冲击地压防治PPT课件.ppt

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1、关于冲击地压防治第一张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 煤矿冲击地压灾害概况煤矿冲击地压灾害概况第二张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 1.冲击地压概述冲击地压概述 煤矿在开采中，由于采掘导致的煤层顶底板垮断与破煤矿在开采中，由于采掘导致的煤层顶底板垮断与破坏，支架折损、冒顶、煤壁片帮、底鼓等现象，可以归结坏，支架折损、冒顶、煤壁片帮、底鼓等现象，可以归结为一般的矿山压力现象，是煤岩体在采动条件下围岩应力为一般的矿山压力现象，是煤岩体在采动条件下围岩应力重新分布而发生的常见的矿山压力显现形式。重新分布而发生的常见的矿山压力显现形式。而冲击地压而冲击地压是是一种特殊矿压显现形式，

2、通常是在煤、岩一种特殊矿压显现形式，通常是在煤、岩力学系统达到极限强度时，以突然、急剧、猛烈的形式释放力学系统达到极限强度时，以突然、急剧、猛烈的形式释放弹性能，导致煤岩层瞬时破坏并伴随有煤粉和岩石的冲弹性能，导致煤岩层瞬时破坏并伴随有煤粉和岩石的冲出出，造成井巷的破坏及人身伤亡事故。造成井巷的破坏及人身伤亡事故。第三张，PPT共七十六页，创作于2022年6月第四张，PPT共七十六页，创作于2022年6月第五张，PPT共七十六页，创作于2022年6月第六张，PPT共七十六页，创作于2022年6月第七张，PPT共七十六页，创作于2022年6月第八张，PPT共七十六页，创作于2022年6月第九张，

3、PPT共七十六页，创作于2022年6月第十张，PPT共七十六页，创作于2022年6月第十一张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 世界上有记载的第一次发生冲击地压于世界上有记载的第一次发生冲击地压于17381738年英国的南年英国的南史培福煤田。史培福煤田。200 200多年来，其危害几乎遍布世界各采矿国家，包括我国多年来，其危害几乎遍布世界各采矿国家，包括我国在内的在内的2020多个国家和地区都记录有冲击地压现象。多个国家和地区都记录有冲击地压现象。我国我国19331933年抚顺胜利矿最早发生冲击地压；年抚顺胜利矿最早发生冲击地压；19851985年年我国冲击地压煤矿为我国冲击地压煤矿为

4、3232个，主要分布在北京、枣庄、抚顺、个，主要分布在北京、枣庄、抚顺、大同、阜新、天池等局矿，开采深度平均为大同、阜新、天池等局矿，开采深度平均为600600750m750m。近年来，由于煤矿开采深度的不断增加，冲击地压发近年来，由于煤矿开采深度的不断增加，冲击地压发生矿井数量及程度又呈明显上升的趋势生矿井数量及程度又呈明显上升的趋势。第十二张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 仅仅19971997年至年至20062006年底，先后在大同、抚顺、北京、徐州、新汶、年底，先后在大同、抚顺、北京、徐州、新汶、开滦、华亭、义马、阜新、平顶山等局因冲击地压的发生而导致的重开滦、华亭、义马、阜新

5、、平顶山等局因冲击地压的发生而导致的重大伤亡事故就多达大伤亡事故就多达1010余起，死亡人数达百余人。余起，死亡人数达百余人。截至截至20062006年底，仅新发生冲击地压的矿井就多达年底，仅新发生冲击地压的矿井就多达6060余个，分布余个，分布范围扩大到开滦、新汶、义马、鹤岗、淮南、大屯、平顶山、范围扩大到开滦、新汶、义马、鹤岗、淮南、大屯、平顶山、华亭、韩城、兖州、七台河等局矿，开采深度也达到华亭、韩城、兖州、七台河等局矿，开采深度也达到7507501150m1150m。冲击地压一直没有像对待冲击地压一直没有像对待水、火、瓦斯水、火、瓦斯等煤矿天敌那样引起等煤矿天敌那样引起人们的足够重视，

6、就是发生了冲击地压，工人们也俗称之为人们的足够重视，就是发生了冲击地压，工人们也俗称之为“煤炮煤炮”。绝大部分煤矿都没有采取治理和防范措施，也没有相应的绝大部分煤矿都没有采取治理和防范措施，也没有相应的研究治理理论，更缺乏对职工进行防治冲击地压方面的有针研究治理理论，更缺乏对职工进行防治冲击地压方面的有针对性的培训教育。对性的培训教育。第十三张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 2.2.我国冲击地压的主要特点我国冲击地压的主要特点 2.1 2.1 突发性突发性 冲击地压发生前一般没有明显的宏观前兆，相当多的冲击地压是由冲击地压发生前一般没有明显的宏观前兆，相当多的冲击地压是由爆破、顶板来

