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文档简介
煤岩动力灾害-冲击地压冲击地压:煤岩体突然动力破坏,释放大量能量的灾害动力现象,可摧毁巷道、引发其他矿井灾害,造成人员伤亡煤层冲击地压现象顶板或底板冲击地压现象岩爆造成损害细部岩块嵌入水管表面电缆被高速抛出的岩块割断(实验结果表明:岩石弹射速度>50m/s)50年代中期印度某金矿巷道中岩爆造成的戏剧性效果(dramaticeffect)岩爆前中度破坏区严重破坏区完全闭合区美国LuckyFriday金属矿采场中发生的岩爆:
(埋深超过700m,震级3.6-4.2,发生于1988年10月18日)美国LuckyFriday金属矿采场中发生的岩爆:
(埋深超过700m,震级3.6-4.2,发生于1988年10月18日)南非某矿岩爆对巷道的破坏(巷道尺寸3m*3m,埋深1540m,震级4)巷道尺寸3m*3m深度2600m震级4震级3.7对上图巷道破坏的推断,估计是由巷道中部岩层的剪切破坏引起的冲击地压研究冲击地压发生原因机理研究冲击地压危险性评价及预测预报研究冲击地压治理措施研究1)冲击地压机理研究地质与开采影响冲击地压的发生强度理论、刚度理论、能量理论、冲击倾向理论、三准则和变形失稳理论2)冲击地压预测预报研究冲击地压可能发生地点位置,可达到准确预测冲击地压发生强度和震动释放能量,可较准确确定可确定冲击地压的危险程度、危险性大小3)冲击地压治理研究长期防御性措施—开采顺序、开采方法、采煤工艺、开采保护层等主动解危措施—卸压爆破、煤层注水、钻孔卸压、定向裂缝法等动力灾害冲击地压防治一、冲击地压动力灾害现象二、冲击地压发生原因三、冲击地压机理研究四、冲击危险的预测预报五、冲击地压解危与治理冲击地压
动力灾害现象一、冲击地压动力灾害现象1、灾害现象与严重程度冲击地压作为人为诱发的地震,危害性很大。采矿诱发的地震达3~4级,最大5.6级冲击地压:大量煤岩体突然剧烈破坏并向采掘空间剧烈运动的灾害动力现象,可摧毁巷道、引发其他矿井灾害,造成人员伤亡。1738年英国史塔夫矿首次记录,我国1938年抚顺。煤矿,有冲击地压危险矿井占20%以上。中国是世界上煤岩动力灾害最严重的国家之一。开采引发地震震级,最大5.6级。我国4级。一次性破坏巷道500m。一次3.7级,造成588幢房屋倒塌。一、冲击地压动力灾害现象煤岩动力现象与冲击地压一、冲击地压动力灾害现象直接将煤岩动力抛向巷道,引起强烈震动,产生强烈声响,造成岩体的破断和裂缝扩展突发性。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复杂性。各种条件和采煤方法均出现过冲击地压的特点一、冲击地压动力灾害现象冲击地压对井下巷道的影响主要是动力将煤岩抛向巷道,破坏巷道周围煤岩的结构及支护系统,使其失去功能。振动速度对井巷的影响2、对井下巷道工作面的影响影响程度振动速度,mm/s影响特征I<200对井巷无影响II200~400对井巷影响较小,产生小破坏,出现裂缝、剥落等现象III>400对井巷影响较大,出现大裂缝一、冲击地压动力灾害现象冲击地压、震动使人体各器官产生共振而损伤。医学分析表明:脑部,91%;胸部,60%;内部器官,18%;上下肢,18%。3、对矿工的影响器官名称共振频率Hz头4眼7~25上下颚60~90喉、气管、支气管6~8胸12~16上肢5~9骨3~8腹腔4.5~10肝3~4膀胱10~18骨盆5~9下肢5人在坐的位置5~12人在站的位置4~6一、冲击地压动力灾害现象能量为1×10^3J的震动,造成大部分人员脑部、脸部损伤,其次为心脏、胃、脊柱、肾等损伤。人体各器官共振频率分布及某次冲击地压频率与人体器官对应的关系
