【正文】 造成的。沖擊礦壓發(fā)生的原因是多方面的，但從總的來說可以分為三類，即自然地質(zhì)因素、開采技術(shù)條件和組織管理措施。巷道壁局部破壞、剝落或巷道支架部分損壞。沖擊壓力型沖擊礦壓則介于上述兩者之間．當(dāng)煤層受較大壓力時(shí)，來自圍巖內(nèi)不大的沖擊脈沖作用下發(fā)生的沖擊礦壓。而采礦型沖擊礦壓可分為壓力型、沖擊型和沖擊壓力型。③ 強(qiáng)烈沖擊（III級(jí)）。根據(jù)震級(jí)強(qiáng)度和考慮拋出的煤量，可將沖擊礦壓分為三級(jí)：①輕微沖擊（I級(jí)）。3）弱沖擊。(2）礦震。在生產(chǎn)技術(shù)條件上，不論水平、炮采、機(jī)采或是綜采，全部垮落法或水力充填法等各種采煤工藝，不論是長壁、短壁、房柱式或煤柱支撐式，分層開采還是倒臺(tái)階開采等各種采煤方法都出現(xiàn)過沖擊地壓。(3）巨大破壞性。因此，沖擊礦壓具有如下明顯的顯現(xiàn)特征：(1）突發(fā)性。因此，沖擊礦壓是煤礦重大災(zāi)害之一。前兩者完全屬于礦山壓力的矸究范疇，而后者除礦山壓力的作用外，還有承壓瓦斯的動(dòng)力作用。但是，這種動(dòng)壓現(xiàn)象并不是每個(gè)礦井都會(huì)發(fā)生，它也是可以防治的。依據(jù)預(yù)測的巷道圍巖穩(wěn)定性類別，推薦的煤層巷道錨桿基本支護(hù)形式與主要參數(shù)見表注1 ．巷幫錨桿基本支護(hù)形式與主要參數(shù)視地應(yīng)力、巷幫煤（巖）強(qiáng)度、節(jié)理狀況、護(hù)巷煤柱尺寸、巷道斷面等因素，參照頂板錨桿確定；2．對(duì)于復(fù)合頂板、破碎圍巖、易風(fēng)化、潮解、遇水膨脹圍巖，可考慮在基本支護(hù)形式基礎(chǔ)上增加錨索加固或注漿加固、封閉圍巖等措施；”指節(jié)理、層理分級(jí)的I、I、III, “頂板較破碎”指IV 、V 級(jí)。(2）采用圍巖鉆孔注漿、錨桿支護(hù)、錨索支護(hù)、巷道周邊噴漿、支架壁后充填、圍巖疏干封閉等方法，增高圍巖強(qiáng)度，優(yōu)化圍巖受力條件和賦存環(huán)境。(4）巷道通過地質(zhì)構(gòu)造帶時(shí)，巷道軸向應(yīng)盡量垂直斷層構(gòu)造帶或向、背斜構(gòu)造。圍繞降低巷道圍巖應(yīng)力，增加圍巖強(qiáng)度，改善圍巖受力條件和賦存環(huán)境，巷道圍巖控制方法可歸結(jié)為巷道布置和巷道保護(hù)及支護(hù)兩方面內(nèi)容。其基本原理是：人們根據(jù)巷道圍巖應(yīng)力、圍巖強(qiáng)度以及它們之間的相互關(guān)系，選擇合適的巷道布置和保護(hù)及支護(hù)方式。例如，巷道是處于－側(cè)、兩側(cè)或鄰近煤層采動(dòng)影響條件下，是受一次還是受多次采動(dòng)影響，采動(dòng)影響已經(jīng)穩(wěn)定還是正在采動(dòng)過程中。從現(xiàn)象上看，屬于變形壓力范疇，但兩者的變形機(jī)制截然不同，前者是指與水發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，后者主要是圍巖應(yīng)力與結(jié)構(gòu)效應(yīng)。塑性變形的大小主要取決于巷道塑性區(qū)和破裂區(qū)的范圍。