1、辽宁大学辽宁大学煤矿重大动力灾害协同创新中心煤矿重大动力灾害协同创新中心2016年年7月月28日日一、冲击地压的严重性二、冲击地压预测新技术三、冲击地压防治新技术四、冲击地压防控的几点建议一、冲击地压的严重性一、冲击地压的严重性煤矿冲击地压煤矿冲击地压煤矿冲击地压煤矿冲击地压 过去一年来国内冲击地压事故过去一年来国内冲击地压事故l2015年年5月月26日艾友煤矿发生冲击地压日艾友煤矿发生冲击地压事故造成事故造成4人死亡，人死亡，3人受伤。人受伤。l2015年年7月月26日，星村煤矿发生冲击地日，星村煤矿发生冲击地压事故，造成压事故，造成1人受伤；人受伤；l2015年年7月月29日，赵楼煤矿发生
2、一起冲日，赵楼煤矿发生一起冲击地压事故，造成击地压事故，造成5人受伤；人受伤；l2015年年12月月22日日，耿村煤矿发生冲击，耿村煤矿发生冲击地压事故，地压事故，2人死亡。人死亡。美国克兰德尔峡谷煤矿冲击地压美国克兰德尔峡谷煤矿冲击地压震源位置震源位置破坏破坏区域区域钻孔钻孔采空区采空区矿工死亡矿工死亡受伤位置受伤位置两次冲击事故及人员伤亡位置两次冲击事故及人员伤亡位置8月月6日人员位置日人员位置房柱号房柱号最小破坏区域最小破坏区域8月月16日人员位置日人员位置长壁式采煤法长壁式采煤法长壁式采煤法长壁式采煤法房柱式采煤法房柱式采煤法3月冲击位置月冲击位置l 2007年年8月月6日，美国尤它州
3、，日，美国尤它州，克兰德尔峡谷煤矿克兰德尔峡谷煤矿发生冲击地发生冲击地压事故，震级压事故，震级3.9，造成，造成6人死亡。人死亡。8月月16日救援过程中，又发生日救援过程中，又发生冲击地压，造成冲击地压，造成3人死亡，人死亡，6人受伤。人受伤。l 2014年年4月月16日，澳大利亚澳星煤矿发生冲击地压事日，澳大利亚澳星煤矿发生冲击地压事故，故，2名矿工被埋死亡。名矿工被埋死亡。澳大利亚澳星煤矿冲击地压事故澳大利亚澳星煤矿冲击地压事故冲出的煤体冲出的煤体搜救现场搜救现场采煤联合机采煤联合机煤层煤层1巷道宽巷道宽5.5m5.5m，高高2 23m3m432冲击地压发冲击地压发生地点，（生地点，（2人
4、死亡位置）人死亡位置）其它六个其它六个矿工位置矿工位置锚杆、锚索联合锚杆、锚索联合支护方式支护方式l 2016年年2月月25日俄罗斯科米共和国北方煤日俄罗斯科米共和国北方煤矿矿780m深处发生冲击地压事故，共造成深处发生冲击地压事故，共造成36人死亡，其中包括人死亡，其中包括28日救援过程中，矿井日救援过程中，矿井又发生瓦斯爆炸，造成又发生瓦斯爆炸，造成5名救援人员和名救援人员和1名名矿工遇难。矿工遇难。俄罗斯北方煤矿冲击地压事故俄罗斯北方煤矿冲击地压事故浅部矿井发生冲击地压浅部矿井发生冲击地压新疆、甘肃等西部省区，已有多个矿的浅埋煤层新疆、甘肃等西部省区，已有多个矿的浅埋煤层（埋深（埋深35
5、0m）发生了冲击地压。）发生了冲击地压。传统理论认为无冲击危险矿井发生冲击地压传统理论认为无冲击危险矿井发生冲击地压“三软三软”矿区（如徐州东部矿区）也发生了严重矿区（如徐州东部矿区）也发生了严重的冲击地压事故。的冲击地压事故。普遍认为不发生冲击地压的褐煤发生冲击地压普遍认为不发生冲击地压的褐煤发生冲击地压褐煤（如平庄矿区），已有冲击地压发生。褐煤（如平庄矿区），已有冲击地压发生。新矿井建设期间开拓大巷冲击地压发生新矿井建设期间开拓大巷冲击地压发生原有的认识认为只有充分采动或进入深部的生产原有的认识认为只有充分采动或进入深部的生产矿井才会发生冲击地压。矿井才会发生冲击地压。无冲击矿井出现冲击地
