冲击地压理论与技术.ppt

冲击地压理论与技术
第1页，共30页，2022年，5月20日，8点25分，星期一
提 纲
1 基本概念
2 基本理论
3 冲击地压预测与防治技术
4 冲击地压实例
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组合煤岩的摩擦滑动失稳实验
岩石材料的摩擦滑动性状：两种滑动特性，即稳定滑动和粘滑
实际发生冲击地压的煤岩体 ：“三硬”结构 ，且在顶板与煤层之间存在着一层较薄的粉状软煤
实际冲击地压多发生在断层、背向斜构造及煤层变薄带附近
冲击后主要表现为煤体的冲出
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三种试样
砂岩－砂岩
砂岩－煤
煤－煤试样
三种试样示意图
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砂岩—砂岩试样摩擦滑动曲线
砂岩—煤试样摩擦滑动曲线
煤—煤试样摩擦滑动曲线
分析结果：
砂岩—煤试样：
粘滑现象
砂岩—砂岩
煤—煤试样：
稳定滑动状态
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（a）组合模型；（b）、（c）组合模型承压破坏的状况
组合模型破坏前后的状况
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某矿煤的动态破坏时间曲线
某矿煤的冲击能量曲线
某矿煤的弹性能量曲线对比
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冲击地压预测
采用具体的方法和装备预测何时何地会不会发生冲击地压，破坏性如何？
采动应力监测、钻屑法、地音与微震、电磁辐射等
冲击地压防治
对具有冲击危险的区域实施具体措施以降低冲击危险性。
合理开拓布置、保护层开采、煤岩层注水、煤层卸载爆、深孔断顶爆破等。
3 冲击地压预测与防治
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华丰煤矿巨厚砂砾岩坚硬顶板冲击地压
华丰煤矿冲击地压主要发生在4层煤，，其直接顶为4~9 m的粉砂岩， MPa， MPa。老顶总厚度为78 m，其中第一分层22 m，为中细和中粗砂岩，第二分层厚56 m，为中细砂岩。老顶之上为70 m泥岩和红土层，红土层之上为500 m以上的坚硬砂砾岩。
经实验室测定，华丰煤矿4层煤的动态破坏时间DT为30~46ms，弹性能量指数为10~16，~，顶板岩层的弯曲能量指数为49KJ。即4层煤具有严重的冲击倾向性，顶板岩层具有中等冲击倾向性。
4 冲击地压实例
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华丰“”冲击事故平面图
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深部开采非坚硬顶板条件冲击地压
随着厚及特厚煤层的综采放顶煤、大采高等高强度开采技术的推广应用，发生冲击地压矿井的煤岩层结构发生了一定的改变，即不仅在坚硬顶板条件下发生冲击地压，而且在非坚硬顶板条件下也相继发生冲击地压灾害，甚至由此引发更为严重的***或煤尘爆炸灾害。
例如， 2003年淮北芦岭煤矿“”因顶板冲击引起采空区***喷出导致***爆炸事故，2004年陕西陈家山煤矿 “”综放开采自然发火引发***爆炸事故，2005年辽宁孙家湾煤矿“” 综放开采引发矿震导致的***爆炸事故。
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孙家湾””事故
背向斜
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3 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42
煤壁前方煤体与煤壁距离/m
综放开采、中硬顶板
综放开采、坚硬顶板
分层开采、中硬顶板
分层开采、坚硬顶板
大采高采、中硬顶板
大层开采、坚硬顶板
36
33
30
27
24
21
18
15
12
9
6
3
0
工作面超前支承压力/MPa
不同采法条件下初采期间工作面超前支承压力分布规律曲线
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3 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42
煤壁前方煤体与煤壁距离/m
33
30
27
24
21
18
15
12
9
6
3
0
工作面超前支承压力/MPa
不同采法条件下正常推采期间工作面超前支承压力分布规律曲线
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非坚硬顶板条件下冲击地压发生