7、压等引起的，但也有很多是在没有人员活动的期间内发爆破、顶板来压等引起的，但也有很多是在没有人员活动的期间内发生的，很难确定诱发因素生的，很难确定诱发因素 冲击地压一般伴随有强烈的震动和声响，最大震级可达冲击地压一般伴随有强烈的震动和声响，最大震级可达M4.3M4.3级，地面几级，地面几千米范围内有震感。千米范围内有震感。2.2 2.2 类型多样类型多样 我国冲击地压以煤层冲击最常见，也有顶板冲击和底板冲击。房我国冲击地压以煤层冲击最常见，也有顶板冲击和底板冲击。房山矿发生的一次冲击地压，底板突然鼓起并开裂成山矿发生的一次冲击地压，底板突然鼓起并开裂成5cm5cm宽的裂缝。宽的裂缝。在煤层冲击中

8、，绝大多数表现为在煤层冲击中，绝大多数表现为破碎煤破碎煤从煤壁抛出，也有极个别从煤壁抛出，也有极个别情况表现为数十平方米的情况表现为数十平方米的煤体整体滑移煤体整体滑移。第十四张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 2.3 2.3 破坏和损失巨大破坏和损失巨大 2.3.1 2.3.1 人员伤亡。冲击地压造成震动使人员碰伤，所造成的冒人员伤亡。冲击地压造成震动使人员碰伤，所造成的冒顶、片帮、支架折断也伤及人员；由于巷道堵塞、人员被埋而顶、片帮、支架折断也伤及人员；由于巷道堵塞、人员被埋而窒息。窒息。2.3.2 2.3.2 破坏生产。冲击地压造成片帮、底鼓、冒顶可造成几十破坏生产。冲击地压造成

9、片帮、底鼓、冒顶可造成几十米巷道被堵塞，几百米巷道支架被损坏，机械设备被移位，风米巷道被堵塞，几百米巷道支架被损坏，机械设备被移位，风门被暴风摧垮，有的被迫停采，损失煤炭可多达数万门被暴风摧垮，有的被迫停采，损失煤炭可多达数万t t。2.3.3 2.3.3 地面房屋被震坏开裂。地面房屋被震坏开裂。2.4 2.4 灾害程度不同灾害程度不同 我国煤矿冲击地压的强度、频度、灾害程度、伴生灾害情况等因开我国煤矿冲击地压的强度、频度、灾害程度、伴生灾害情况等因开采地质条件的不同而差别较大。采地质条件的不同而差别较大。根据微震检测系统记录，门头沟煤矿（现已关闭）平均每月记录根据微震检测系统记录，门头沟煤矿

10、（现已关闭）平均每月记录到到160160次各类冲击和震动；次各类冲击和震动；第十五张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 华丰煤矿每月可监测到华丰煤矿每月可监测到10001000余次各类震动；余次各类震动；老虎台煤矿也是冲击地压严重的矿井，每月震动次数达老虎台煤矿也是冲击地压严重的矿井，每月震动次数达300300余次；余次；台吉矿存在岩爆、矿震、岩石冲击、冲击地压、地温热害等，是我台吉矿存在岩爆、矿震、岩石冲击、冲击地压、地温热害等，是我国深井开采多种灾害并存的典型。国深井开采多种灾害并存的典型。2.5 2.5 发展趋势严重发展趋势严重 19491949年以前我国发生冲击地压的矿井只有年以

11、前我国发生冲击地压的矿井只有2 2个，个，2020世纪世纪5050年代增加年代增加到到7 7个，个，6060年代为年代为1212个，个，7070年代为年代为2222个，个，8080年代为年代为3232个，个，9090年代为年代为5050余个，目前达余个，目前达142142个。个。随着开采深度的增加、开采范围的矿大和开采强度的加大，近年来虽随着开采深度的增加、开采范围的矿大和开采强度的加大，近年来虽然采取了不少措施，但全国冲击地压矿井和总的冲击地压次数并未减少。然采取了不少措施，但全国冲击地压矿井和总的冲击地压次数并未减少。因此，我国煤矿的开采实践看，冲击地压灾害将更加严重。因此，我国煤矿的开采

12、实践看，冲击地压灾害将更加严重。第十六张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 3.3.冲击地压冲击地压发发生机理及条件生机理及条件 3.1 3.1 冲击地压发生机理冲击地压发生机理 冲击地压发生机理，是指冲击地压发生的原因、条件、机冲击地压发生机理，是指冲击地压发生的原因、条件、机制和物理过程。制和物理过程。在一定的地质因素和开采条件下，煤（岩）受外力在一定的地质因素和开采条件下，煤（岩）受外力引起变形，发生突然破坏的力学过程，学者研究得出的引起变形，发生突然破坏的力学过程，学者研究得出的冲击地压的理论：冲击地压的理论：强度理论强度理论、刚度理论、冲击倾向性理刚度理论、冲击倾向性理论、能量