6、压无冲击矿井出现冲击地压 我国煤矿已发生的我国煤矿已发生的9020次次破坏性冲击破坏性冲击地压，对地压，对2510次次有相关记录数据的进行研有相关记录数据的进行研究，发现发生在巷道中的冲击地压究，发现发生在巷道中的冲击地压2178次次，占冲击地压总数的占冲击地压总数的86.8%。巷道冲击严重传统支护难以满足防冲要求巷道冲击严重传统支护难以满足防冲要求 未进入未进入深部开采，深部开采，冲冲击地压击地压、瓦斯突出、瓦斯突出、自、自然发火、矿井突水等灾然发火、矿井突水等灾害单一发生。害单一发生。进入进入深部开采，冲击深部开采，冲击地压和瓦斯突出地压和瓦斯突出、自然、自然发火、矿井突水发火、矿井突水等
7、灾害等灾害复合复合发生，具有发生，具有冲击地冲击地压压+新特点新特点。复合灾害：复合灾害：冲击地压冲击地压+n平平煤十矿煤十矿2007.11.12事故事故低于全矿井相对瓦斯涌出量27.4m3/t底板大裂缝底鼓500mm支护损毁支护损毁冲击地压特征冲击地压特征煤与瓦斯突出特征煤与瓦斯突出特征 冲击冲击-突出复合突出复合省份省份矿井矿井冲击危险程度冲击危险程度煤层自然发火倾向煤层自然发火倾向河南河南千秋、耿村、常村、跃进、千秋、耿村、常村、跃进、杨村杨村强冲击危险强冲击危险极易自燃，最短发极易自燃，最短发火期火期7 7天天山东山东华丰、孙村、潘西、新巨龙、华丰、孙村、潘西、新巨龙、华恒、协庄、良庄
8、、鄂庄、华恒、协庄、良庄、鄂庄、赵庄、东滩、赵楼赵庄、东滩、赵楼强冲击危险强冲击危险自然发火倾向性为自然发火倾向性为类，最短发火期类，最短发火期为为4242天天辽宁辽宁阜新五龙、老虎台阜新五龙、老虎台强冲击危险强冲击危险极易自燃最短自然极易自燃最短自然发火期为发火期为1313天天吉林吉林龙嘉堡、西安龙嘉堡、西安冲击危险冲击危险极易自燃最短自然极易自燃最短自然发火期为发火期为2020天天山西山西同家梁、煤峪口、忻州窑、同家梁、煤峪口、忻州窑、白洞、四老沟白洞、四老沟冲击危险冲击危险易自燃最短自然发易自燃最短自然发火期为火期为3030天天黑龙江黑龙江富力、俊德、南山、兴安、富力、俊德、南山、兴安、
9、东欢坨东欢坨冲击危险冲击危险I I、类自燃煤层类自燃煤层 最短自然发火期为最短自然发火期为5050天天 冲击冲击-发火复合发火复合 冲击冲击-发火复合发火复合 千秋煤矿，千秋煤矿，2008年年6.5冲击地压事故死亡冲击地压事故死亡13人，原人，原因之一为工作面开采过程中因之一为工作面开采过程中5月月12日采空区发生严重火日采空区发生严重火灾。之后采取加快工作面推灾。之后采取加快工作面推进速度，导致冲击地压发生，进速度，导致冲击地压发生，冲击地压发生后，工作面推冲击地压发生后，工作面推进速度减慢，进速度减慢，7月又一次发月又一次发生采空区发火灾害。生采空区发火灾害。防冲防冲防火防火开采速度开采速
10、度 冲击地压孕育发生，导致裂隙的冲击地压孕育发生，导致裂隙的进一步贯通，进一步贯通，冲击地压促进突水冲击地压促进突水；矿井突水发生后，岩层应力集中矿井突水发生后，岩层应力集中促进煤岩裂纹扩展，助推冲击地压的促进煤岩裂纹扩展，助推冲击地压的形成，形成，矿井突水促进冲击地压。矿井突水促进冲击地压。冲击冲击-突水复合突水复合 目前我国已有目前我国已有177个冲击地压矿井，分布个冲击地压矿井，分布于于20个省个省(市、自治区市、自治区)。146167443115333485161410产煤省市产煤省市冲击地压冲击地压显现省市显现省市113辽宁辽宁16吉林吉林6山东山东43安徽安徽5黑龙江黑龙江14江西
11、江西3河南河南16重庆重庆3江苏江苏8新疆新疆4北京北京7陕西陕西3山西山西11内蒙古内蒙古1河北河北4湖南湖南14四川四川3贵州贵州10甘肃甘肃5广东广东1合计合计177全国全国177177个冲击地压矿井个冲击地压矿井冲击地压矿井增长趋势冲击地压矿井增长趋势 随着时间，冲击地压矿井数量不断增加随着时间，冲击地压矿井数量不断增加冲击地压矿井数量逐年增加冲击地压矿井数量逐年增加二、冲击地压预测新技术二、冲击地压预测新技术根据煤岩冲击倾向性预测根据煤岩冲击倾向性预测l冲击倾向性冲击倾向性是发生冲击是发生冲击地压的内因。地压的内因。冲击地压危险性的宏观预测冲击地压危险性的宏观预测根据活动构造预测根据