一、冲击地压动力灾害现象人体在垂直方向承受的加速度比水平方向的大。震动加速度使人体撞击受伤。人体允许的加速度值
撞击力与振动速度降时间关系
一、冲击地压动力灾害现象冲击地压对将造成类似于地震那样的灾害。4、对地表建筑物的影响日期地点震动能量震级建筑物破坏数量1970.09.30Bytom8×1094.264271981.07.12Bytom1×1093.84521982.06.04Bytom9×1083.775881984.02.18Ligota-kochlowice2×1093.952411992.05.05Bojszowy2×1093.953001994.12.09Kochlowice3×1094.04140一、冲击地压动力灾害现象能量为7×106J的震动,在地表记录到的最大加速度为300mm/s2,对地表的影响强度为6级。^加速度仪测量的结果震动加速度频谱图>一、冲击地压动力灾害现象动力灾害冲击地压防治一、冲击地压动力灾害现象二、冲击地压发生原因三、冲击地压机理研究四、冲击危险的预测预报五、冲击地压解危与治理冲击地压
发生原因分析二、冲击地压发生原因
矿压显现强烈冲击地压危险加大瓦斯涌出量增加突出危险性增加地温升高开采困难和经济效益下降
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。二、冲击地压发生原因1、开采深度我国煤矿深井冲击地压发生情况目前国有重点煤矿中采深大于700m的矿井有50多处,以每年8-12m的速度递增国内:沈阳采屯矿1197m;长广矿1000m;新汶孙村矿1055m;北票冠山矿1059m;徐州张小楼矿1100m;开滦赵各庄矿1159m;北京门头沟1008m。德国1991年平均采深900m,最大采深1500m;超过1000m的国家:
俄罗斯英国波兰日本比利时等。国外:二、冲击地压发生原因2.煤体力学特性的影响在一定的围岩与压力条件下,任何煤层中的巷道或采场可能发生冲击地压煤的强度越高,引发冲击地压所要求的应力越小,反过来说,若煤的强度越小,要引发冲击地压,就需要比硬煤高得多的应力煤的冲击倾向性是评价煤层冲击性的特征参数之一冲击能量指数KE弹性能量指数WET动态破坏时间DT单向抗压强度Rc
二、冲击地压发生原因(1).冲击能指数冲击能指数KE—在单轴压缩状态下,煤样的全“应力—应变”曲线峰值C前所积聚的变形能Fs与峰值后所消耗的变形能Fx之比值二、冲击地压发生原因Ke=Fs/Fx(2).弹性能指数弹性能指数WET
—煤样在单轴压缩条件下破坏前所积蓄的变形能与产生塑性变形消耗的能量的比值二、冲击地压发生原因Ke=Fs/Fx(3).动态破坏时间动态破坏时间DT—煤样在常规单轴压缩试验条件下,从极限载荷到完全破坏所经历的时间DT二、冲击地压发生原因Ke=Fs/Fx《中华人民共和国行业标准》MT/T174-2000二、冲击地压发生原因Ke=Fs/Fx煤的冲击倾向鉴定指标值指标强冲击弱冲击无冲击动态破坏时间
DT/ms≤5050~500>500冲击能量指数KE/kJ≥5.05.0~1.5<1.5弹性能量指数WET≥5.05.0~2.0<2.0
WET=a+eb+cRc
弱冲击倾向性
RC≤16MPa强冲击倾向性
RC>16Mpa
二、冲击地压发生原因(4).单向抗压强度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。二、冲击地压发生原因
Uw与岩层悬伸长度的五次方成正比,即L值越大,积聚的能量也越多。厚度越大的坚硬岩层越不易冒落,形成的L值也就越大。例如,厚度为7.64m的坚硬砂岩层,来压步距为53m,按上式计算出的值,占总能量的90%以上。开采初期,坚硬顶板呈梁或板的形态,其下产生离层。随工作面的推进,离层量不断增加,最大离层量位于采空区中部。当工作面推进到一定程度后,坚硬顶板断裂垮落,中部的离层量消失
