1、冲击地压发生的原因、机理、预测及防治冲击地压发生的原因、机理、预测及防治 冲击地压发生的原因、机理冲击地压发生的原因、机理冲击地压预测、防治方法冲击地压预测、防治方法l 有较多的基本概念有较多的基本概念 冲击地压研究现状：冲击地压研究现状：我国冲击地压灾害日趋严重我国冲击地压灾害日趋严重 截止截止2004年年底，新发生冲击地压的矿井近年年底，新发生冲击地压的矿井近70个，分个，分布范围扩大到新汶、徐州、兖州、华亭等局矿布范围扩大到新汶、徐州、兖州、华亭等局矿开采深度已达到开采深度已达到7501250 m仅仅1997年至年至2004年底，在大同、抚顺、北京、华亭、年底，在大同、抚顺、北京、华亭、
2、阜新等局矿因冲击地压的发生而导致的重大伤亡事故就阜新等局矿因冲击地压的发生而导致的重大伤亡事故就多达多达10余起，死伤人数达百余人。余起，死伤人数达百余人。冲击地压发生机理至今尚不完全清楚冲击地压发生机理至今尚不完全清楚l冲击地压预测防治的有效性不高冲击地压预测防治的有效性不高l冲击倾向性和冲击危险性还不能够从本质上认识冲击地冲击倾向性和冲击危险性还不能够从本质上认识冲击地压问题压问题02004006008001000198519901995200020052010年份采深/M020406080100120140数量冲击地压矿井平均开采深度冲击地压矿井数量回采冲击地压煤层压缩弹性能释放坚硬顶板
3、弯曲弹性能释放单一重力应力场（重力型）构造复合应力场（构造型）单一重力应力场（重力型）构造复合应力场（构造型）初采阶段初采阶段正常推进阶段正常推进阶段发生原因实现条件判断准则预测方法控制措施单一重力应力场（重力型）掘 进 工 作 面 冲 击 地 压原始应力场掘进巷道采动应力场掘进巷道构造复合应力场（构造型）单一重力应力场（重力型）构造复合应力场（构造型）控制措施预测方法判断准则破坏特点实现条件发生原因是指井巷或工作面周围岩体，由于是指井巷或工作面周围岩体，由于弹性变形能的瞬时释放而产生突然剧烈破坏的动力现象，常弹性变形能的瞬时释放而产生突然剧烈破坏的动力现象，常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象
4、。伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象。它具有很大的破坏性，是煤矿重大灾害之一。它具有很大的破坏性，是煤矿重大灾害之一。比较突出的有北京矿务局门头沟煤矿、抚顺矿务局龙凤比较突出的有北京矿务局门头沟煤矿、抚顺矿务局龙凤煤矿、枣庄矿务局陶庄煤矿、大同矿务局忻州窑煤矿、四川煤矿、枣庄矿务局陶庄煤矿、大同矿务局忻州窑煤矿、四川省天池煤矿和新汶矿务局华丰煤矿等。省天池煤矿和新汶矿务局华丰煤矿等。发生前一般无明显前兆，冲击过程发生前一般无明显前兆，冲击过程短暂，持续时间为几秒到几十秒。短暂，持续时间为几秒到几十秒。浅浅部冲击部冲击(发生在煤壁发生在煤壁2m6m范围内，破坏性大范围内，破坏性大)和深和深部冲击部
5、冲击(发生在煤体深处，声如闷雷，破坏程度不发生在煤体深处，声如闷雷，破坏程度不高高)。在煤层冲击中，多数表在煤层冲击中，多数表现为煤块抛出，少数为数十平方米煤体整体移动，现为煤块抛出，少数为数十平方米煤体整体移动，并伴有巨大声响、岩体震动和冲击波。并伴有巨大声响、岩体震动和冲击波。往往造成煤壁片帮、顶板下沉、底鼓、支架折损、往往造成煤壁片帮、顶板下沉、底鼓、支架折损、巷道堵塞、人员伤亡。巷道堵塞、人员伤亡。在自然地质条件上，除褐煤以外的各煤种，采深从在自然地质条件上，除褐煤以外的各煤种，采深从200m1000m，地质构造从简单到复杂，煤层厚度从，地质构造从简单到复杂，煤层厚度从薄层到特厚层，倾