(2）變形圍巖壓力支護(hù)能控制圍巖變形的發(fā)展時(shí)，圍巖位移擠壓支架而產(chǎn)生的壓力，稱為變形圍巖壓力，簡稱變形壓力。為了防止圍巖變形和破壞，需要對(duì)圍巖進(jìn)行支護(hù)?；夭梢鸬闹С袎毫Σ粌H數(shù)倍于原巖應(yīng)力，而且影響范圍大。3 ．礦山壓力控制在大多數(shù)情況下，“礦壓顯現(xiàn)”會(huì)給地下開采工作造成不同程度的危害。其形成的過程就是煤、巖體內(nèi)應(yīng)力重新分布的過程。因?yàn)殚_采前的巖體處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以原巖體處于應(yīng)力平衡狀態(tài)。當(dāng)開掘巷道或進(jìn)行回采時(shí)，形成了地下空間，破壞了巖體的原始狀態(tài)，引起巖體內(nèi)應(yīng)力重新分布，并一直延續(xù)到巖體內(nèi)形成新的平衡為止破壞了原來的應(yīng)力平衡狀態(tài)，引起巖體內(nèi)部的應(yīng)力重新分布。通常把這種由于在地下進(jìn)行采掘活動(dòng)造成圍巖移動(dòng)而在井巷、硐室及回采工作面周圍煤、巖體內(nèi)和支護(hù)物上所引起的壓力，稱為“礦山壓力”，簡稱“礦壓”或“地壓”。為使“礦壓顯現(xiàn)”不致于影響正常的開采工作和保證安全生產(chǎn)，就必須采取各種技術(shù)措施加以控制。巷道受到回采影響后，圍巖應(yīng)力、圍巖變形會(huì)成倍、甚至近十倍急劇增長。這種圍巖變形受阻而作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)物上的擠壓力或塌落巖石的重力，統(tǒng)稱為圍巖壓力。在“圍巖一支護(hù)”力學(xué)體系中，只要圍巖與支架相互作用，圍巖就會(huì)對(duì)支架施加變形壓力。塑性區(qū)的擴(kuò)展具有明顯的時(shí)間效應(yīng)，塑性區(qū)不再擴(kuò)展時(shí)，圍巖變形速度下降，而逐漸穩(wěn)定并趨于流變。(4）沖擊和撞擊圍巖壓力沖擊圍巖壓力指圍巖積累了大量彈性變形能之后，突然釋放出來所產(chǎn)生的壓力；撞擊圍巖壓力是回采工作面上覆巖層劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)巷道支護(hù)體所產(chǎn)生的壓力。其次是巷道保護(hù)方法，例如，巷道支護(hù)方式、巷道斷面形狀和大小、巷道、掘進(jìn)方法、巷道基本支護(hù)類型和參數(shù)等。降低圍巖應(yīng)力，增加圍巖強(qiáng)度，改善圍巖受力條件和賦存環(huán)境，有效地控制圍巖的變形、破壞。2．巷道布置從巷道圍巖控制的角度出發(fā)，布置巷道時(shí)應(yīng)重視下列問題：(1）在時(shí)間和空間上盡量避開采掘活動(dòng)的影響，最好將巷道布置在煤層開采后所形成的應(yīng)力降低區(qū)域內(nèi)。(5）相鄰巷道或銅室之間選擇合理的巖柱寬度。(3）架設(shè)支架對(duì)圍巖施加徑向力，既支撐松動(dòng)塌落巖石，又能加大巷道的圍壓，保持圍巖三向受力狀態(tài)，提高圍巖強(qiáng)度，限制塑性變形區(qū)和破裂區(qū)的發(fā)展。