二、冲击地压发生原因坚硬顶板初次破断前后离层规律
坚硬岩层来压时,顶板下沉是非常剧烈,工作面及其周围巷道的矿压显现是非常明显的初次来压的顶板下沉量是正常回采期间的5~6倍二、冲击地压发生原因初次来压期间顶板下沉量曲线图在坚硬顶板条件下,顶板运动速度是非常快的,其动能是非常大的二、冲击地压发生原因初次来压期间24小时内的顶板下沉速度图坚硬顶板破断时,产生的能量部分被损失,部分到达巷道或工作面。到达工作面的能量二、冲击地压发生原因Uf与震中能量、传播距离L的关系新汶华丰煤矿的实例
埋深700-800m,煤层上覆岩层为500m左右的沙砾岩。
二、冲击地压发生原因工作面推采距离、地表移动下沉速度和冲击地压之间的关系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龙风矿,当巷道接近断层时,冲击地压发生的次数明显上升,且强度加大二、冲击地压发生原因煤层分叉和断层附近冲击危险煤层分叉的影响断层的影响>二、冲击地压发生原因皱曲附近冲击危险二、冲击地压发生原因I区,皱曲向斜,垂直为压力,水平为拉应力,最易出现冒顶和冲击地压;II区皱曲翼,垂直和水平均为压应力,最易出现冲击地压;III区皱曲背斜,垂直拉力,水平压应力,最大矿山压力区域。5.冲击地压多发区域二、冲击地压发生原因序号发生冲击地压的地点垮落面充填面1采空区边的原煤体(60m)9.4-2采动压力影响的原煤体27.45.93采动压力区外靠近采空区10.40.94采动压力区内靠近采空区11.36.65靠采空区的原煤体(60m)2.8-总数61.313.46采动压力区外的原煤体25.3巷道:72.6%工作面:27.4%残采区停采线:89%上层煤停采线和煤柱上层煤柱的影响><
上层煤停采线的影响二、冲击地压发生原因煤柱区应力的高度集中煤柱区垂直应力分布二、冲击地压发生原因煤柱区应力的高度集中煤柱区垂直应力分布二、冲击地压发生原因煤柱区应力的高度集中煤柱区垂直应力分布(集中系数10以上)(破碎的煤体在应力的作用下,重新胶结成坚硬的煤块)
二、冲击地压发生原因煤柱区剪切应力分布二、冲击地压发生原因煤柱区应力的高度集中上层煤遗留煤柱和停采线<
上层煤柱的影响上层煤停采线的影响>二、冲击地压发生原因停采线或边角形成的非稳定区。当工作面推进到该区域后,停采线上方的岩体将移动,形成二次应力重新分布,就有可能,形成冲击地压。二、冲击地压发生原因采空区和老巷影响<
邻近采空区的影响老巷的影响>
二、冲击地压发生原因当两层煤间布置的巷道相互平行时,在其投影间距很小,只有十几米的情况下,就形成了煤柱,会造成应力集中现象,不仅在一个煤层,而且在另一个煤层中,均可能会发生冲击地压。此外,在两个煤层的巷道交叉时,也会发生这种情况二、冲击地压发生原因开采面积的影响二、冲击地压发生原因工作面推进速度的影响工作面的推进速度越快,产生的矿山震动就越多推进速度小于1m/d或3m/d左右时,冲击地压发生的次数最少;推进速度为1.3<υ<2.5m/d时,防冲最不利二、冲击地压发生原因工作面推进速度的影响回采工作面匀速推进对防治冲击地压的发生是有利的二、冲击地压发生原因停采两周后释放的能量比停采两周前的要大6倍。而产量和震动数量基本一样动力灾害冲击地压防治一、冲击地压动力灾害现象二、冲击地压发生原因三、冲击地压机理研究四、冲击危险的预测预报五、冲击地压解危与治理冲击地压
发生机理研究三、冲击地压机理研究强度理论:井巷和采场周围产生应力集中,当应力达到煤岩体的强度极限时,煤岩体就会突然发生破坏,形成冲击地压刚度理论:矿山结构(矿体)的刚度大于矿山负荷系统(围岩)的刚度是产生冲击地压的必要条件能量理论: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所消耗的能量时就发生冲击地压冲击倾向性理论:煤岩介质产生冲击破坏的固有能力或属性,是冲击地压发生的必要条件强度准则是煤体的破坏准则,而能量准则和冲击倾向性是突然破坏准则。三个准则同时满足,才是发生冲击地压的充分必要条件三、冲击地压机理研究“三准则”机理模型1、压力型冲击地压模型力:P1=P2