6、角从水平到急斜，顶板包括砂岩、灰薄层到特厚层，倾角从水平到急斜，顶板包括砂岩、灰岩、油母页岩等，都发生过冲击地压。岩、油母页岩等，都发生过冲击地压。在采煤方法和采煤工艺等技术条件方面，不论水采、在采煤方法和采煤工艺等技术条件方面，不论水采、炮采、普采或是综采，采空区处理采用全部垮落法或是炮采、普采或是综采，采空区处理采用全部垮落法或是水力充填法，是长壁、短壁、房柱式开采或是柱式开采，水力充填法，是长壁、短壁、房柱式开采或是柱式开采，都发生过冲击地压。都发生过冲击地压。1、重力应力型冲击地压。如枣庄、抚顺、开滦等矿区发、重力应力型冲击地压。如枣庄、抚顺、开滦等矿区发生的冲击地压。生的冲击地压。2
7、、构造应力型冲击地压。如北票矿务局和天池煤矿发生、构造应力型冲击地压。如北票矿务局和天池煤矿发生的冲击地压。的冲击地压。3、中间型或重力、中间型或重力构造型冲击地压。主要受重力和构造构造型冲击地压。主要受重力和构造应力的共同作用引起的冲击地压。应力的共同作用引起的冲击地压。一些单个碎块从处于高应力状态下的煤或岩。一些单个碎块从处于高应力状态下的煤或岩体上射落，并伴有强烈声响，属于微冲击现象。体上射落，并伴有强烈声响，属于微冲击现象。它是煤（岩）内部的冲击地压，即深部的煤。它是煤（岩）内部的冲击地压，即深部的煤或岩体发生破坏，煤（岩）并不向已采空间抛出，只有片帮或岩体发生破坏，煤（岩）并不向已采
8、空间抛出，只有片帮或塌落现象，但煤或岩体产生明显震动，伴有巨大声响，有或塌落现象，但煤或岩体产生明显震动，伴有巨大声响，有时产生煤尘。较弱的矿震称为微震，也称为煤炮。时产生煤尘。较弱的矿震称为微震，也称为煤炮。煤或岩石向已采空间抛出，但破坏性不很。煤或岩石向已采空间抛出，但破坏性不很大，对支架、机器和设备基本上没有损坏；围岩产生震动，大，对支架、机器和设备基本上没有损坏；围岩产生震动，一般震级在一般震级在2.2级以下，伴有很大声响；产生煤尘，在瓦斯级以下，伴有很大声响；产生煤尘，在瓦斯煤层中可能有大量瓦斯涌出。煤层中可能有大量瓦斯涌出。部分煤或岩石急剧破碎，大量向已采空间部分煤或岩石急剧破碎，
9、大量向已采空间抛出，出现支架折损、设备移动和围岩震动，震级在抛出，出现支架折损、设备移动和围岩震动，震级在2.3级级以上，伴有巨大声响，形成大量煤尘和产生冲击波。以上，伴有巨大声响，形成大量煤尘和产生冲击波。1、轻微冲击、轻微冲击:抛出煤量在抛出煤量在10t以下，震级在以下，震级在1级以下的级以下的冲击地压。冲击地压。2、中等冲击、中等冲击:抛出煤量在抛出煤量在1Ot50t以下，震级在以下，震级在1级级2级的冲击地压。级的冲击地压。3、强烈冲击、强烈冲击:抛出煤量在抛出煤量在50t以上，震级在以上，震级在2级以上的级以上的冲击地压。冲击地压。一般面波震级一般面波震级Ms1时，矿区附近部分居民有
10、震感；时，矿区附近部分居民有震感；Ms=2时，对井上下有不同程度的破坏；时，对井上下有不同程度的破坏；Ms2时，地面建时，地面建筑物将出现明显裂缝破坏。筑物将出现明显裂缝破坏。发生在煤体内，根据冲击深度和强度。发生在煤体内，根据冲击深度和强度又分为表面、浅部和深部冲击。又分为表面、浅部和深部冲击。发生在顶底板岩层内，根据位置有顶。发生在顶底板岩层内，根据位置有顶板冲击和底板冲击。板冲击和底板冲击。该理论认为，冲击地压发生的条件是矿山压力大于该理论认为，冲击地压发生的条件是矿山压力大于煤体煤体围岩力学系统的综合强度。围岩力学系统的综合强度。:较坚硬的顶底板可将煤体夹紧，阻碍了深部较坚硬的顶底板可
11、将煤体夹紧，阻碍了深部煤体自身或煤体煤体自身或煤体围岩交界处的变形围岩交界处的变形(见图见图8-2)。图图8.2 冲击地压发生机理冲击地压发生机理由于平行于层面的摩擦阻力和侧向阻力阻碍了煤体沿由于平行于层面的摩擦阻力和侧向阻力阻碍了煤体沿层面的移动，使煤体更加压实，承受更高的压力，积蓄较层面的移动，使煤体更加压实，承受更高的压力，积蓄较多的弹性能。多的弹性能。从极限平衡和弹性能释放的意义上来看，夹持起了闭从极限平衡和弹性能释放的意义上来看，夹持起了闭锁作用。锁作用。在煤体夹持带内，压力高、并储存有相当高的弹性能，在煤体夹持带内，压力高、并储存有相当高的弹性能，高压带和弹性能积聚区可位于煤壁附近