第二節(jié) 沖擊地壓災(zāi)害防治煤礦開采過程中，在高應(yīng)力狀態(tài)下積聚有大量彈性能的煤或巖體，在一定的條件下突然發(fā)生破壞、冒落或拋出，使能量突然釋放，呈現(xiàn)聲響、震動(dòng)以及氣浪等明顯的動(dòng)力效應(yīng)。煤礦動(dòng)壓現(xiàn)象的成因和機(jī)理各地不完全相同，它的顯現(xiàn)形式也有差異。一、沖擊地壓及機(jī)理、預(yù)報(bào)、防治隨著我國煤礦開采深度的增加，以及開采條件越來越復(fù)雜，我國的沖擊礦壓現(xiàn)象越來越多，危害也越來越大。對(duì)于沖擊礦壓現(xiàn)象，世界各國，以及不同的行業(yè)，其稱謂是不一樣的，常見的有“巖爆”、“煤爆”、“沖擊礦壓”、“礦山?jīng)_擊”、“沖擊地壓”等。沖擊礦壓一般沒有明顯的宏觀前兆而突然發(fā)生，沖擊過程短暫，持續(xù)時(shí)間幾秒到幾十秒，難以事先準(zhǔn)確確定發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)和強(qiáng)度。沖擊礦壓發(fā)生時(shí)，頂板可能有瞬間明顯下沉，但一般并不冒落；有時(shí)底板突然開裂鼓起甚至接頂；常常有大量煤塊甚至上百立方米的煤體突然破碎并從煤壁拋出，堵塞巷道，破壞支架；從后果來看沖擊礦壓常常造成慘重的人員傷亡和巨大的生產(chǎn)損失。沖擊礦壓按其顯現(xiàn)強(qiáng)度、釋放的能量等進(jìn)行分類。它是煤、巖內(nèi)部的沖擊礦壓，即深部的煤或巖體發(fā)生破壞。煤或巖石向已采空間拋出，但破壞性不很大，對(duì)支架、機(jī)器和設(shè)備基本無損壞，圍巖產(chǎn)生震動(dòng)，一般震級(jí)在2 . 2 級(jí)以下，伴有很大聲響，產(chǎn)生煤塵，在瓦斯煤層中可能有大量瓦斯涌出。拋出煤量在10t以下，震級(jí)在l 級(jí)以下的沖擊礦壓。拋出煤量在50t 以上，震級(jí)在2 級(jí)以上的沖擊礦壓。壓力型沖擊礦壓是由于巷道周圍煤體中的壓力由亞穩(wěn)態(tài)增加至極限值，其聚集的能量突然釋放。沖擊礦壓和礦山震動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響在采礦巷道工作面中發(fā)生震動(dòng)和沖擊礦壓，將會(huì)對(duì)井下巷道、井下工作人員和地面建筑物造成影響。應(yīng)當(dāng)確定，當(dāng)?shù)V山震動(dòng)較小，或震中距巷道較遠(yuǎn)時(shí)，將不會(huì)對(duì)巷道產(chǎn)生任何損壞。沖擊礦壓發(fā)生的物理過程，主要是說明煤、巖介質(zhì)變形破壞的力學(xué)過程，稱為沖擊礦壓的機(jī)理。不正確的開拓開采方式一經(jīng)形成就難以改變，臨到煤層開采時(shí)，只能采取局部措施，而且耗費(fèi)很大，效果有限。③采區(qū)或盤區(qū)的采面應(yīng)朝一個(gè)方向推進(jìn)，避免相向開采，以免應(yīng)力疊加?；夭上锏缿?yīng)盡可能避開支承壓力峰值范圍，采用寬巷掘進(jìn)，少用或不用雙巷或多巷同時(shí)平行掘進(jìn)。房柱式等柱式采煤法由于掘進(jìn)的巷道多和在采空區(qū)遺留的煤柱多、頂板不能及時(shí)充分的垮落，造成支承壓力較高在工作面前方掘進(jìn)巷道勢必受到疊加壓力的影響，增加了危險(xiǎn)性。