12、活动构造预测冲击地压矿井冲击地压矿井活动构造带活动构造带l 构造活构造活动直接动直接控制冲控制冲击地压击地压的发生。的发生。根据区域地质构造预测根据区域地质构造预测p 级活动断裂控制着平顶山东部矿区八矿、十矿和十二矿动力级活动断裂控制着平顶山东部矿区八矿、十矿和十二矿动力灾害的发生。灾害的发生。级断裂级断裂 级断裂级断裂 级断裂级断裂 动力灾害点动力灾害点 胜利胜利龙凤矿龙凤矿门头沟门头沟西安西安老虎台老虎台房山房山天池天池城子城子大台大台南桐一井南桐一井永定庄永定庄唐山唐山陶庄陶庄台吉台吉煤峪口煤峪口八一八一砚石台砚石台忻州忻州南山南山擂鼓擂鼓三河尖三河尖姚桥姚桥孙村孙村八景峨四井八景峨四井
13、孔庄孔庄富力富力张庄张庄振兴振兴济宁三号济宁三号跃进跃进始发深度始发深度/m0100200300400500600700800900根据开采深度预测根据开采深度预测始发深度：一般为始发深度：一般为200m400m，少数矿井达到，少数矿井达到500m以上。以上。根据应力集中区预测根据应力集中区预测背斜背斜向斜向斜阜新孙家湾矿：阜新孙家湾矿：2000年，年，5.28事故，事故，2.9级级，死亡，死亡4人。位置：孙家湾向背斜轴间。人。位置：孙家湾向背斜轴间。根据煤层厚度变化预测根据煤层厚度变化预测 阜新五龙矿：阜新五龙矿：3311综放面，煤层厚度变综放面，煤层厚度变化大，忽厚忽薄。化大，忽厚忽薄。2
14、002年掘进时发生了年掘进时发生了4.18冲击地压，造成冲击地压，造成8人死亡。人死亡。2003年回采时到附近位置又发生了年回采时到附近位置又发生了3.28冲击地压，一死冲击地压，一死4伤。伤。3311皮带道皮带道3311风道风道开开切切眼眼28m50m回采回采掘进掘进采采终终线线221区采空区区采空区煤层变化带煤层变化带根据孤岛煤柱预测根据孤岛煤柱预测 开滦唐山矿开滦唐山矿发生发生13次破坏次破坏的冲击地压，的冲击地压，均发生在孤岛均发生在孤岛和半孤岛煤柱。和半孤岛煤柱。孤岛煤柱孤岛煤柱根据工作面根据工作面“见方见方”预测预测u 双鸭山集贤煤矿西二采区单工作面“见方”阶段、双工作面“见方”阶
15、段、三工作面“见方”阶段为冲击危险区。集贤煤矿西二采区九层左一片工作面回采过程冲击危险性区域划分集贤煤矿西二采区九层左一片工作面回采过程冲击危险性区域划分强冲击危险区H=1.456010-101111EE1B1B2B3B4B5B6B7B8B9A11A12B10B11A1A2A3C1123B1A4A5A137L6A141K1K32-473.85-469.12-474.58-464.97-492.89-486.92-11111113西 二 采 区 二 片 下 料 道二 段 西 二 轨 道 下 山西 二 采 区 一 片 皮 带 道1.160.170.35K39K5K6AK8K9B1a12K10K11
16、K12K13K14A15-492.60-548.33-494.35-487.55-567.42-496.45-576.41-589.06-600.51-600-602.26H-11H1H3H4316C7C8C9C10-517.05H=0.270H=0.270西 二 采 区 一 片 下 料 道二 段 西 二 皮 带 下 山B2-466.1211-二 段 西 二 回 风 下 山-58200-58000220m440m595m660m726m80m巷道扩修增加了冲击地压发生概率巷道扩修增加了冲击地压发生概率吉林龙家堡煤矿：吉林龙家堡煤矿：60%以上冲击地压均与巷道以上冲击地压均与巷道扩修有关。扩修有