13、理论和变形系统失稳理论。论、能量理论和变形系统失稳理论。第十七张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 我国学者我国学者李玉生李玉生在总结了强度理论、能量理论和冲击在总结了强度理论、能量理论和冲击倾向性理论之后，结合国外研究成果提出了倾向性理论之后，结合国外研究成果提出了“三准则三准则”理理论。论。该理论认为：该理论认为：强度准则强度准则是煤岩体的破坏准则，而是煤岩体的破坏准则，而能量能量准则准则和和冲击倾向性准则冲击倾向性准则是突然破坏准则，因而只有当这是突然破坏准则，因而只有当这三个准则同时满足时，才会发生冲击地压。三个准则同时满足时，才会发生冲击地压。齐庆新齐庆新从煤岩体结构特牲出发提

14、出了从煤岩体结构特牲出发提出了”三因素三因素”机理。机理。该理论认为：该理论认为：冲击冲击地地压压多发生在断层、煤层变化等构多发生在断层、煤层变化等构造区域，冲击地造区域，冲击地压压与煤岩体结构与煤岩体结构具有密切的关系。具有密切的关系。第十八张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 冲击发生除与冲击发生除与内在因素内在因素(冲击倾向性冲击倾向性)、力源因素力源因素(高度的应力高度的应力集中或高度的能量储存与动态抗动集中或高度的能量储存与动态抗动)有关外，有关外，煤岩体结构因素煤岩体结构因素(具有弱具有弱面和容易引起突变滑动的层状介面面和容易引起突变滑动的层状介面)也是冲击发生的主要因素之一

15、。也是冲击发生的主要因素之一。这这 三因素三因素是是导致导致冲击冲击地地压压多发生的多发生的主要因素。由于目前对煤岩体主要因素。由于目前对煤岩体在受外荷载作用下发生细观断裂和破坏的机理认识不深，同时也对煤在受外荷载作用下发生细观断裂和破坏的机理认识不深，同时也对煤岩体内部微裂纹的扩展与冲击过程之间的关系还不明确。岩体内部微裂纹的扩展与冲击过程之间的关系还不明确。到目前为止对冲击发生过程的研究尚未达到机理清晰、规律明到目前为止对冲击发生过程的研究尚未达到机理清晰、规律明确的程度，新的理论体系尚未形成。确的程度，新的理论体系尚未形成。如如“三准则三准则”理论并不具备可操作性，理论并不具备可操作性，

16、“三因素三因素”理论也不理论也不是独立的理论，它只是对冲击倾向性理论和能量理论的综合和发是独立的理论，它只是对冲击倾向性理论和能量理论的综合和发展。展。第十九张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 3.2 3.2 冲击地压的影响因素冲击地压的影响因素 冲击地压的发生与采动影响密切相关，但并不是只有冲击地压的发生与采动影响密切相关，但并不是只有采动影响就会发生冲击地压。引起冲击地压发生的影响采动影响就会发生冲击地压。引起冲击地压发生的影响因素分为三类：煤矿地质因素；开采技术条件因素；因素分为三类：煤矿地质因素；开采技术条件因素；组组织管理措施因素。织管理措施因素。3.2.1 3.2.1 地质

17、因素对冲击地压的影响地质因素对冲击地压的影响 3.2.1.1 3.2.1.1 开采深度开采深度 开采深度越大，冲击地压发生的可能性也越大，见开采深度越大，冲击地压发生的可能性也越大，见图图2-12-1，横坐标为采深，纵坐标为冲击指数，横坐标为采深，纵坐标为冲击指数W Wt t，即开采百，即开采百万吨煤炭的冲击地压次数）。万吨煤炭的冲击地压次数）。第二十张，PPT共七十六页，创作于2022年6月从从右右图知，当采深图知，当采深H350mH350m时时，发生冲击地压的可能性较发生冲击地压的可能性较小；小；350m350mH500mH500m时时，在一定，在一定程度上危险逐步增加；程度上危险逐步增加

18、；采深从采深从500m500m开始开始，随着开，随着开采深度的增加，发生冲击地采深度的增加，发生冲击地压的次数急剧增加，冲击危压的次数急剧增加，冲击危险性急剧加大。险性急剧加大。当采深为当采深为800m800m时时，冲击指数，冲击指数，Wt=0.57Wt=0.57，比采深为，比采深为500m500m时时（Wt=0.04Wt=0.04）增加了近）增加了近1414倍。倍。第二十一张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 我国四川天池煤矿的情况与此类似，如图所示。我国四川天池煤矿的情况与此类似，如图所示。从图中可以看出，采深从图中可以看出，采深700700m m时发生冲击地压的时发生冲击地压的次数

19、大大高于采深次数大大高于采深400400m m时的次数。时的次数。第二十二张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 我国煤矿开采实践表明，矿井不是在开始投产时就发我国煤矿开采实践表明，矿井不是在开始投产时就发生冲击地压，而是在开采到一定深度后才发生冲击地压。生冲击地压，而是在开采到一定深度后才发生冲击地压。通过综合分析我国部分冲击地压矿井的开采技术条件，通过综合分析我国部分冲击地压矿井的开采技术条件，表表2-1 2-1 列出了我国部分煤矿发生冲击地压的临界开采深度。列出了我国部分煤矿发生冲击地压的临界开采深度。由表由表2-12-1和图和图2-22-2可知，在中国煤矿的条件下，发生冲可知，在中