能量:A1≤A2
系统平衡三、冲击地压机理研究煤柱稳定k+f′(u2,t)>0
三、冲击地压机理研究煤柱处于弹性阶段时,系统处于稳定状态煤柱亚稳定k+f′(u2,t)>0
三、冲击地压机理研究煤柱处于残余强度阶段,煤柱是逐步破坏的,强度是逐渐下降的,煤柱的破坏是静态过程,及系统结构是亚稳态的煤柱动态破坏k+f′(u2,t)<0三、冲击地压机理研究煤柱处于残余强度阶段,煤柱是脆性破坏,强度发生突变,煤柱的破坏过程为动态破坏,并伴随有能量的突然释放,即冲击地压顶板加速运动顶板刚度煤层更容易失稳三、冲击地压机理研究顶板突然加速运动使煤层处于不稳定状态,造成系统突然动态破坏,形成冲击地压(一般强度比上一种更猛烈)2.弹塑脆性模型弹塑脆性模型弹塑性P-t模型三、冲击地压机理研究煤岩破坏特征:稳定变形与冲击破坏、冲击的突发性与延时性、破坏的声电效应冲击地压过程是煤岩的流变—突变过程脆性破坏--载荷发生跳跃,应力总和超过σl
,整个模型立刻破坏(—突变)。延时破坏--常载荷作用σl<σ<σl(1+EM/EH),经过时间△t2后破坏(—流变
突变)。
三、冲击地压机理研究弹脆性场的Kaiser效应损伤因子—
微裂隙密度及应力集中效应的反映
D(t)=Sz(t)/S0
有效应力—
σf=
σ(1-D(t))有效应变—ε=σ[E(1-D(t))]有效弹模—
EH(t)=E0H[1-D(t)]因为破坏是不可逆的,D值是非减的,故弹脆性场表现为Kaiser效应。三、冲击地压机理研究破坏损伤与声电耦合煤岩体的损伤速度与岩体活动性(声发射事件数或电磁辐射脉冲数)成正比。当△t→0时煤岩体的损伤速度与瞬间释放的能量、变形速度成正比。
三、冲击地压机理研究冲击破坏危险性预测满足破坏的条件:脆性单元破坏条件:σ=σl
Zε(t)=0,ε(t)<ε0
三、冲击地压机理研究动力灾害冲击地压防治一、冲击地压动力灾害现象二、冲击地压发生原因三、冲击地压机理研究四、冲击危险的预测预报五、冲击地压解危与治理冲击地压
危险预测预报冲击地压危险的防治冲击地压危险状态决定因素:岩体应力:是由于采深、构造及开采历史造成的,其中残留煤柱和停采线上的应力集中将长期作用,而采空区卸压在一定时间后会消失。岩体特性:特别是形成高能量震动的倾向。这主要来自厚层、高强度的顶板岩层。减小顶板岩层的强度,增加岩层的分层数目,特别是多次分层开采可限制大震动的发生。煤层特征:主要是在超过某个压力标准值时的动力破坏倾向性。对于所有的煤层来说,条件满足时,都会发生冲击。但对于弱冲击煤层来说,所要求的压力值要远远大于具有冲击倾向性的煤层。四、冲击地压预测预报1.综合指数法-危险程度分析与早期预报
冲击地压危险等级划分原则根据冲击地压发生的原因,冲击地压的预测预报、危险性评价及冲击地压的治理,通过统计、模糊数学等的分析研究,可以对冲击地压的危险程度按冲击地压危险状态等级评定的综合指数法定量化的分为如下表五级冲击地压危险等级井巷中冲击地压危险状态冲击地压危险指数WtA无冲击危险<0.25B弱冲击危险0.25~0.5C中等冲击危险0.5~0.75D强冲击危险0.75~0.95E不安全>0.95四、冲击地压预测预报地质因素影响及指数序号因素危险状态的影响因素影响因素的定义冲击地压危险指数1W1发生过冲击地压该煤层未发生过冲击地压-2该层发生过冲击地压0采用同种作业方式在该层和煤柱中多次发生过冲击地压32W2开采深度小于500m0500~700m1大