12、。高压带和弹性能积聚区可位于煤壁附近。一旦高应力突然加大或系统阻力突然减小时，煤体可产一旦高应力突然加大或系统阻力突然减小时，煤体可产生突然破坏运动，抛向已采空间，形成冲击地压。生突然破坏运动，抛向已采空间，形成冲击地压。分析分析:该理论认为该理论认为:当矿体与围岩系统的力学平衡状态破坏后当矿体与围岩系统的力学平衡状态破坏后所释放的能量大于其破坏所消耗能量时，就会发生冲击地压。所释放的能量大于其破坏所消耗能量时，就会发生冲击地压。刚性理论也是一种能量理论，它认为发生冲击地压的刚性理论也是一种能量理论，它认为发生冲击地压的条件是条件是:矿山结构矿山结构(矿体矿体)的刚度大于矿山负荷系的刚度大于矿
13、山负荷系(围岩围岩)的刚度，的刚度，即系统内所储存的能量大于消耗于破坏和运动的能量时，将即系统内所储存的能量大于消耗于破坏和运动的能量时，将发生冲击地压。发生冲击地压。该理论认为该理论认为:发生冲击地压的条件是煤体的冲击倾向度发生冲击地压的条件是煤体的冲击倾向度大于实验所确定的极限值。大于实验所确定的极限值。可利用一些试验或实测指标对发生冲击地压可能程度可利用一些试验或实测指标对发生冲击地压可能程度进行估计或预测，这种指标的量度称为冲击倾向度。进行估计或预测，这种指标的量度称为冲击倾向度。其条件是其条件是:介质实际的冲击倾向度大于规定的极限值。介质实际的冲击倾向度大于规定的极限值。这些指标主要
14、有这些指标主要有:弹性变形指数、有效冲击能指数、极限刚弹性变形指数、有效冲击能指数、极限刚度比、破坏速度指数等。度比、破坏速度指数等。近年来，近年来，我国一些学者认为我国一些学者认为:根据岩石全应力根据岩石全应力应变应变曲线，在上凸硬化阶段，煤、岩抗变形曲线，在上凸硬化阶段，煤、岩抗变形(包括裂纹和裂缝包括裂纹和裂缝)的能力是增大的，介质是稳定的；在下凹软化阶段，由于的能力是增大的，介质是稳定的；在下凹软化阶段，由于外载超过其峰值强度，裂纹迅速传播和扩展，发生微裂纹外载超过其峰值强度，裂纹迅速传播和扩展，发生微裂纹密集而连通的现象，使其抗变形能力降低，介质是非稳定密集而连通的现象，使其抗变形能
15、力降低，介质是非稳定的。在非稳定的平衡状态中，一旦遇有外界微小扰动，则的。在非稳定的平衡状态中，一旦遇有外界微小扰动，则有可能失稳，从而在瞬间释放大量能量，发生急剧、猛烈有可能失稳，从而在瞬间释放大量能量，发生急剧、猛烈的破坏，即冲击地压。的破坏，即冲击地压。由此，介质的强度和稳定性是发生冲击的重要条件由此，介质的强度和稳定性是发生冲击的重要条件之一。虽然有时外载未达到峰值强度，但由于煤岩的蠕变之一。虽然有时外载未达到峰值强度，但由于煤岩的蠕变性质，在长期作用下其变形会随时间而增大，进入软化阶性质，在长期作用下其变形会随时间而增大，进入软化阶段。这种静疲劳现象，可以使介质处于不稳定状态。在失段
16、。这种静疲劳现象，可以使介质处于不稳定状态。在失稳过程中系统所释放的能量可使煤岩从静态变为动态过程，稳过程中系统所释放的能量可使煤岩从静态变为动态过程，即发生急剧、猛烈的破坏。即发生急剧、猛烈的破坏。主要包括开采深度、地质构造、煤岩结构和力学特性等。主要包括开采深度、地质构造、煤岩结构和力学特性等。开采深度的加大使地应力值增加。一般在达到一定开采深度开采深度的加大使地应力值增加。一般在达到一定开采深度后才开始发生冲击地压，此深度称为冲击地压临界深度。后才开始发生冲击地压，此深度称为冲击地压临界深度。，一般大于，一般大于200m，总的趋势是随，总的趋势是随采深增加，冲击危险性增加。这主要是由于随