20、国煤矿的条件下，发生冲击地压的最小采深为击地压的最小采深为200540m200540m，平均为，平均为380380m m。表2-1 我国部分煤矿发生冲击地压的临界采深矿井门头沟天池抚顺城子大台陶庄房山华丰房山煤峪口最小采深/m200240250370460480520380540280第二十三张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 3.2.2 3.2.2 煤层的物理力学性质煤层的物理力学性质 我国冲击地层矿井煤层的单轴抗压强度大于我国冲击地层矿井煤层的单轴抗压强度大于15M15MPaPa，坚硬、脆，自然含水率低，最大不超，坚硬、脆，自然含水率低，最大不超过过4%4%。3.2.3 3.2.3

21、 顶板岩层的物理力学性质顶板岩层的物理力学性质 我国冲击地压矿井的煤层顶板一般都坚硬、我国冲击地压矿井的煤层顶板一般都坚硬、难冒难冒 。第二十四张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 3.2.4 3.2.4 煤岩层的结构煤岩层的结构 “三硬三硬”结构，即硬顶结构，即硬顶硬煤硬煤硬底结构。硬底结构。从冲击地压机理上分析，这是煤从冲击地压机理上分析，这是煤岩体内存储大量弹性变形能的前提岩体内存储大量弹性变形能的前提条件。条件。我国一部分冲击地压矿井的条件就我国一部分冲击地压矿井的条件就是这种结构类型，如大同忻州窑矿、北是这种结构类型，如大同忻州窑矿、北京门头沟矿、枣庄陶庄矿、开滦唐山矿、京门头

22、沟矿、枣庄陶庄矿、开滦唐山矿、新汶华丰矿、徐州三河尖矿等。新汶华丰矿、徐州三河尖矿等。第二十五张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 硬顶硬顶薄软煤层薄软煤层硬硬煤层结构，煤层结构，即在即在 硬硬 煤层与顶板岩层之间存在煤层与顶板岩层之间存在薄软煤层结构。薄软煤层结构。冲击地压多在煤层结构发冲击地压多在煤层结构发生变生变化、煤岩层具有一定倾角的条件下化、煤岩层具有一定倾角的条件下发生。发生。在我国主要冲击地压矿井都存在在我国主要冲击地压矿井都存在这种煤岩结构特征。这种煤岩结构特征。软煤软煤硬煤硬煤第二十六张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 3.2.5 3.2.5 地质构造地质构造

23、地层的多次运动形成了各种各样的地质构造，如断层、地层的多次运动形成了各种各样的地质构造，如断层、褶曲、背向斜、煤层厚度变化带及岩性变化带等。褶曲、背向斜、煤层厚度变化带及岩性变化带等。在这些地质构造区附近，由于存在着地质构造应力在这些地质构造区附近，由于存在着地质构造应力场，通常使煤岩体的构造应力，尤其是水平构造应力场，通常使煤岩体的构造应力，尤其是水平构造应力增加，而直接导致冲击地压的发生。增加，而直接导致冲击地压的发生。大量冲击地压实践表明，冲击地压常常发生在这些大量冲击地压实践表明，冲击地压常常发生在这些地质构造区域中，如向斜轴部、断层附近、煤层倾角地质构造区域中，如向斜轴部、断层附近、

24、煤层倾角变化带、煤层变薄带和构造应力带。变化带、煤层变薄带和构造应力带。第二十七张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 3.3 3.3 开采技术条件对冲击地压的影响开采技术条件对冲击地压的影响 开采技术条件对冲击地压的影响表现在两个方面：一是因为开采导致煤岩体的应力迅速增加，在一定区域、一定范围内形成高应力集中，达到了冲击地压发生的应力条件；二是原本具有高应力的煤岩体或接近极限状态的煤岩体，在采动条件作用下，诱发冲击地压。3.3.13.3.1采煤方法与巷道布置采煤方法与巷道布置 采煤方法、巷道布置形式、顶板管理方法的不同，煤岩体在掘进和采煤过程中矿山压力及其分布规律也显著不同，发生冲击地压

25、的危险性也各异。开采近距离煤层群时，不同煤岩层之间存在着相互影响。这种相互影响在一定条件下就会导致煤岩体处于极限应力状态或出现高度的应力集中，最终发生破坏性的冲击地压。第二十八张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 为了实现对冲击地压煤岩层的合理开拓布置，在开采为了实现对冲击地压煤岩层的合理开拓布置，在开采设计阶段，就应该正确地、最大限度地选择合理的开采布设计阶段，就应该正确地、最大限度地选择合理的开采布置和最大限度地限制在采场或巷道附近形成高度应力集中。置和最大限度地限制在采场或巷道附近形成高度应力集中。根据对冲击地压事故的资料分析，在采煤工作接近采空根据对冲击地压事故的资料分析，在采煤