統(tǒng)計(jì)表明，采用非正規(guī)采煤法的采區(qū)沖擊礦壓次數(shù)多、強(qiáng)度大，水力充填次之，全部垮落法次數(shù)少且強(qiáng)度弱。一個(gè)煤層（或分層）先采，能使臨近煤層得到一定時(shí)間的卸載這種卸載開采稱之為開采解放層。①振動(dòng)卸壓爆破原理振動(dòng)爆破是一種特殊的爆破，它與爆破落煤不同。③鉆孔卻壓:采用煤體鉆孔可以釋放煤體中聚集的彈性能，消除應(yīng)力升高區(qū)。第三節(jié) 頂板大面積來壓一、頂板大面積來壓現(xiàn)象及特征頂板大面積來壓主要是由于堅(jiān)硬頂板被采空的面積超過一定的極限值，引起大面積冒落而造成的劇烈動(dòng)壓現(xiàn)象。如砂巖和礫巖層等，其單向抗壓強(qiáng)度可達(dá)8～， 。當(dāng)煤柱支撐面積與采空面積之比低于30%時(shí)，這種現(xiàn)象尤為嚴(yán)重，易于形成大面積來壓現(xiàn)象。因此，根據(jù)儀器量測的結(jié)果和結(jié)合歷次來壓預(yù)兆的特征，可對(duì)大面積來壓進(jìn)行較準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)，避免造成災(zāi)害。(1）頂板高壓注水頂板注水可以起軟化頂板，增加和擴(kuò)展裂隙，以及潤滑弱面等作用。(3）預(yù)防暴風(fēng)措施在有大面積來壓危險(xiǎn)的礦井或區(qū)域，可采取預(yù)防措施，以免對(duì)生產(chǎn)和安全造成危害。這兩種措施必須同時(shí)采用。煤與瓦斯突出包括突出、壓出和傾出三種類型。地壓活動(dòng)劇烈，頂板來壓，不斷發(fā)生掉碴和支架斷裂聲；煤層中產(chǎn)生震動(dòng)，手扶煤壁感到震動(dòng)和沖擊；聽到煤炮聲或悶雷聲，一般先遠(yuǎn)后近，先小后大，先單響后連響，突出時(shí)伴隨巨雷響聲。即預(yù)測掘進(jìn)工作面附近煤體的突出危險(xiǎn)性，一般在掘進(jìn)土作面推進(jìn)過程中進(jìn)行預(yù)測的方法有 3 種：鉆孔瓦斯涌出初速度法； R 值指標(biāo)法；掘進(jìn)鉆屑指標(biāo)法。在預(yù)測的過程中，若任一指標(biāo)大于或等于臨界值，該工作面應(yīng)確定為突出危險(xiǎn)工作面。(3）防治煤與瓦斯突出措施的效果檢驗(yàn)。安全防護(hù)措施包括石門揭穿煤層時(shí)的震動(dòng)爆破，采掘工作面的遠(yuǎn)距離爆破，避難所、急救袋和自救器。～ 間的鉆屑，用彈簧秤稱其質(zhì)量。，并遵守下列規(guī)定：① 掘進(jìn)上山時(shí)不應(yīng)采取松動(dòng)爆破、水力沖孔、水力疏松等措施。④在急傾斜突出煤層中采用雙上山掘進(jìn)時(shí)，2個(gè)上山之間應(yīng)開聯(lián)絡(luò)巷，聯(lián)絡(luò)巷間距不得大于10m ，上山與聯(lián)絡(luò)巷只準(zhǔn)1個(gè)工作面作業(yè)。，應(yīng)注意事項(xiàng)：(1） 。：(l）掘進(jìn)工作面執(zhí)行防突措施后，必須進(jìn)行效果檢驗(yàn)，只有當(dāng)效果檢驗(yàn)的參數(shù)不超標(biāo)時(shí)，工作面方可恢復(fù)生產(chǎn)。