17、采深增加，原采深增加，冲击危险性增加。这主要是由于随采深增加，原岩应力增大的缘故。岩应力增大的缘故。地质构造如褶曲、断裂、煤层倾角及厚度突然变化等地质构造如褶曲、断裂、煤层倾角及厚度突然变化等也影响冲击地压的发生。宽缓向斜轴部易于形成冲击地压；也影响冲击地压的发生。宽缓向斜轴部易于形成冲击地压；断裂如是一个开采边界，若回采方向朝向断层面，则冲击危断裂如是一个开采边界，若回采方向朝向断层面，则冲击危险增加；煤层倾角和厚度局部突然变化地带，实际是局部地险增加；煤层倾角和厚度局部突然变化地带，实际是局部地质构造应力积聚地带，因而极易发生冲击地压。质构造应力积聚地带，因而极易发生冲击地压。煤岩结构及性
18、能也是冲击地压影响的主要煤岩结构及性能也是冲击地压影响的主要因素。因素。坚硬、厚层、整体性强的顶板坚硬、厚层、整体性强的顶板(老顶老顶)，易形成冲击，易形成冲击地压地压;直接顶厚度适中、与老顶组合性好、不易冒落，直接顶厚度适中、与老顶组合性好、不易冒落，冲击危险较大冲击危险较大;煤的强度高、弹性模量大、含水量低、变质程度煤的强度高、弹性模量大、含水量低、变质程度高、暗煤比例大，一般冲击倾向较强高、暗煤比例大，一般冲击倾向较强 组合煤岩的冲击倾向性组合煤岩的冲击倾向性l冲击地压的发生不仅仅与煤、岩层的冲击倾向性有关冲击地压的发生不仅仅与煤、岩层的冲击倾向性有关，而且与煤岩层的结构特点和煤岩层的组
19、合形式具有密而且与煤岩层的结构特点和煤岩层的组合形式具有密切的关系切的关系 l为使煤岩冲击倾向性测定更能充分反映煤岩层实际特为使煤岩冲击倾向性测定更能充分反映煤岩层实际特点点，开展了煤岩组合模型的冲击倾向性实验测定研究。，开展了煤岩组合模型的冲击倾向性实验测定研究。各类煤岩组合模型的组合方式各类煤岩组合模型的组合方式组合形式组合形式高度比例高度比例组合形式组合形式高度比例高度比例煤：直接顶：基本顶煤：直接顶：基本顶1 1：1 1：1 1底板：煤：基本底板：煤：基本顶顶1 1：1 1：1 1煤：直接顶煤：直接顶1 1：1 1煤：直接顶煤：直接顶1 1：2 2煤：底板煤：底板1 1：1 1煤：基本
20、顶煤：基本顶1 1：1 1煤：基本顶煤：基本顶1 1：2 2煤：基本顶煤：基本顶1 1：3 3底板：煤：基本顶底板：煤：基本顶1 1：1 1：1 1（a）组合模型；（b）、（c）组合模型承压破坏的状况图8.3 组合模型破坏前后的状况015000300004500060000-100102030405060708047图2 D矿7号煤层组 合与纯煤试件动态破坏时 间曲线对比 图37P(kN)t t(m ms s)组 合 纯煤图图8.4 某矿煤的动态破坏时间曲线某矿煤的动态破坏时间曲线 0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.5-10010203040506070801.5?3
21、D?7?12.73P(kN)?L(mm)组 合 纯煤 图图8.5 某矿煤的冲击能量曲线某矿煤的冲击能量曲线 1.52.00510152025306.52?4 D?7?8.06P(kN)?L(mm)组合 纯 煤图图 8.6 某矿煤的弹性能量曲线对比某矿煤的弹性能量曲线对比 组合模型的冲击倾向性强于单一煤试件组合模型的冲击倾向性强于单一煤试件 组合模型的抗压强度高于单一煤试件，变形量大于单组合模型的抗压强度高于单一煤试件，变形量大于单一煤试件一煤试件 用组合模型测定冲击倾向性与所用煤、岩石自身的性用组合模型测定冲击倾向性与所用煤、岩石自身的性质具有很大关系质具有很大关系：煤、岩石的抗压强度都高，冲