26、工作接近采空区或老巷区或老巷40-5040-50m m范围内容易发生冲击地压，大多数事故出现范围内容易发生冲击地压，大多数事故出现在在20-3020-30m m范围内。范围内。规则地进行采煤规则地进行采煤 不留或少留煤柱不留或少留煤柱，尽可能保证工作面成直线，不使煤，尽可能保证工作面成直线，不使煤层有向采空区冲击的地段，层有向采空区冲击的地段，在煤层中掘巷量最少在煤层中掘巷量最少，限制，限制采场和巷道附近的应力集中，等等。采场和巷道附近的应力集中，等等。第二十九张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 用房柱式开采法因顶板长时间不能冒落，矿山压力随工作用房柱式开采法因顶板长时间不能冒落，矿山

27、压力随工作面继续推进而增加，顶板下沉和底板鼓起也随之增大，这就面继续推进而增加，顶板下沉和底板鼓起也随之增大，这就可能造成潜在危险。可能造成潜在危险。煤层或矿柱上的不均匀载荷及其应力松驰可能使一些煤层或矿柱上的不均匀载荷及其应力松驰可能使一些矿柱上应力水平提高很大，成为导致冲击地压的附加因素。矿柱上应力水平提高很大，成为导致冲击地压的附加因素。这里必须考虑到自由面在应力波的多次反射中的影响，以这里必须考虑到自由面在应力波的多次反射中的影响，以及由此造成应力强度的放大作用。及由此造成应力强度的放大作用。大量实践表明，长壁工作面是冲击地压煤层最有利的大量实践表明，长壁工作面是冲击地压煤层最有利的采

28、煤方法。采煤方法。第三十张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 顶板及时垮落顶板及时垮落 顶板管理方式对冲击地压的影响甚为显著。这是因为，顶板管理方式对冲击地压的影响甚为显著。这是因为，顶板岩层的悬、断、垮、冒，直接关系到顶板岩层中弹性能顶板岩层的悬、断、垮、冒，直接关系到顶板岩层中弹性能的释放形式和向煤体传递应力和弹性能的能力，甚至直接关的释放形式和向煤体传递应力和弹性能的能力，甚至直接关系到煤体是否会受到动载的影响。系到煤体是否会受到动载的影响。因为，动载的作用将会加剧冲击地压的发生，破坏更因为，动载的作用将会加剧冲击地压的发生，破坏更加剧烈。加剧烈。采用垮落法或采用人工爆破方法处理顶

29、板后，由于采用垮落法或采用人工爆破方法处理顶板后，由于顶板中的弹性能能够及时释放，冲击地压发生次数和顶板中的弹性能能够及时释放，冲击地压发生次数和强度均显著下降。强度均显著下降。第三十一张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 3.3.2 3.3.2 采掘顺序对冲击地压发生的影响采掘顺序对冲击地压发生的影响 采掘顺序直接影响煤岩层矿山压力的分布与大小，也直接影响冲击地压的发生。多煤层开采顺序多煤层开采顺序 多煤层即煤层群开采的条件下，通常采用下行开采。上层煤开采结束后，待煤岩体应力重新分布且稳定后再开采下层煤，能够保证下层煤应力的平稳与降低，从而起到降低冲击危险的目的；采用上行开采时，下层煤

30、的开采将有利于对上层煤的解放，使之应力降低，从而降低冲击危险性；相反，如果上、下煤层同时且错距达不到协调开釆的要求，则上、下煤层开采会相互影响，煤岩体的应力将发生叠加，应力集中强度增大，冲击危险性增大。第三十二张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 单一煤层采掘方向单一煤层采掘方向 单一煤层开采时，如巷道和采煤工作面的单一煤层开采时，如巷道和采煤工作面的相向推进相向推进、或在采煤工作面、煤柱中的支承压力带内掘进巷道、在或在采煤工作面、煤柱中的支承压力带内掘进巷道、在工作面向采空区或断层带推进等，都会使应力发生叠加，工作面向采空区或断层带推进等，都会使应力发生叠加，从而引起冲击地压的发生。从

31、而引起冲击地压的发生。如图如图2-72-7所示，当两个工作面相向推进时，前方煤体所示，当两个工作面相向推进时，前方煤体的应力会不断因叠加而增大，此时，发生冲击地压的危的应力会不断因叠加而增大，此时，发生冲击地压的危险性也不断增大；险性也不断增大；当掘进工作面在煤柱中掘进时，由于煤柱区附近为当掘进工作面在煤柱中掘进时，由于煤柱区附近为应力集中区，因此，在该区域内进行掘进，必然会增大应力集中区，因此，在该区域内进行掘进，必然会增大冲击地压发生的频率和强度。冲击地压发生的频率和强度。第三十三张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 3.3.3 3.3.3 煤柱对冲击地压发生的影响煤柱对冲击地压发生