17、关。根据巷道扩修预测根据巷道扩修预测工作面同采对冲击地压的影响工作面同采对冲击地压的影响双工作面双工作面同时推进同时推进比单工作比单工作面推进冲面推进冲击地压释击地压释放能量和放能量和频次都大。频次都大。根据开采互相影响预测根据开采互相影响预测频次频次能量能量根据开采速度预测根据开采速度预测华丰矿华丰矿2408采面冲击能量与产量关系采面冲击能量与产量关系 钻屑法监测冲击危险性钻屑法监测冲击危险性u冲击地压危险性最简单、直观的检测方法。冲击地压危险性最简单、直观的检测方法。钻屑量测试结果钻屑量测试结果 冲击地压危险性的仪器监测冲击地压危险性的仪器监测煤粉收集煤粉收集煤粉重量计量煤粉重量计量钻屑温
18、度监测钻屑温度监测钻杆扭矩钻杆扭矩推力监测推力监测钻机钻机巷道煤壁巷道煤壁岩体应力分布岩体应力分布 平顶山矿区，通过钻屑排粉重量、钻平顶山矿区，通过钻屑排粉重量、钻屑温度、钻杆扭矩和临界指标对比，确屑温度、钻杆扭矩和临界指标对比，确定冲击危险性。定冲击危险性。钻钻屑温度、钻杆扭矩监测冲击危险性屑温度、钻杆扭矩监测冲击危险性 采动应力监测冲击危险性采动应力监测冲击危险性 峻德煤矿峻德煤矿2013年年3.15冲击冲击地压发生前，采动应力监测地压发生前，采动应力监测值较高，而冲击地压发生后值较高，而冲击地压发生后采动应力降低。采动应力降低。KJ21KJ21支架压力在线监测系统结构支架压力在线监测系统
19、结构新疆宽沟煤矿冲击地压发生时支架压力新疆宽沟煤矿冲击地压发生时支架压力工作面冲击后工作面冲击后操作操作简单简单，适用于，适用于坚硬顶板坚硬顶板条件下的工作面冲击地压监条件下的工作面冲击地压监测预报测预报 支架压力监测冲击危险性支架压力监测冲击危险性冲击地压冲击地压井下微震监测冲击危险性井下微震监测冲击危险性SOS SOS AREMISAREMISISSISSESGESG8Ch数据采集器数据采集器微震传感器微震传感器微微震震传传感感器器三分向三分向振动传感器振动传感器WiFi中继站中继站台阵台阵数据数据中心中心用用户户终终端端阵列机阵列机交换机交换机服服务务器器振振动动传传感感器器GPS授授时
20、时高密度高频高密度高频无线地面无线地面微震实时监测系统微震实时监测系统地面微震监测冲击危险性地面微震监测冲击危险性传感器定位安装微震仪监测界面五五龙龙矿矿测测点点布布置置情情况况五龙矿五龙矿地面地面微震监测设备现场应用微震监测设备现场应用西瓦西瓦矿震发生时刻：矿震发生时刻：2014年年9月月23号号11:07原始信号原始信号。震级：。震级：2.9矿区中心矿区中心孙家湾孙家湾五龙矿五龙矿地面地面微震监测设备现场应用微震监测设备现场应用 对应集贤对应集贤煤矿冲击地煤矿冲击地压区域的开压区域的开采进度，五采进度，五个监测点。个监测点。集贤矿集贤矿地面地面微震监测设备现场应用微震监测设备现场应用优点：
21、操作简单，投入较低优点：操作简单，投入较低缺点：电磁干扰比较严重缺点：电磁干扰比较严重千秋煤矿千秋煤矿21141掘进工作面掘进工作面50m范围电磁辐射数据变化趋势范围电磁辐射数据变化趋势电磁辐射监测冲击危险性电磁辐射监测冲击危险性强度强度测试时间测试时间电荷感应法监测冲击危险性电荷感应法监测冲击危险性北京、平顶北京、平顶山、双鸭山山、双鸭山矿区。矿区。工作面距离停采线工作面距离停采线110m破碎区破碎区应力集中区应力集中区原岩应力区原岩应力区工作面见方期工作面见方期便携式和在线式煤岩电荷监测设备便携式和在线式煤岩电荷监测设备破裂（震动）破裂（震动）裂隙发展裂隙发展应力变化曲线应力变化曲线应力监