22、击倾：煤、岩石的抗压强度都高，冲击倾向性强，组合后冲击倾向性更加剧烈；煤与岩石的抗向性强，组合后冲击倾向性更加剧烈；煤与岩石的抗压强度相差无几，组合模型的冲击倾向性变化不大；压强度相差无几，组合模型的冲击倾向性变化不大；岩石比煤的抗压强度越高，组合模型的冲击倾向性比岩石比煤的抗压强度越高，组合模型的冲击倾向性比单一煤试件的越强烈。单一煤试件的越强烈。v 分析开采多煤层时，任何造成应力集中的因素，均对防治冲开采多煤层时，任何造成应力集中的因素，均对防治冲击地压不利。击地压不利。如开采程序不合理、本层回采不干净、相邻两层开采错如开采程序不合理、本层回采不干净、相邻两层开采错距不合适等；距不合适等；
23、从防治冲击地压的角度而言，壁式开采优于柱式开采，从防治冲击地压的角度而言，壁式开采优于柱式开采，旱采优于水采，直线工作面优于曲线工作面，冒落法优旱采优于水采，直线工作面优于曲线工作面，冒落法优于充填法；于充填法；煤柱和开采边界是最主要的应力集中因素，应尽量避免煤柱和开采边界是最主要的应力集中因素，应尽量避免和减少这些因素的有害影响。和减少这些因素的有害影响。国内外大量实践表明，冲击地压往往伴随着井下生国内外大量实践表明，冲击地压往往伴随着井下生产过程的某些工序产过程的某些工序(如爆破、冒顶、采煤等如爆破、冒顶、采煤等)而发生，这而发生，这些因素称为诱导因素。些因素称为诱导因素。诱导因素本身的能
24、量可能很小，但其诱发冲击地压诱导因素本身的能量可能很小，但其诱发冲击地压而释放的能量及其破坏性却很大。因而，诱导因素也是而释放的能量及其破坏性却很大。因而，诱导因素也是发生冲击地压的一个不可忽视的因素。发生冲击地压的一个不可忽视的因素。该方法是波兰采矿研究总院提出的，用于测定煤层冲该方法是波兰采矿研究总院提出的，用于测定煤层冲击倾向。击倾向。WET为弹性能与永久变形消耗能之比。波兰采矿研究总院规定:WET5为强冲击倾向；2WET5为弱冲击倾向；WET2为无冲击倾向。该方法虽存在一些不足之处，但基本适于我国情况，可作为煤层冲击倾向鉴定指标之一。它是前苏联矿山测量研究院提出的用于测定冲击地它是前苏
25、联矿山测量研究院提出的用于测定冲击地压的方法。压的方法。即在载荷不小于强度极限即在载荷不小于强度极限80%的条件下，用反复加的条件下，用反复加载和卸载循环得到的弹性变形量与总变形量之比载和卸载循环得到的弹性变形量与总变形量之比(K)，作，作为衡量冲击倾向度的指标。当为衡量冲击倾向度的指标。当K0.7时，有发生冲击地时，有发生冲击地压的危险。压的危险。这种方法较为简单，经常用作辅助指标。其指标的这种方法较为简单，经常用作辅助指标。其指标的界限值必须根据各矿井的试样进行试验确定。界限值必须根据各矿井的试样进行试验确定。我国我国煤矿安全规程煤矿安全规程中规定：中规定：“开采冲击地压煤开采冲击地压煤层
26、时，冲击危险程度和采取措施后的实际效率，可采用层时，冲击危险程度和采取措施后的实际效率，可采用钻粉率指标法、地音法、微震法等方法确定钻粉率指标法、地音法、微震法等方法确定”。钻粉率指标法又称为钻粉率指数法或钻孔检验法钻粉率指标法又称为钻粉率指数法或钻孔检验法。它。它是用小直径是用小直径(42mm45mm)钻孔，根据打钻不同深度时排钻孔，根据打钻不同深度时排出的钻屑量及其变化规律来判断岩体内应力集中情况，鉴别出的钻屑量及其变化规律来判断岩体内应力集中情况，鉴别发生冲击地压的倾向和位置。发生冲击地压的倾向和位置。在钻进过程中，出现在钻进过程中，出现的的现象，则认为具有冲击危险，应采取相应的解危措施
27、。现象，则认为具有冲击危险，应采取相应的解危措施。岩石在压力作用下发生变形和开裂破坏过程中，必然以岩石在压力作用下发生变形和开裂破坏过程中，必然以脉冲形式释放弹性能，产生应力波或声发射现象脉冲形式释放弹性能，产生应力波或声发射现象。显。显然，声发射信号的强弱反映了煤岩体破坏时的能量释放过程。然，声发射信号的强弱反映了煤岩体破坏时的能量释放过程。由此可知，地音监测法的原理是，用微震仪或拾震器连由此可知，地音监测法的原理是，用微震仪或拾震器连续或间断地监测岩体的地音现象。根据测得的地音波或微震续或间断地监测岩体的地音现象。根据测得的地音波或微震波的变化规律与正常波的对比，判断煤岩体发生冲击倾向度。