32、的影响 煤柱是产生应力集中的地点，煤柱是产生应力集中的地点，孤岛形和半岛形煤柱可能孤岛形和半岛形煤柱可能受几个方向集中应力的叠加作用。受几个方向集中应力的叠加作用。从图从图2-82-8中可以清楚地看到，煤柱附近煤体应力集中程度大，中可以清楚地看到，煤柱附近煤体应力集中程度大，因而在煤柱附近最易发生冲击地压。因而在煤柱附近最易发生冲击地压。煤柱上的集中应力不仅对本煤层开采具有影响，还会向相煤柱上的集中应力不仅对本煤层开采具有影响，还会向相邻煤层传递，对相邻煤层的应力条件构成影响，甚至导致冲邻煤层传递，对相邻煤层的应力条件构成影响，甚至导致冲击地压的发生。击地压的发生。开采煤柱容易引起冲击地压，特

33、别是回收煤柱的工作面接开采煤柱容易引起冲击地压，特别是回收煤柱的工作面接近采空区时也容易引起冲击地压。近采空区时也容易引起冲击地压。第三十四张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 3.3.4 3.3.4 其他开采条件对冲击地压发生的影响其他开采条件对冲击地压发生的影响 影响冲击地压的其他开采技术条件还包括残采区、停采线、采煤影响冲击地压的其他开采技术条件还包括残采区、停采线、采煤工艺过程，如爆破、采煤机割煤等。工艺过程，如爆破、采煤机割煤等。残采区和停采线残采区和停采线 残采区和停采线冲击地压发生影响较大。从统计结果看，残采区和停采线冲击地压发生影响较大。从统计结果看，89%89%的冲的冲

34、击地压发生在残采区、停采线、断层区域。击地压发生在残采区、停采线、断层区域。采空区和开采面积采空区和开采面积 当工作面接近已有的采空区，其距离为当工作面接近已有的采空区，其距离为20302030m m时，冲击地压危险性时，冲击地压危险性随之增加。随之增加。如果工作面旁边有上区段的采空区，该采空区也使冲击地压的危险性如果工作面旁边有上区段的采空区，该采空区也使冲击地压的危险性增加，危险的最大位置在距煤柱增加，危险的最大位置在距煤柱1010m m左右；当采面接近老巷约左右；当采面接近老巷约1515m m左右时，冲左右时，冲击地压的危险性最大。击地压的危险性最大。在煤层开采面积增加的情况下，岩体的震

35、动能量也随之增加，研在煤层开采面积增加的情况下，岩体的震动能量也随之增加，研究表明，当开采面积为究表明，当开采面积为3 3万万m2m2时，释放的单位面积的震动能量最大。时，释放的单位面积的震动能量最大。第三十五张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 3.4 3.4 组织管理对冲击地压的影响组织管理对冲击地压的影响 主要是指如何从组织管理角度采取适当的技术措施以主要是指如何从组织管理角度采取适当的技术措施以保证将冲击地压的危害降低到最小程度，或因组织管理保证将冲击地压的危害降低到最小程度，或因组织管理措施未认真实施而发生灾害性、破坏性冲击地压事故。措施未认真实施而发生灾害性、破坏性冲击地压事

36、故。例如：对于冲击地压煤层开采而言，应按相关规定采取例如：对于冲击地压煤层开采而言，应按相关规定采取一系列冲击预测与防治措施，才能使冲击地压预测与防治一系列冲击预测与防治措施，才能使冲击地压预测与防治工程有效地进行如果在实际冲击地压的预测与防治实践中，工程有效地进行如果在实际冲击地压的预测与防治实践中，没有按有关规定采取必要的措施和检测仪器进行预测，没没有按有关规定采取必要的措施和检测仪器进行预测，没有选择有效的冲击地压防治措施而发生冲击地压，则表明有选择有效的冲击地压防治措施而发生冲击地压，则表明组织管理措施存在问题，直接导致了冲击地压的发生。组织管理措施存在问题，直接导致了冲击地压的发生。

37、第三十六张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 3.5 执行冲击地压防治规定执行冲击地压防治规定 煤矿安全规程煤矿安全规程对防治冲击地压对防治冲击地压的规定的规定 (1)(1)一 般 规 定 第二百二十五条第二百二十五条在矿井井田范围内发生过冲击地压现象的煤层，或者经鉴定煤层(或者其顶底板岩层)具有冲击倾向性且评价具有冲击危险性的煤层为冲击地压煤层。有冲击地压煤层的矿井为冲击地压矿井。第二百二十六条第二百二十六条有下列情况之一的，应当进行煤岩冲击倾向性鉴定：(一)有强烈震动、瞬间底(帮)鼓、煤岩弹射等动力现象的。(二)埋深超过400m 的煤层，且煤层上方100m 范围内存在单层厚度超过10

38、m 的坚硬岩层。(三)相邻矿井开采的同一煤层发生过冲击地压的。(四)冲击地压矿井开采新水平、新煤层。第三十七张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 第二百二十七条第二百二十七条开采具有冲击倾向性的煤层，必须进行冲击危开采具有冲击倾向性的煤层，必须进行冲击危险性评价。险性评价。第二百二十八条第二百二十八条矿井防治冲击地压矿井防治冲击地压(以下简称防冲以下简称防冲)工作应当遵工作应当遵守下列规定：守下列规定：(一一)设专门的机构与人员。设专门的机构与人员。(二二)坚持坚持“区域先行区域先行、局部跟进、局部跟进”的防冲原则。的防冲原则。(三三)必须编制中长期防冲规划与年度防冲计划，采掘工作面作业