22、测应力监测 +声发射监测声发射监测 +微震监测微震监测塑性区塑性区弹性区弹性区应力场应力场裂隙场裂隙场震动场震动场应力在线监测应力在线监测弹性波弹性波CTCT探测探测钻屑法监测钻屑法监测声发射监测声发射监测电磁辐射监测电磁辐射监测电荷感应监测电荷感应监测微震监测微震监测巷道巷道冲击地压危险性的综合预警冲击地压危险性的综合预警平顶山矿区冲击危险性综合预测平顶山矿区冲击危险性综合预测等级等级：作业：作业中进行危险状中进行危险状态的抽测。态的抽测。等级等级：确定：确定检测指标处于检测指标处于安全状态，可安全状态，可进行采矿作业。进行采矿作业。等级等级：采取两：采取两种及以上组合的种及以上组合的局部解
23、危措施。局部解危措施。等级等级：采取：采取综合性解危措综合性解危措施。施。等级等级：采取综：采取综合性解危措施，合性解危措施，加强巷道的强力加强巷道的强力支护等。支护等。p 冲击地压复合动力灾害，既冲击地压复合动力灾害，既要通过预测区分复合动力灾害的要通过预测区分复合动力灾害的类型，还要通过预测确定复合动类型，还要通过预测确定复合动力灾害的危险等级。力灾害的危险等级。冲击地压复合灾害一体化预测冲击地压复合灾害一体化预测监测物理量监测物理量危险级别危险级别瓦斯突出瓦斯突出突出突出-冲击冲击冲击冲击-突出突出冲击地压冲击地压钻屑量钻屑量S(kg/m)I6.05.54.597.56.05.0钻屑钻屑
24、粒度粒度(%)I20242731II2015242027303135III153035瓦斯解吸瓦斯解吸指标指标h2(Pa)I20015070500400200150相对钻屑温度相对钻屑温度T()I-7-4717II-7-19-4-137171732III-191732钻屑温度衰减指数钻屑温度衰减指数n I0.130.110.090.150.130.110.09动力现象动力现象瓦斯喷出瓦斯喷出瓦斯涌出瓦斯涌出卡钻卡钻声响、卡钻声响、卡钻煤体温度信号监数据煤体温度信号监数据冲击地压冲击地压信号异常信号异常煤与瓦斯煤与瓦斯突出信号突出信号异常异常平煤八矿平煤八矿冲击冲击-突出复合灾害钻屑温度一体化预
25、测突出复合灾害钻屑温度一体化预测最大值波动较大最大值波动较大最小值几乎为零最小值几乎为零最小值、平均值与最小值、平均值与最大值几乎相同最大值几乎相同最大值波动，最大值波动，最小值不波动最小值不波动 根据煤岩电荷信号，区分灾害类型，根据煤岩电荷信号，区分灾害类型，提出了提出了煤煤岩电荷分类岩电荷分类预测技术预测技术冲击冲击-突出复合灾害电荷一体化预测突出复合灾害电荷一体化预测煤与瓦斯突出微震波形煤与瓦斯突出微震波形微震信号呈阵列式断续发生，间隔越来越短，能微震信号呈阵列式断续发生，间隔越来越短，能量越来越大。量越来越大。一次释放能量，震级远大于突出。一次释放能量，震级远大于突出。冲击地压微震波形
26、冲击地压微震波形冲击冲击-突出复合灾害微震一体化预测突出复合灾害微震一体化预测三、冲击地压防治新技术三、冲击地压防治新技术断层错动型断层错动型顶板断裂型顶板断裂型PP塑塑性性区区弹弹性性区区煤体压缩型煤体压缩型 冲击地压的三种类型冲击地压的三种类型冲击地压针对性防治冲击地压针对性防治l厚煤层、煤体释放厚煤层、煤体释放 弹性能为主弹性能为主l煤体抛出量煤体抛出量:1100tl破坏半径破坏半径:140ml震级震级:12.4ML 煤层注水、煤层注水、卸压爆破卸压爆破 针对煤体压缩型冲击地压防治针对煤体压缩型冲击地压防治顶板断裂型顶板断裂型Pl坚硬顶板、顶底板岩层释放坚硬顶板、顶底板岩层释放变形能为主
27、变形能为主l煤体抛出量煤体抛出量:100600tl破坏半径破坏半径:3080ml震级震级:2.43.2ML针对顶板断裂型冲击地压防治针对顶板断裂型冲击地压防治1#2#3#断底孔断底孔风巷风巷煤层煤层底板底板顶板顶板破煤孔破煤孔断顶孔断顶孔钻孔钻孔装药装药封孔封孔起爆起爆深孔爆破断顶深孔爆破断顶-破煤破煤-断底断底断层错动型断层错动型l断层带、断层位移释放断层带、断层位移释放能量能量l煤体抛出量煤体抛出量800tl破坏半径破坏半径80ml震级震级3.0ML 针对断层错动型冲击地压，释放能量主体为针对断层错动型冲击地压，释放能量主体为断层断层上下盘错动，避开断层布置采煤工作面；无法避开时上下盘错动
