沖擊地壓及其開采技術(shù)授課提綱-資料下載頁
2025-08-05 19:44本頁面
【正文】 由圖可知上下層工作面的安全錯距可采用下式計算：=＋L＋ b 式中：－安全錯距（米）；M－層間距離（米）。 －巖層段動角； L－兩工作面間的備用距離，一般為35～50米（即一個月的推進度）。b－最大控頂距背離采空區(qū)回采（四）避免在高應(yīng)力區(qū)掘進巷道前已述（五）采用長壁式工作面開采具有沖擊危險的煤層。國家煤監(jiān)局已文件要求，取消短壁式開采，這不僅提高了資源回收率，從開采技術(shù)上也排除了很多隱患。我國歷史以來的短壁開采方法很多如：房式、房柱式、倉儲式、倒臺階、垛式、走向短壁式等等。這些采煤方法的共同特點，即是工作面長度短煤柱多，應(yīng)力集中點多，大范圍被采后，煤柱上的應(yīng)力比較高。對于有沖擊危險的煤層來說，易發(fā)生沖擊地壓 ，這是我國具有沖擊危險礦井多年的教訓(xùn)。至于其他方面也存在著很多的缺點，此處不在詳述。（六）改變煤巖體的物理力學(xué)性質(zhì)越堅硬的煤巖體，穩(wěn)定性越好，而穩(wěn)定性越好的煤巖體，開采后的移動支承壓力越不易于釋放，不易于消耗于煤巖體的破壞過程之中。如果能使堅硬，穩(wěn)定的煤巖體的物理力學(xué)性質(zhì)弱化，降低其承受集中應(yīng)力的能力，即減少彈性能的積聚，就可以從本質(zhì)上減弱沖擊地壓的危險。因此可采用煤層高壓注水的方法人為地在煤巖體中造成一系列的弱面，并起軟化作用，以降低煤巖體的強度和增加塑性變形量，即可達(dá)到減弱沖擊的目的。注水后，～%時，～%。放震動炮是人為地釋放煤體內(nèi)部集中應(yīng)力區(qū)積聚的能量。在回采工作面使用時，一般沿工作面走向打4～6米深的炮眼，進行松動爆破，使最大支承壓力轉(zhuǎn)入煤體深處，可大大降低對采場的威協(xié)。這種方法在西德取得了較好的效果?？撞劾媺菏沁x用大直徑鉆孔或切割溝槽使煤體松動，達(dá)到缷壓效果。缷壓鉆孔的深度一般應(yīng)穿過應(yīng)力增高帶。在掘進石門揭開有沖擊危險的煤層時，應(yīng)距煤層5～8米處停止掘進，使鉆孔穿透煤層進行缷壓。在回采工作面中使用時，鉆孔深度為15～20米，鉆孔直徑為75～150毫米（目前孔徑已發(fā)展到250～300毫米），孔距為1～。（七）設(shè)置沖擊地壓監(jiān)測系統(tǒng)前已述，波蘭是煤礦沖擊地壓比較嚴(yán)重的國家。除了在開采系統(tǒng)上采取了一系列措施外，井上下監(jiān)測系統(tǒng)的作用也是波蘭多年來防治沖擊地壓的重要手段。我國北京礦務(wù)局至80年代就引進了這套系統(tǒng)，對防治該局的沖擊地壓發(fā)揮了較理想的作用。這套系統(tǒng)設(shè)有地面監(jiān)測接收站，地下各個工作面掘進頭埋有電磁感應(yīng)探頭，當(dāng)有些地點的應(yīng)力達(dá)到一定界限，探頭能及時將信號傳遞到地面接收站，然后采取相應(yīng)措施，避免了沖擊地壓的發(fā)生或沖擊地壓造成的危害。對于有沖擊危險的煤層可配備使用這一監(jiān)測系統(tǒng)，能大大提高具有沖擊危險煤層的安全性能。一般來說，防治沖擊地壓，可能需要多種方法的結(jié)合，但其重點應(yīng)放在開拓部署和開采方法上，圖5－11所示的沖擊地壓綜合防治方案，可供相關(guān)人員參考。圖5－11，沖擊地壓綜合防治方案六、采深與沖擊地壓的關(guān)系波蘭曾對此問題做過試驗研究。巷道周邊煤巖抗壓強度隨開采深度變化曲線如圖6－1所示。從煤強度來看：當(dāng)時，深度450m左右，煤體遭到破壞；當(dāng)，深度超過610m時，煤體遭到破壞；當(dāng)，深度超過750m時，煤體遭到破壞；當(dāng)，深度超過880m時，煤體遭到破壞。