(5）當(dāng)措施無效時(shí)，必須再執(zhí)行防突措施，或延長鉆孔的排放時(shí)間，或再采取其他有效措施，直到指標(biāo)不超為止。③風(fēng)筒末端與工作面距離控制在5m 以內(nèi)。② 在巷道長度小于300m 時(shí)，爆破躲炮地點(diǎn)在反向風(fēng)門之外新鮮風(fēng)流中，當(dāng)巷道長度大于300m 時(shí)，爆破躲炮點(diǎn)在避難所內(nèi)距工作面的距離大于200m。避難所必須設(shè)向外開啟的嚴(yán)密的隔離門，所內(nèi)凈高不得小于2m ，凈寬不小于1 5m，所內(nèi)支護(hù)必須良好，與巷道和鄰一側(cè)必須用料石或磚砌實(shí)封嚴(yán)，并設(shè)有與礦調(diào)度室直通電話。④ 壓風(fēng)自救要安裝在地點(diǎn)寬敞、支護(hù)良好且沒有雜物堆積加人行道側(cè)。( 4 ）機(jī)電防爆① 煤與瓦斯突出工作面必須安排專職防爆電工，按規(guī)定每天各班對(duì)該工作面的電器設(shè)備進(jìn)行全面檢查，杜絕失爆。復(fù)習(xí)思考題第五章 爆破安全第一節(jié) 爆破基礎(chǔ)知識(shí)炸藥的爆炸及爆炸作用（一）炸藥的化學(xué)反應(yīng)形式（1）熱分解。在炸藥運(yùn)輸以及貯存時(shí)，如果不注意控制炸藥周圍的溫度，就會(huì)使炸藥分解釋放出的熱量積聚，溫度升高。燃燒是炸藥在熱源或火焰作用下引起的化學(xué)反應(yīng)過程。一旦炸藥著火，切不可用砂土掩蓋。炸藥的爆炸與然燒過程類似，只在局部區(qū)域進(jìn)行，但爆炸是靠沖擊波的作用來傳遞能量和激起化學(xué)反應(yīng)，基本上不受環(huán)境影響；爆炸反應(yīng)也比燃燒反應(yīng)更為激烈，放出熱量大，形成溫度也高。炸藥的以上幾種反應(yīng)形式之間有著密切的關(guān)系，在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。（二）炸藥的傳爆及影響傳爆穩(wěn)定性的因素1)炸藥的傳爆。化學(xué)反應(yīng)釋放的一部分能量用來補(bǔ)充沖擊波傳播時(shí)的能量消耗，使沖擊波能維持以一定速度和波陣面壓力向前傳播，這種伴隨發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在炸藥中傳播的特殊形式的沖擊波即爆轟波。炸藥起爆后，并不是一開始就達(dá)到了穩(wěn)定傳爆狀態(tài)，通常都要有一段加速過程。單質(zhì)炸藥密度增加，則爆轟壓力也增高?！睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定，在裝藥時(shí)不得沖撞或搗實(shí)炸藥，就是為了避免因改變藥卷密度而導(dǎo)致爆破事故的發(fā)生。當(dāng)藥卷直徑小于臨界直徑時(shí)，傳爆性極差，爆速顯著下降，甚至自行熄爆；直徑增加至極限直徑時(shí)，爆速將不再增加。在井下掘進(jìn)爆破中，有時(shí)炮煙格外嗆人，就是炸藥傳爆不穩(wěn)定的典型特征，對(duì)安全極為不利。感度與所需起爆能成反比。(1)熱感度。(2）機(jī)械感度。起爆沖能感度又稱為爆轟感度或起爆感度，是指炸藥對(duì)別的炸藥爆炸時(shí)所產(chǎn)生的爆轟沖擊的敏感程度。