供了压缩弹性能释放的空间，空间周围煤层事前未遭破坏，即没有缓冲宽度阻止动力释放条件。 工作面来压发生冲击是因为超前支承压力已超过最大值（工作面推出的长度工作面长度），塑性区已破坏煤体起到吸收弹性能缓冲的作用。29煤层（9槽） 时间：2005年12月 位置和地点：在3（槽）煤层下部，平面位置与3层位置重叠 破坏特征：与3煤层相同，冲击地压发生在巷道恢复后，向前推进完全采出3层煤柱下的全部煤体，由于原巷道两侧破坏形成缓冲煤带，因此未再发生冲击地压。3结论（鹤岗峻德矿煤层开采）1重力型回采工作面冲击地压发

4、生的原因和条件是：采深超过400m 顶板坚硬(老顶为20m厚的砾岩)厚煤层上分层开采（巷道座落在底煤上） 工作面推进至四侧采空孤岛（125*2*18=）工作面上下两侧处于三面采空支承压力的叠加区域。（对比兖州三号井同采深和煤厚条件，预推采场支承压力分布范围为120140米，塑性区宽1215m，高应力作用区宽10m20m，高峰点位置距煤壁20m之外，其中上风巷处于应力叠加区的压力达到产生冲击的程度。 回采工作面上下端两巷处于采空分段支承压力的高峰区中（掘进时未发生冲击地压是因为单侧采空区应力集中的压力未达到产生冲击的限度），巷道两侧煤壁未经破坏，即发生冲击前巷道两侧不存在足够宽度的缓冲带吸收和释

5、放弹性能。正是处于高应力部位的巷道为冲击能量的释放提供了产生冲击性破坏的空间。 坚硬的砾岩顶板裂断引发了回采巷道高应力部位的冲击破坏（该工作面为炮采回采工作面，放炮并未能解决失衡）。3小结 1在缓倾斜煤层条件下，采场两侧支承压力的差异随煤层倾角增加而扩大。在一定采深的“充分采动”长度范围内，差异扩大的幅度与工作面长度成正比。 2谢桥矿现采工作面倾角较小，采场两侧支承压力分布的差异不大，支承压力预测计算仍按近水平煤层条件考虑。4关于重大事故控制的合理采场布署问题 谢桥矿多煤层同时开采。主采煤层厚度超过3米，煤层抗压强度较低，开采深度已超过易发生冲击地压和瓦斯煤层突出等动力现象的“临界深度”。因此在深入研究采场支承压力分布的基础上，正确的选择工作面长度，合理的进行采场布署，包括正确选择本煤层工作面接替时空程序和近距离煤层工作面接替时空程序，避免在应力集中区域掘进和维护巷道，推进回采工作面，是排除瓦斯煤层突出，冲击地压事故的关键。 预测研究建议的布署原则如下： 3采用工作面跳采接续方案时，应保证工作面长度大于上下区段工作面支承压力高应力区间的相互重叠。在谢桥矿现有煤层开采条件下,跳采工作面（“孤岛工作面”）长度