以上幾種情況的臨界深度充分說明：不同的煤體具有不同的臨界深度。不同深度的煤體會遭到不同程度的破壞，為煤的擠出甚至突出提供了條件。表51巷道周邊煤巖抗壓強度隨開采深度的變化開采深度H/m巖石容重原巖應(yīng)力/MPa煤不同抗壓強度下巷道周邊煤的垂直應(yīng)力巖石不同抗壓強度下巷道周邊煤的垂直應(yīng)力1520253040609011020022400236002480025100026圖51巷道周邊煤巖抗壓強度隨開采深度的變化曲線從頂板巖石強度來看:即使巖層的埋深達(dá)到1000m，作用在其上的應(yīng)力也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于自身的強度，故巖石通常不會被破壞。但其上必然積聚一定的彈性能。從頂板一煤體整個體系來看：受到上覆巖層的重力作用，特別是由于采掘活動，遭受疊加應(yīng)力的影響后，煤體的破壞的程度及巖體積聚的彈性能會進一步提高，一旦有誘發(fā)條件（當(dāng)然也與煤的沖擊傾向度有關(guān)），無疑會在瞬時將煤體拋出，形成不同等級的沖擊地壓。由此可見，煤礦中出現(xiàn)的沖擊地壓多為煤體突出，歸納為： 會形成強沖擊地壓 會形成沖擊地壓有沖擊傾向無沖擊傾向式中——某一深度的原巖應(yīng)力；——圍巖應(yīng)力；——煤的抗壓強度。七、案例分析案例194年5月新汶礦務(wù)局孫村煤礦1217工作面發(fā)生了較強烈的沖擊礦壓。沖擊地壓發(fā)生時，“濃煙”滾滾，煤塵飛揚，伸手不見五指。在100米以外的躲炮人員被沖倒，安全帽被沖跑，三人受輕傷。巷道變形嚴(yán)重。第三切眼已掘的22米巷道，～，支柱歪斜，局部冒頂，下部20米范圍內(nèi)巷道上幫木棚全部折斷。，沖擊煤炭150T。此處開采的范圍為三角煤柱，埋深830米，直接頂為5米厚中粒砂巖，老頂為54米厚砂巖和粉砂巖，直接底為4米厚的中粒砂巖。試驗表明：該工作面開采的二層煤具有沖擊傾向性。這是造成沖擊的內(nèi)在因素；頂?shù)桶婢^硬，采深較大，支撐壓力高及該工作面東西兩側(cè)斷層將直接頂和老頂切割形成的構(gòu)造應(yīng)力是導(dǎo)致沖擊地壓的外在因素。直接誘發(fā)沖擊地壓的是：當(dāng)?shù)谌齻€切眼向上掘至22米處，在向東掘進聯(lián)絡(luò)眼時，迎頭放炮所致。案例2。沖擊地壓突然發(fā)生，巨大聲響使距出事地點300米之外的工作人員都有明顯感覺，彈性振動使軌道同枕木一起拋向巷道的一側(cè)，有90米長的鋼軌被并到一起，沖擊破壞風(fēng)橋一座，工作人員被彈起摔倒，礦帽被沖掉。受災(zāi)區(qū)頂板明顯下沉，底板鼓裂。支架大量折損。附近巷道都受到不同破壞，合計達(dá)380多米。此開采范圍屬于一半島形大煤柱，埋深496～644米，煤厚2～。煤質(zhì)中硬，f=～，％～％，頂板為厚20～40米的堅硬中粒石英砂巖。試驗表明，該采層的二層煤具有強烈沖擊傾向性；這一半島煤柱上支承壓力集中形成較高的應(yīng)力區(qū)，在此處掘進改變了煤的約束條件，造成煤體極限平衡狀態(tài)的破壞而誘發(fā)沖擊地壓。為了預(yù)防類似沖擊地壓的發(fā)生，除采取煤層預(yù)注水等措施降低煤層沖擊傾向性外，應(yīng)盡量避免形成孤島或半島煤柱，避免在高應(yīng)力區(qū)開掘槍眼。思 考 題： 試分析沖擊地壓發(fā)生的條件。 試分析從生產(chǎn)技術(shù)上如何避免沖擊地壓的發(fā)生。 試分析沖擊地壓防治措施的基本原理與主要方法。 試分析沖擊地壓的綜合防治措施。36
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