但在工程爆破中，則必須保證炮眼內(nèi)相鄰藥卷完全殉爆，防止產(chǎn)生半爆，降低爆破效率殉爆距離是指主炸藥包能誘導(dǎo)被動(dòng)藥包爆炸的最大距離。炸藥的爆炸作用可分為兩部分。因?yàn)樵诖嘈杂矌r中爆生的沖擊波和爆轟波傳播速度快，形成的沖擊破壞作用大；而在韌性軟巖中爆生沖擊波和爆轟波傳播速度慢，形成的沖擊破壞作用小。煤礦許用炸藥可以分為煤礦銨銻炸藥、煤礦水膠炸藥、煤礦乳化炸藥和離子交換型安全煤礦炸藥等。TNT作為敏化劑，含量越高，炸藥的爆炸性能就越好。煤礦錢銻炸藥中，以不同配比添加食鹽，就成為不同安全等級(jí)的煤礦鐵銻炸藥。水膠炸藥是由氧化劑（硝酸按為主）的水溶液、敏化劑（硝酸甲胺、鋁粉等）和膠凝劑等基本成分組成的含水炸藥。水膠炸藥的使用保證期為1年。乳化炸藥具有起爆敏感度高、爆速高、猛度高、抗水性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。離子交換型煤礦炸藥的安全度是現(xiàn)有煤礦許用炸藥中最高的品種，它具有較好的貯存安定性，間隙效應(yīng)小。（二）.煤礦許用電雷管1)電雷管的結(jié)構(gòu)。常用的管殼有銅殼、紙殼，過去多為銅殼，因銅材來源少，后多改為紙殼，但紙殼耐壓強(qiáng)不夠，易吸潮，受潮后容易拒爆，現(xiàn)又改為覆銅管。管底中心有一傳火孔。電雷管裝入正、副兩種起爆藥，正起爆藥有一定感度，先起爆可以保證雷管起爆的準(zhǔn)確性，又能使副起爆藥安全地起爆，從而使雷管有足夠的起爆能力。電雷管的引火裝置是利用電流通過電橋絲或藥劑，將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮茏饔糜谝鹚巹?，使引火藥發(fā)火燃燒，將熱能再傳遞給起爆藥或延期藥，引燃雷管爆炸。爆破作業(yè)中，多要求藥包按一定順序經(jīng)一定時(shí)間間隔進(jìn)行爆炸。(1)瞬發(fā)電雷管。瞬發(fā)電雷管可分為普通型和煤礦許用型兩種。消焰劑通常采用氯化鉀，可以起到降低爆溫、消焰和隔離瓦斯與爆炸火焰接觸的作用，從而有效的預(yù)防瓦斯爆炸。表31國產(chǎn)毫秒延期電雷管延期時(shí)間與標(biāo)志普通型毫秒電雷管由于金屬管殼、加強(qiáng)帽、聚乙烯絕緣腳線包皮等在雷管爆炸時(shí)產(chǎn)生灼熱碎片和殘?jiān)?；延期藥燃燒時(shí)噴出高溫顆粒殘?jiān)桓逼鸨幈〞r(shí)產(chǎn)生高溫火焰等原因，仍有爆炸的可能性。使用煤礦許用毫秒電雷管時(shí)，最后一段的延期時(shí)間不得超過130ms（即15段）。煤礦井下常用的炮泥有兩種，一種是水炮泥，一種是粘土炮泥。《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：炮眼封泥應(yīng)用水炮泥，水炮泥外剩余的炮眼部分，應(yīng)用粘土炮泥或用不燃性的、可塑性松散材料制成的炮泥封實(shí)。(4）炮眼深度超過2. 5m時(shí)，封泥長度不得小于lm,屬網(wǎng)、水或大地等當(dāng)作回路。爆破后必須立即將把手或鑰匙拔出，摘掉母線并扭結(jié)短路。該發(fā)爆器的型號(hào)很多，但工作原理相同。它具有體積小、重量輕、攜帶和操作方便、外殼防爆，供電時(shí)間能自動(dòng)控制在6ms以內(nèi)。（1） 檢查下井前領(lǐng)取發(fā)爆器時(shí)，應(yīng)對(duì)發(fā)爆