于700m23W3顶板中坚硬(Rc≥60Mpa)厚岩层距煤层的距离>100m0100~50m1<50m34W4开采区域内的构造应力集中>10%正常1>20%正常2>30%正常35W5顶板岩层厚度特征参数Lst<500≥5026W6煤的抗压强度Rc≤16Mpa0Rc>16Mpa27W7煤的冲击能量指数WETWET<202≤WET<52WET≥54四、冲击地压预测预报开采因素影响及指数序号因素危险状态的影响因素影响因素的定义冲击危险指数1W1工作面距残留区或停采线的垂直距离>60m060—30m2<30m32W2未卸压的厚煤层留顶煤或底煤厚度大于1.0m33W3未卸压一次采全高的煤厚<3.0m03.0—4.0m1>4.0m34W4两侧采空,工作面斜长为>300m0300—150m2<150m45W5沿采空区掘进巷道无煤柱或小于3m小煤柱03—10m的煤柱210—15m的煤柱46W6接近采空区的距离小于50m掘进面2回采面3接近煤柱的距离小于50m掘进面1回采面37W7掘进巷道接近老巷的距离小于50m老巷已充填1老巷未充填2回采工作面接近老巷的距离小于30m老巷已充填1老巷未充填2面接近分叉的距离小于50m掘进面或回采面38W8面接近落差大于3m断层的距离小于50m接近上盘1接近下盘29W9面接近煤层倾角剧烈变化的皱曲小于50m>15度210W10面接近煤层侵蚀或合层部分掘进面或回采面211W11开采过上或下解放层,卸压程度弱-2中等-4好-812W12采空区处理方式充填法2垮落法0四、冲击地压预测预报冲击危险状态等级的综合指数Wt——某采掘工作面的冲击地压危险状态等级评定综合指数,以此可以圈定冲击地压危险程度Wt1——地质因素对冲击地压的影响程度及冲击地压危险状态等级评定的指数Wt2——采矿技术因素对冲击地压的影响程度及冲击地压危险状态等级评定的指数四、冲击地压预测预报2.钻屑法-局部监测方法四、冲击地压预测预报支承压力达到临界值,且煤层又具有中等以上冲击倾向性,冲击地压就可能发生支承压力峰值大小及其距煤壁的远近,可采用钻屑法探测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动力效应,鉴别冲击危险的一种方法钻屑规律当钻孔进入煤壁一定距离处,钻孔周围煤体过渡到极限应力状态,并伴随出现钻孔动力效应。应力越大,过渡到极限应力状态的煤体越多,钻孔周围的破碎带不断扩大,排粉量不断增多。钻屑量的变化曲线和支承压力分布曲线十分相似四、冲击地压预测预报1—
冲击前施工孔;2—冲击后施工孔;3一极限煤粉量;4推测煤粉量;5一实测煤粉量钻屑量指标钻屑量指数:钻出煤粉量与正常排粉量之比动力效应:如钻杆卡死、跳动、出现震动或声响等现象记录钻孔时所发生的动力效应,可更加准确地判断危险位置四、冲击地压预测预报钻孔深度/煤层厚度1.51.5~33钻屑量指数1.52~3≥43.微震法-区域性监测方法四、冲击地压预测预报自动记录微震活动,实时进行震源定位和微震能量计算利用拾震仪站接收的直达P波起始点的时间差,在特定条件的波速场条件下进行二维或三维定位,以判定破坏点,同时利用震相持续时间计算所释放的能量和震级标入采掘工程图和上报显示给生产指挥体系,以便及时采取措施观测站的布置方式微震波形图四、冲击地压预测预报微震波形图微震与冲击地压关系冲击地压是矿山震动的事件集合之一冲击地压是岩体震动集合中的子集每一次冲击地压的发生都与岩体震动有关,但并不是每一次岩体震动都会引发冲击地压四、冲击地压预测预报震动与冲击地压震动频次与能量级之间的关系;冲击地压和震动的频次之比与能量级之间的关系。四、冲击地压预测预报冲击危险预测微震活动的频度和能级出现急剧增加,持续2~3d后,会出现大的震动微震活动保持一定水平(<l0^4J),突然出现平衡期,持续2~3d后,会出现大的震动和冲击冲击地压的最小能量>5×l0^3J四、冲击地压预测预报指数上升型的微震活动频繁-平静型的微震活动4.