28、，避开断层布置采煤工作面；无法避开时，采取在断层开始回采措施；无法从断层开始布置时，采取在断层开始回采措施；无法从断层开始布置时，在工作面距离断层，在工作面距离断层50m采用松动爆破采用松动爆破。针对断层错动型冲击地压防治针对断层错动型冲击地压防治1.02.03.04.0“降降”合理合理开采开采布局、布局、保护保护层层开开采采等等“卸卸”钻孔钻孔卸压、卸压、深孔深孔爆破、爆破、等等0.0“让让”大大流量流量安全阀安全阀等等防防 治治 方方 法法震级震级/ML/ML“抗抗”高强度高强度支架等支架等“护护”防防冲服冲服等等 根据震级冲击地压分级防治根据震级冲击地压分级防治l划分采区时保证合理的开采
29、顺序划分采区时保证合理的开采顺序l采面避免相向开采采面避免相向开采l推行无煤柱开采推行无煤柱开采l禁止向采空区方向推进禁止向采空区方向推进 老虎台矿对生产布局及开采程序进老虎台矿对生产布局及开采程序进行调整，大大减少了诱发冲击地压的行调整，大大减少了诱发冲击地压的煤柱高应力集中区域。煤柱高应力集中区域。“降降”合理开采布局合理开采布局hh=(1/31/2)Hl 对强冲击厚煤层，对强冲击厚煤层，应力集中区域回风应力集中区域回风顺槽采用起底顺槽采用起底1/3-1/2的布置方式，的布置方式，降低冲击危险性。降低冲击危险性。“降降”改进巷道布置方式改进巷道布置方式 华丰矿华丰矿 华丰 煤 矿华丰 煤
30、矿 4煤具有强烈冲煤具有强烈冲击倾向性，击倾向性，6煤煤无冲击倾向性。无冲击倾向性。进行了采进行了采6煤、煤、保保4煤保护层开煤保护层开采。采。“降降”开采保护层开采保护层 钻孔直径、间距、长度、布置方式、卸压时机钻孔直径、间距、长度、布置方式、卸压时机实施大直实施大直径钻孔卸压。径钻孔卸压。“卸卸”大直径强排粉钻孔大直径强排粉钻孔 庞庄矿庞庄矿 卸压硐室可以有效的将运输巷应力进行转移，卸压硐室可以有效的将运输巷应力进行转移，大大减小运输巷的变形，减冲、消冲作用明显。大大减小运输巷的变形，减冲、消冲作用明显。千秋矿千秋矿“卸卸”卸压硐室卸压硐室最大瞬时流量最大瞬时流量6000L/min。适合于
31、冲。适合于冲击地压矿井防冲支护装击地压矿井防冲支护装备的安全保护。备的安全保护。示意图示意图 实物图实物图 “让让”考虑冲击的大流量卸压安全阀考虑冲击的大流量卸压安全阀大流量卸压阀大流量卸压阀巷道门巷道门式液压支架式液压支架 在在冲击力下，通过大流量卸压阀快速开启，高速泄压冲击力下，通过大流量卸压阀快速开启，高速泄压，快，快速为围岩让位卸压，速为围岩让位卸压，保护液压支架不受损坏，维护围岩稳定性。保护液压支架不受损坏，维护围岩稳定性。工作面综采防冲液压支架工作面综采防冲液压支架巷道自移式防冲液压支架巷道自移式防冲液压支架“让让”考虑冲击的大流量卸压安全阀考虑冲击的大流量卸压安全阀巷道中安装迈步
32、式液压支架或门式液压支架巷道中安装迈步式液压支架或门式液压支架抚抚顺顺老老虎虎台台矿矿义义马马跃跃进进矿矿“抗抗”高强度联合支护高强度联合支护防冲服、防冲头盔防冲服、防冲头盔“护护”人员防护措施人员防护措施防冲击屋、压风自救防冲击屋、压风自救锚杆失去托锚基础锚杆失去托锚基础 整个锚固围岩体破坏整个锚固围岩体破坏 锚杆尾部锚杆尾部断裂断裂锚杆与围岩产生相对位移锚杆与围岩产生相对位移冲击载荷作用下锚杆（索）典型失效形式冲击载荷作用下锚杆（索）典型失效形式传统锚杆、锚索支护难以抵抗冲击传统锚杆、锚索支护难以抵抗冲击冲击地压吸能支护冲击地压吸能支护（1）围岩变形前）围岩变形前安装吸能安装吸能锚杆锚杆
