矿山压力观测与控制学习情境6矿山动力现象分析与防治课件.ppt

1、矿山压力观测与控制 出版社 理工分社 1煤矿开采过程中，煤或岩体在高应力状态下积聚有大量弹性能，在一定条件下可突然发生破坏、冒落或抛出而使能量释放，呈现出响声、震动及气浪等明显的动力效应。这些现象称为煤岩动力现象。根据其成因及机理，可归纳为三种形式，即冲击矿压、顶板大面积突然来压、煤与瓦斯突出或喷出。本章主要介绍冲击矿压的相关问题。矿山压力观测与控制 出版社 理工分社 2任务任务1 1 冲击矿压简介冲击矿压简介1.1 1.1 冲击矿压的现象冲击矿压的现象随着我国煤矿开采深度的增加，开采条件越来越复杂，冲击矿压现象越来越多，危害也越来越大，必须引起重视。矿山压力观测与控制 出版社 理工分社 31

2、.2 1.2 冲击矿压的特点冲击矿压的特点通常情况下，冲击矿压将直接产生动力将煤、岩抛向巷道，引起岩体的强烈震动，产生强烈声响，造成岩块的破断和裂缝扩展。因此，冲击矿压具按如下明显的特征：（1）突发性（2）瞬时震动性（3）巨大破坏性（4）复杂性矿山压力观测与控制 出版社 理工分社 41.3 1.3 冲击矿压的分类冲击矿压的分类1.3.1 国内学者对冲击矿压的分类1）依据煤岩受力状态的不同，将冲击矿压分为三类重力型冲击矿压：只受重力作用，在没有或只有极小构造应力影响的条件下引起的冲击矿压；矿山压力观测与控制 出版社 理工分社 5构造应力型冲击矿压：若构造应力远远超过岩层自重应力，主要受构造应力作

3、用引起的冲击矿压；中间型或重力构造型冲击矿压：它是受重力和构造应力的共同作用引起的冲击矿压。矿山压力观测与控制 出版社 理工分社 62）根据冲击的显现强度，可分为四类矿震。微冲击。弱冲击。强冲击。矿山压力观测与控制 出版社 理工分社 73）根据震级强度和抛出的煤量，将冲击矿压分为三级轻微冲击（级）。中等冲击（级）强烈冲击（级）。矿山压力观测与控制 出版社 理工分社 84）根据发生的地点和位置，可将冲击矿压分为两大类煤体冲击。围岩冲击。1.3.2 国际上对煤岩动力现象的分类据能量源及动力现象，主要将煤岩动力现象分为四类，如图6-2所示。根据巷道中记录的参数，确定的动力现象强度分类详见表6-1。矿

4、山压力观测与控制 出版社 理工分社 9图6-1 冲击矿压类型矿山压力观测与控制 出版社 理工分社 10图6-2 煤岩动力现象分类矿山压力观测与控制 出版社 理工分社 11矿山压力观测与控制 出版社 理工分社 121.4 1.4 冲击矿压和矿震对环境的影响冲击矿压和矿震对环境的影响在采矿巷道工作面中发生震动和冲击矿压，将会对井下巷道、井下工作人员和地面建筑物造成影响。1.4.1 对井下巷道的影响1.4.2 对矿工的影响1.4.3 对地表建筑物的影响1.4.4 国内冲击矿压历史及现状矿山压力观测与控制 出版社 理工分社 13任务任务2 2 冲击矿压发生的机理冲击矿压发生的机理2.1 2.1 冲击矿

5、压产生的因素冲击矿压产生的因素2.1.1 自然条件1）煤岩的力学性质2）顶底板条件及煤层厚度3）开采深度4）地质构造矿山压力观测与控制 出版社 理工分社 14图6-3 煤柱上集中应力分布对下层的影响矿山压力观测与控制 出版社 理工分社 152.1.2 开采技术因素1）采煤方法2）煤柱3）采掘顺序4）顶板控制5）放炮矿山压力观测与控制 出版社 理工分社 16图6-4 采掘顺序对集中应力分布的影响矿山压力观测与控制 出版社 理工分社 17矿山压力观测与控制 出版社 理工分社 18矿山压力观测与控制 出版社 理工分社 19矿山压力观测与控制 出版社 理工分社 202.2 2.2 冲击矿压发生的机理冲

6、击矿压发生的机理冲击矿压发生的物理过程，主要是煤、岩介质破坏变形的力学过程，这称为冲击矿压的机理。目前对冲击矿压机理的认识可主要概括为强度理论、能量理论和冲击倾向理论。2.2.1 强度理论2.2.2 刚度理论2.2.3 能量理论2.2.4 冲击倾向性理论2.2.5 稳定性理论矿山压力观测与控制 出版社 理工分社 21任务任务3 3 冲击矿压预测及防治冲击矿压预测及防治3.1 冲击矿压的预测为减少冲击矿压对安全生产的危害，在开采有冲击危险的煤层时，必须进行预测。常用以下几种方法。3.1.1 顶板动态法3.1.2 钻屑法3.1.3 微震法或地音监测法3.1.4 能量法3.1.5 综合测定法矿山压力

7、观测与控制 出版社 理工分社 22图6-5 微震仪测出的震相矿山压力观测与控制 出版社 理工分社 233.2 3.2 冲击矿压防治冲击矿压防治3.2.1 合理的开拓布置和开采方式开采煤层群时，开拓布置应有利于解放层开采。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。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。矿山压力观测与控制 出版社 理工分社 24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。有冲击危险的煤层的开拓或采准巷道、永久硐室、主要上（下）山、主要溜煤巷和同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。

8、矿山压力观测与控制 出版社 理工分社 25开采有冲击危险的煤层时，应采用不留煤柱垮落法管理顶板的长壁开采法。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。开采保护层。矿山压力观测与控制 出版社 理工分社 26图6-6采煤工作面上方岩层移动状态矿山压力观测与控制 出版社 理工分社 27图6-7 上保护层开采后卸压带示意图矿山压力观测与控制 出版社 理工分社 28图6-8 确定卸压带尺寸示意图矿山压力观测与控制 出版社 理工分社 29图6-9 保护层开采方案矿山压力观测与控制 出版社 理工分社 303.2.2 冲击危险的解危措施1)震动爆破（1）震动卸压爆破（2）震动落煤爆破 （3）震动卸压落煤爆破（4）顶板爆破2）煤层注水（1)短钻孔注水法（2）长钻孔注水法（3）联合注水法3）钻孔卸压矿山压力观测与控制 出版社 理工分社 314）定向裂缝（1）定向水力裂缝法（2）定向爆破裂缝法（3）其他防护措施及时预测预报，撤离人员。采用特别支护。采用特殊的工作制度。矿山压力观测与控制 出版社 理工分社 32图6-10 轴向预裂缝钻头示意图矿山压力观测与控制 出版社 理工分社 33图6-11 爆破钻孔结构示意图