39、规程必须编制中长期防冲规划与年度防冲计划，采掘工作面作业规程中必须包括防冲专项措施。中必须包括防冲专项措施。(四四)开采冲击地压煤层时，必须采取冲击危险性预测、监测预警、开采冲击地压煤层时，必须采取冲击危险性预测、监测预警、防范治理、效果检验、安全防护等综合性防治措施。防范治理、效果检验、安全防护等综合性防治措施。(五五)必须建立防冲培训制度。必须建立防冲培训制度。第三十八张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 第二百二十九条第二百二十九条新建矿井和冲击地压矿井的新水平、新采区、新建矿井和冲击地压矿井的新水平、新采区、新煤层有冲击地压危险的，必须编制防冲设计。防冲设计应当包括开新煤层有冲击

40、地压危险的，必须编制防冲设计。防冲设计应当包括开拓方式、保护层的选择、采区巷道布置、工作面开采顺序、采煤方法、拓方式、保护层的选择、采区巷道布置、工作面开采顺序、采煤方法、生产能力、支护形式、冲击危险性预测方法、冲击地压监测预警方法、生产能力、支护形式、冲击危险性预测方法、冲击地压监测预警方法、防冲措施及效果检验方法、安全防护措施等内容。防冲措施及效果检验方法、安全防护措施等内容。第二百三十条第二百三十条冲击地压矿井应当按防冲要求进行矿井生产能力冲击地压矿井应当按防冲要求进行矿井生产能力核定。提高矿井生产能力和新水平延深时，必须进行论证。核定。提高矿井生产能力和新水平延深时，必须进行论证。采取

41、综合防冲措施后不能消除冲击地压灾害的矿井，不得进行采掘采取综合防冲措施后不能消除冲击地压灾害的矿井，不得进行采掘作业。作业。第三十九张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 第二百三十一条第二百三十一条冲击地压矿井巷道布置与采掘作业应当遵守下列规定：(一一)开采冲击地压煤层时，在应力集中区内不得布置开采冲击地压煤层时，在应力集中区内不得布置2 2个工作面同个工作面同时进行采掘作业。时进行采掘作业。2 2个掘进工作面之间的距离小于个掘进工作面之间的距离小于150150m m 时，采煤时，采煤工作面与掘进工作面之间的距离小于工作面与掘进工作面之间的距离小于350350m m 时，时，2 2个采煤

42、工作面之个采煤工作面之间的距离小于间的距离小于500500m m 时，必须停止其中一个工作面。相邻矿井、相时，必须停止其中一个工作面。相邻矿井、相邻采区之间应当避免开采相互影响。邻采区之间应当避免开采相互影响。(二二)开拓巷道不得布置在严重冲击地压煤层中，永久硐室不得开拓巷道不得布置在严重冲击地压煤层中，永久硐室不得布置在冲击地压煤层中。煤层巷道与硐室布置不应留底煤，如果留布置在冲击地压煤层中。煤层巷道与硐室布置不应留底煤，如果留有底煤必须采取底板预卸压措施。有底煤必须采取底板预卸压措施。(三三)严重冲击地压厚煤层中的巷道应当布置在应力集中区外。双巷掘严重冲击地压厚煤层中的巷道应当布置在应力集

43、中区外。双巷掘进时进时2 2条平行巷道在时间、空间上应当避免相互影响。条平行巷道在时间、空间上应当避免相互影响。第四十张，PPT共七十六页，创作于2022年6月(四四)冲击地压煤层应当严格按顺序开采，不得留孤岛煤柱。在采空冲击地压煤层应当严格按顺序开采，不得留孤岛煤柱。在采空区内不得留有煤柱，如果必须在采空区内留煤柱时，应当进行论证，区内不得留有煤柱，如果必须在采空区内留煤柱时，应当进行论证，报企业技术负责人审批，并将煤柱的位置、尺寸以及影响范围标在报企业技术负责人审批，并将煤柱的位置、尺寸以及影响范围标在采掘工程平面图上。开采孤岛煤柱的，应当进行防冲安全开采论证；采掘工程平面图上。开采孤岛煤

44、柱的，应当进行防冲安全开采论证；严重冲击地压矿井不得开采孤岛煤柱。严重冲击地压矿井不得开采孤岛煤柱。(五五)对冲击地压煤层，应当根据顶底板岩性适当加大掘进巷道宽度。对冲击地压煤层，应当根据顶底板岩性适当加大掘进巷道宽度。应当优先选择无煤柱护巷工艺，采用大煤柱护巷时应当避开应力集中应当优先选择无煤柱护巷工艺，采用大煤柱护巷时应当避开应力集中区，严禁留大煤柱影响邻近层开采。巷道严禁采用刚性支护。区，严禁留大煤柱影响邻近层开采。巷道严禁采用刚性支护。(六六)采用垮落法管理顶板时，支架采用垮落法管理顶板时，支架(柱柱)应当有足够的支护强度，采应当有足够的支护强度，采空区中所有支柱必须回净。空区中所有支