地音(声发射)法-局部监测预报方法四、冲击地压预测预报根据的岩体地音的参数与局部应力场的变化来进行岩石破坏的不稳定阶段是岩石中裂缝扩展的结果,而地音现象则是微扩涨(岩体中出现的破裂和零量裂隙缝)超过界限的表征,而该现象的进一步发展则表明岩石的最终断裂。最终断裂可引发高能量的震动,也可引发冲击地压地音波形和频谱煤层和煤样中试验记录的波形四、冲击地压预测预报连续地音监测地音探头布置四、冲击地压预测预报
地音预测冲击危险地音变化与煤体应力变化过程相似地音活动三阶段是时间过程,即相对平静、急剧增加、显著减弱地音活动集中在采区某一部位,且地音事件的强度逐渐增加时,预示着冲击地压危险四、冲击地压预测预报激发地音监测岩体受压时,局部较小应力的变化(例如少量炸药的爆炸)将引起岩体微裂隙的产生应力越高,形成的裂缝就越大持续时间就越长,岩体中能量的聚积和释放程度就越高,冲击地压发生的危险程度就越高四、冲击地压预测预报流动地音监测结果1,2—煤层注水以前
3,4—煤层注水以后四、冲击地压预测预报流动地音监测结果(1)处冲击危险最大,(3)点较小,而(2)最小与实际的结果一致四、冲击地压预测预报实验发现各种煤岩混凝土流变破裂时均有宽频电磁辐射产生,电磁辐射较声发射信号敏感。具有Kaiser记忆效应。含瓦斯煤岩流变破坏声发射、电磁辐射信号原始记录5.电磁辐射-局部监测预报方法四、冲击地压预测预报电磁辐射与载荷及煤岩流变破坏程度间呈正相关(a)电磁辐射信号(幅值)与载荷间关系(b)电磁辐射脉冲数与载荷间关系四、冲击地压预测预报流变破坏电磁辐射主频段是变化的(用点频监测不可行),随破坏程度增加而向高频段迁移徐州孔庄原煤电磁辐射频谱随载荷变化四、冲击地压预测预报电磁辐射与声发射间具有很好的相关性电磁辐射能够可靠反映动力灾害危险程度,实现对煤岩动力灾害的监测和预报四、冲击地压预测预报非接触、定向区域性连续监测的宽频电磁辐射监测系统远程通讯模块充电器数据处理软件天线监测主机
四、冲击地压预测预报现场有灾害和无灾害危险时的电磁辐射对比工作面没有冲击危险时的电磁辐射工作面有冲击危险时的电磁辐射四、冲击地压预测预报现场应用预测有危险,采取卸压爆破措施消除危险.预测有危险,采取卸压爆破措施消除危险.四、冲击地压预测预报现场应用预测有危险,采取措施不到位发生动力灾害徐州三河尖矿10月26日发生冲击地压实测结果(在24日中班预报有危险,安排25日卸压,需8个钻孔,仅打4个,卸压未到位,在26日中班发生冲击地压)四、冲击地压预测预报矿震、冲击地压与电磁辐射规律:在矿震、冲击地压发生前,电磁辐射值有较大幅度的增长。四、冲击地压预测预报电磁辐射偏差法监测理论基础煤岩破坏速度与电磁辐射能量率成正比。煤岩破坏的危险状态为:煤岩破坏速度与工作面推进速度呈平衡状态。电磁辐射的较大和较长变化证明平衡状态变化和冲击危险性的变化。四、冲击地压预测预报电磁辐射偏差监测指标某观测点的平均幅值最大值;某观测点的平均幅值平均值;某观测点的平均脉冲数值。依偏差值的变化,确定冲击地压的危险程度。四、冲击地压预测预报各指标预测冲击地压危险指数:电磁辐射偏差法确定冲击地压危险:电磁辐射偏差预测指数的确定四、冲击地压预测预报3406震、冲击地压与电磁辐射偏差变化四、冲击地压预测预报3406电磁辐射预测分析根据确定的电磁辐射监测偏差值指标,对3406工作面各观测点进行冲击地压危险性判断。如果将监测到的Ⅲ级冲击地压危险作为预测标准,则采用电磁辐射监测的偏差值法,对1.0级以上矿震及冲击地压危险预测的准确率为100%;如果将监测到的Ⅳ级冲击地压危险作为预测标准,则冲击地压危险预测的准确率为73%。