33、（2）围岩准静态变形中）围岩准静态变形中抵抗、吸收变形能抵抗、吸收变形能（3）围岩冲击变形中）围岩冲击变形中快速让位吸能快速让位吸能 吸能防冲锚杆吸能防冲锚杆原方案：原方案：锚网锚网、U36型钢型钢棚复合支护棚复合支护 锚杆长度锚杆长度2.0m、20mm 间、排距为间、排距为800mm1000mm 棚距为棚距为800mm 螺纹钢锚杆螺纹钢锚杆+吸能锚杆吸能锚杆+金属网金属网 新方案：新方案：螺纹钢锚杆长度螺纹钢锚杆长度2.2m、22mm，间、排，间、排距为距为800mm1000mm；吸能锚索间距；吸能锚索间距为为1600mm，排距为，排距为2000mm；U36型型钢钢棚，钢棚间距为棚，钢棚间距
34、为1600m。230456854683250450风筒砂管风管水管1975电缆1515轨道350800试验方案对比试验方案对比吸能防冲锚杆在老虎台矿的工程应用吸能防冲锚杆在老虎台矿的工程应用2010年年8.11冲击地压冲击地压2011年年3.1冲击地压冲击地压传统巷道液压支架难以抵抗冲击传统巷道液压支架难以抵抗冲击义马跃进矿义马跃进矿-门式支架破坏形式门式支架破坏形式被撅断抬起的底梁被撅断抬起的底梁顶梁歪倒，柱头折断顶梁歪倒，柱头折断顶梁铰接处撕裂顶梁铰接处撕裂立柱折弯立柱折弯工作面防冲支架工作面防冲支架 吸能结构吸能结构 门式吸能防冲液压支架门式吸能防冲液压支架 吸能装置吸能装置 自移式吸能
35、防冲液压支架自移式吸能防冲液压支架 吸能顶梁吸能顶梁 吸能防冲液压支架吸能防冲液压支架 在冲击地压发生时，在冲击地压发生时，通过屈曲吸能让位，缓解通过屈曲吸能让位，缓解支架受到的冲击，保护支支架受到的冲击，保护支护体系不被冲击所破坏。护体系不被冲击所破坏。对其几何参数、材质性能、加工工艺以及使用方法进行了研对其几何参数、材质性能、加工工艺以及使用方法进行了研究，以达到现场实际应用技术要求。究，以达到现场实际应用技术要求。双节吸能构件屈曲吸能过程双节吸能构件屈曲吸能过程 门式吸能防冲液压支架门式吸能防冲液压支架巷道支护的现场图片巷道支护的现场图片巷道垛式巷道垛式支架支架(液液压抬棚压抬棚)门式吸
36、能门式吸能防冲液压防冲液压支架支架吸能装置吸能装置 门式吸能防冲支架与液压抬棚交替支护，以此加大此区域门式吸能防冲支架与液压抬棚交替支护，以此加大此区域的支护强度和支护体系抗冲击能力，增强巷道稳定性。的支护强度和支护体系抗冲击能力，增强巷道稳定性。门式支架支护设计门式支架支护设计门式吸能液压支架在常村矿的工程应用门式吸能液压支架在常村矿的工程应用 2016年年5月月5日冲击地压，能量达日冲击地压，能量达7.56E+04J，微震导致第，微震导致第5架和第架和第24架门式架门式吸能液压支架中立柱上机械式压力表发吸能液压支架中立柱上机械式压力表发生爆表损坏，压力表上限生爆表损坏，压力表上限60MPa
37、，但支，但支架支护的围岩没有发生明显变形。架支护的围岩没有发生明显变形。震源震源门式吸能液压支架在常村矿的工程应用门式吸能液压支架在常村矿的工程应用支架结构整体冲击破坏支架结构整体冲击破坏传统传统U U型钢支护型钢支护难以抵抗冲击难以抵抗冲击支架局部屈曲变形破坏支架局部屈曲变形破坏传统传统U U型钢支护型钢支护难以抵抗冲击难以抵抗冲击支架弯折破坏支架弯折破坏搭接段折断与撕裂搭接段折断与撕裂拉杆破坏与背板失效拉杆破坏与背板失效防控巷道冲击地压U型钢支护结构，包括：抗冲U型钢支架、壁后吸能缓冲填充层、吸能减震分区化围岩等。采 用 木 材 等采 用 木 材 等可吸能缓冲的可吸能缓冲的材料或构件。材料