45、柱必须回净。第四十一张，PPT共七十六页，创作于2022年6月(七七)冲击地压煤层掘进工作面临近大型地质构造、采空区、其他应冲击地压煤层掘进工作面临近大型地质构造、采空区、其他应力集中区时，必须制定专项措施。力集中区时，必须制定专项措施。(八八)应当在作业规程中明确规定初次来压、周期来压、采空区应当在作业规程中明确规定初次来压、周期来压、采空区“见方见方”等期间的防冲措施。等期间的防冲措施。(九九)在无冲击地压煤层中的三面或者四面被采空区所包围的区域开在无冲击地压煤层中的三面或者四面被采空区所包围的区域开采和回收煤柱时，必须制定专项防冲措施。采和回收煤柱时，必须制定专项防冲措施。第二百三十二条

46、第二百三十二条具有冲击地压危险的高瓦斯、突出煤层的矿具有冲击地压危险的高瓦斯、突出煤层的矿井，应当根据本矿井条件，制定专门技术措施。井，应当根据本矿井条件，制定专门技术措施。第二百三十三条第二百三十三条开采具有冲击地压危险的急倾斜、特厚等煤开采具有冲击地压危险的急倾斜、特厚等煤层时，应当制定专项防冲措施，并由企业技术负责人审批。层时，应当制定专项防冲措施，并由企业技术负责人审批。第四十二张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 （2）冲击危险性预测 第二百三十四条第二百三十四条冲击地压矿井必须进行区域危险性预测(以下简称区域预测)和局部危险性预测(以下简称局部预测)。区域与局部预测可根据地质

47、与开采技术条件等，优先采用综合指数法确定冲击危险性。第二百三十五条第二百三十五条必须建立区域与局部相结合的冲击地压危险性监测制度。应当根据现场实际考察资料和积累的数据确定冲击危险性预警临界指标。第二百三十六条第二百三十六条冲击地压危险区域必须进行日常监测。判定有冲击地压危险时，应当立即停止作业，撤出人员，切断电源，并报告矿调度室。在实施解危措施、确认危险解除后方可恢复正常作业。停采3天及以上的采煤工作面恢复生产前，应当评估冲击地压危险程度，并采取相应的安全 第四十三张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 3）区域与局部防冲措施第二百三十七条冲击地压矿井应当选择合理的开拓方式、采第二百三十七

48、条冲击地压矿井应当选择合理的开拓方式、采掘部署、开采顺序、采煤工艺及开采保护层等区域防冲措施。掘部署、开采顺序、采煤工艺及开采保护层等区域防冲措施。第二百三十八条保护层开采应当遵守下列规定：第二百三十八条保护层开采应当遵守下列规定：(一一)具备开采保护层条件的冲击地压煤层，应当开采保护层。具备开采保护层条件的冲击地压煤层，应当开采保护层。(二二)应当根据矿井实际条件确定保护层的有效保护范围，保护层回采应当根据矿井实际条件确定保护层的有效保护范围，保护层回采超前被保护层采掘工作面的距离应当符合本规程第二百三十一条的规超前被保护层采掘工作面的距离应当符合本规程第二百三十一条的规定。定。(三三)开采

49、保护层后，仍存在冲击地压危险的区域，必须采取防冲开采保护层后，仍存在冲击地压危险的区域，必须采取防冲措施。措施。第四十四张，PPT共七十六页，创作于2022年6月第二百三十九条冲击地压煤层的采煤方法与工艺确定应当遵守下列规定：第二百三十九条冲击地压煤层的采煤方法与工艺确定应当遵守下列规定：(一一)采用长壁综合机械化开采方法。采用长壁综合机械化开采方法。(二二)缓倾斜、倾斜厚及特厚煤层采用综采放顶煤工艺开采时，直接顶不能随采随冒的，应当缓倾斜、倾斜厚及特厚煤层采用综采放顶煤工艺开采时，直接顶不能随采随冒的，应当预先对顶板进行弱化处理。预先对顶板进行弱化处理。第二百四十条冲击地压煤层采用局部防冲措

50、施应当遵守下列规定：第二百四十条冲击地压煤层采用局部防冲措施应当遵守下列规定：(一一)采用钻孔卸压措施时，必须制定防止诱发冲击伤人的安全防护措施。采用钻孔卸压措施时，必须制定防止诱发冲击伤人的安全防护措施。(二二)采用煤层爆破措施时，应当根据实际情况选取超前松动爆破、卸压爆破等方法，采用煤层爆破措施时，应当根据实际情况选取超前松动爆破、卸压爆破等方法，确定合理的爆破参数，起爆点到爆破地点的距离不得小于确定合理的爆破参数，起爆点到爆破地点的距离不得小于300m。(三三)采用煤层注水措施时，应当根据煤层条件，确定合理的注水参数，并检验注水效果。采用煤层注水措施时，应当根据煤层条件，确定合理的注水参