四、冲击地压预测预报2408电磁辐射预测分析根据确定的电磁辐射监测偏差值指标,对2408工作面各观测点进行冲击地压危险性判断。如果将监测到的Ⅲ级冲击地压危险作为预测标准,则采用电磁辐射监测的偏差值法,对1.0级以上矿震及冲击地压危险预测的准确率为100%;如果将监测到的Ⅳ级冲击地压危险作为预测标准,则冲击地压危险预测的准确率为69%。四、冲击地压预测预报冲击地压的随机性和突发性,破坏形式的多样性,单凭一种方法预测是不可靠的必须结合冲击地压危险的区域预报与局部预报,早期预报与及时预报6.冲击地压的系统综合预测四、冲击地压预测预报冲击地压的系统综合预测四、冲击地压预测预报首先分析地质开采条件,根据综合指数法和计算机模拟分析方法,预先划分出冲击地压危险及重点防止区域,提出冲击地压的早期区域性预报采用微震监测系统,对矿井冲击危险提出区域和及时预报采用地音监测法、电磁辐射监测法等地球物理监测手段,对矿井回采和掘进工作面进行局部地点的预测预报然后采用钻屑法,对冲击地压危险区域进行检测和预报同时对危险区域和地点进行处理动力灾害冲击地压防治一、冲击地压动力灾害现象二、冲击地压发生原因三、冲击地压机理研究四、冲击危险的预测预报五、冲击地压解危与治理冲击地压
解危与治理1.1合理的开拓布置和开采方式合理的开拓布置和开采方式应避免应力集中和叠加,是防治冲击地压的根本性措施多数冲击地压是由于开采技术不合理而造成的不正确的开拓开采方式一经形成就难于改变,临到煤层开采时,只能采取局部措施,而且耗费很大,效果有限五、冲击地压解危与治理1.冲击地压防范措施五、冲击地压解危与治理1.1合理的开拓布置和开采方式(1)开采煤层群时,开拓布置应有利于解放层开采.首先开采无冲击危险或冲击危险小的煤层作为解放层。且优先开采上解放层(2)划分采区时,应保证合理的开采顺序,最大限度地避免形成煤柱等应力集中区(3)采区或盘区的采面应朝一个方向推进,避免相向开采,以免应力叠加五、冲击地压解危与治理(4)在地质构造等特殊部位,应采取能避免或减缓应力集中和叠加的开采程序.在向斜和背斜构造区,应从轴部开始回采,在构造盆地应从盆底开始回采;在有断层和采空区的条件下应从采用断层或采空区开始回采的开采程序(5)有冲击危险的煤层的开拓或准备巷道、永久硐室、主要上(下)山、主要溜煤巷和回风巷应布置在底板岩层或无冲击危险煤层中,以利于维护和减小冲击危险(6)开采有冲击危险的煤层,应采用不留煤柱垮落法管理顶板的长壁开采法(7)顶板管理采用全部垮落法,工作面支架采用具有整体性和防护能力的可缩性支架五、冲击地压解危与治理1.2开采解放层一个煤层(或分层)先采,能使临近煤层得到一定时间的卸载先采的解放层必须根据煤层赋存条件选择无冲击倾向或弱冲击倾向的煤层实施时必须保证开采的时间和空间有效性(全垮3年,全充2年)不得在采空区内留煤柱,以使每一个先采煤层的卸载作用能依次地使后采煤层得到最大限度的“解放”五、冲击地压解危与治理1.2开采解放层2.1卸压爆破能最大限度地释放聚积在煤体中的弹性能,在煤帮附近形成卸压破坏区,使压力升高区向煤体深部转移振动爆破的合理布置及合理的装药量,不仅形成岩体震动,在一定程度上形成煤体的松动带,且落煤方便炸药爆炸形成的压力与开采形成的压力叠加,超过其极限状态,使岩体卸压或引发冲击地压五、冲击地压解危与治理2.冲击地压解危措施五、冲击地压解危与治理2.1卸压爆破振动卸压爆破:引发冲击地压、转移应力集中区、松动煤体振动落煤爆破:引发冲击地压、减缓或移去深部煤体或采煤机截深范围内的支承压力区振动卸压落煤爆破:组合了振动、卸压爆破和振动、落煤爆破两种顶板爆破:将顶板破断,降低其强度,释放聚集的能量,减少对煤层和支架的冲击振动卸压爆破炮眼布置炸药的布置应从煤层内应
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