38、或构件。抗冲抗冲U型钢支架型钢支架吸能减震围岩吸能减震围岩吸能缓冲壁后吸能缓冲壁后填充填充提高型钢与提高型钢与卡 揽 的 强卡 揽 的 强度；度；深孔爆破等深孔爆破等形成分区破形成分区破碎围岩。碎围岩。防控巷道冲击地压防控巷道冲击地压U U型钢支护结构型钢支护结构顶底板位移变化曲线顶底板位移变化曲线两帮位移变化曲线两帮位移变化曲线冲击事件分布平面图冲击事件分布平面图u 对比冲击事件前后巷道围岩变形，新设计的O型棚支护段巷道围岩变形明显小于原O型棚支护段巷道围岩变形，抗冲击地压等级明显增大。支护效果分析支护效果分析防控冲击地压防控冲击地压U U型钢在老虎台矿工程应用型钢在老虎台矿工程应用p 冲击
39、冲击-突出复合动力灾害，两突出复合动力灾害，两种灾害耦合在一起，防治了煤与种灾害耦合在一起，防治了煤与瓦斯突出，有可能还发生冲击地瓦斯突出，有可能还发生冲击地压；防治了冲击地压，有可能还压；防治了冲击地压，有可能还发生煤与瓦斯突出。为此必须一发生煤与瓦斯突出。为此必须一体化防治。体化防治。冲击地压复合灾害一体化防治冲击地压复合灾害一体化防治固定式抽采站固定式抽采站煤层顶板煤层顶板采空区采空区高位瓦斯道高位瓦斯道抽抽采采管管阜新矿区阜新矿区七台河桃山矿七台河桃山矿对于冲击地压和煤与瓦斯突出复合灾害，采对于冲击地压和煤与瓦斯突出复合灾害，采取取瓦斯抽采瓦斯抽采措施后，煤体性质变化，可能增措施后，煤
40、体性质变化，可能增加冲击危险。加冲击危险。瓦斯抽采应与松动爆破、煤层瓦斯抽采应与松动爆破、煤层注水等配合使用注水等配合使用，实现实现冲击地压、煤与瓦斯冲击地压、煤与瓦斯突出突出一体化防治一体化防治。冲击冲击-突出复合灾害一体化防治突出复合灾害一体化防治巷旁巷旁注水注水煤层煤层注水注水对于冲击地压和自然发火复合灾害对于冲击地压和自然发火复合灾害，巷巷旁注水与煤层注水结合确定合理的工作面开采速度等防治措施，冲击冲击-发火复合灾害一体化防治发火复合灾害一体化防治四、冲击地压防控的几点建议四、冲击地压防控的几点建议不可控性不可控性非频发性非频发性不可入性不可入性天然地震天然地震冲击地压冲击地压冲击地压
41、冲击地压可入性可入性岩体破坏的可观测性岩体破坏的可观测性频发性频发性开采活动的可预知性开采活动的可预知性可控性可控性u 由重视预测到更要重视防治由重视预测到更要重视防治u 由技术为王到技术加管理为王由技术为王到技术加管理为王p 山东新汶华丰矿山东新汶华丰矿p 河南义马跃进矿河南义马跃进矿p 辽宁抚顺老虎台矿辽宁抚顺老虎台矿 杨杨村村耿耿村村千千秋秋跃跃进进常常村村u 由单一矿井防控到矿区井群联防联控由单一矿井防控到矿区井群联防联控n义马矿业义马矿业5 5个冲个冲击地压矿井井群联击地压矿井井群联防联控防联控13230工作面开切眼以东为千秋工作面开切眼以东为千秋矿矿21121、21141工作面工作
42、面采空区采空区耿村煤矿耿村煤矿12.2212.22冲击事故分析冲击事故分析p 煤矿重大动力灾害防控协同创新中心，煤矿重大动力灾害防控协同创新中心，国内高校、国内高校、科研单位和企业等单位从事冲击地压研究方面的科研单位和企业等单位从事冲击地压研究方面的研究力量必须协同研究力量必须协同。难度大灾害严重危险高人才缺乏力量分散条件艰苦协同创新协同单位协同单位u由矿区井群联防联控到全国冲击地压矿井由矿区井群联防联控到全国冲击地压矿井协同防控协同防控p新版新版煤矿安全规程煤矿安全规程关于关于冲击地压冲击地压防治防治在具体实施时没有形成统一的标在具体实施时没有形成统一的标准和规范，部分省市和煤矿企业自行准和规范，部分省市和煤矿企业自行制定了防治标准和规范，执行过程中制定了防治标准和规范，执行过程中差异比较大。差异比较大。p冲击地压煤层安全开采暂行规定冲击地压煤层安全开采暂行规定、冲击地压预测和防治试行规范冲击地压预测和防治试行规范（1987年颁布），至今已过去近年颁布），至今已过去近30年，年，开采条件与防治技术发生了很大的变开采条件与防治技术发生了很大的变化。化。u 由规程到规定由规程到规定