28、波的变化规律与正常波的对比，判断煤岩体发生冲击倾向度。用人工方法造成地震，探测这种地震波的传插速度，用人工方法造成地震，探测这种地震波的传插速度，编制出波速与时间的关系图，波速增大段表示有较大的应编制出波速与时间的关系图，波速增大段表示有较大的应力作用，结合地质和开采技术条件分析、判断发生冲击地力作用，结合地质和开采技术条件分析、判断发生冲击地压的倾向度。压的倾向度。为了能够更准确地判断出发生冲击地压的地点和时间，为了能够更准确地判断出发生冲击地压的地点和时间，可同时采用上述两种以上的方法，根据多因素的变化，综可同时采用上述两种以上的方法，根据多因素的变化，综合加以确定。国内外常使用的是钻屑法
29、、地音监测法、地合加以确定。国内外常使用的是钻屑法、地音监测法、地质及开采技术条件分析的综合方法。质及开采技术条件分析的综合方法。根据发生冲击地压的成因和机理，防治冲根据发生冲击地压的成因和机理，防治冲击地压的措施的基本原理有两方面击地压的措施的基本原理有两方面:1、开采保护层；、开采保护层；2、无煤柱开采，在采区内不留煤柱和煤体突出部分，禁、无煤柱开采，在采区内不留煤柱和煤体突出部分，禁止在邻近层煤柱的影响范围内开采；止在邻近层煤柱的影响范围内开采；3、合理安排开采顺序，避免形成三面采空状态的回采区、合理安排开采顺序，避免形成三面采空状态的回采区段或条带和在采煤工作面前方掘进巷道，必要时应在
30、岩石段或条带和在采煤工作面前方掘进巷道，必要时应在岩石或安全层内掘进巷道，禁止工作面对采和追采。或安全层内掘进巷道，禁止工作面对采和追采。实践表明，合理的开拓布置和开采方式对于避免应力实践表明，合理的开拓布置和开采方式对于避免应力集中和叠加，防止冲击地压关系极大。集中和叠加，防止冲击地压关系极大。大量实例证明，多数冲击地压是由于开采技术不合理而大量实例证明，多数冲击地压是由于开采技术不合理而造成的。造成的。不正确的开拓开采方式一经形成就难于改变，临到煤层不正确的开拓开采方式一经形成就难于改变，临到煤层开采时，只能采取局部措施，而且耗费很大，效果有限。开采时，只能采取局部措施，而且耗费很大，效果
31、有限。所以，合理的开拓布置和开采方式是防治冲击地压的根所以，合理的开拓布置和开采方式是防治冲击地压的根本性措施。本性措施。其主要原则是其主要原则是:(1)开采煤层群时，开拓布置应有利于保护层开采。开采煤层群时，开拓布置应有利于保护层开采。(2)划分井田或采区时，应保证合理的开采顺序，最大限度地避划分井田或采区时，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。免形成煤柱等应力集中区。(3)采区或盘区的采煤工作面应朝一个方向推进，避免相向开采，采区或盘区的采煤工作面应朝一个方向推进，避免相向开采，以免应力叠加。以免应力叠加。(4)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在地
32、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。加的开采程序。(5)有冲击危险的煤层的开拓或准备巷道、永久峒室、主要上有冲击危险的煤层的开拓或准备巷道、永久峒室、主要上(下下)山、主要溜煤巷和回风巷应布置在底板岩层或无冲击危险山、主要溜煤巷和回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。煤层中，以利于维护和减小冲击危险。(6)开采有冲击危险的煤层，应采用不留煤柱垮落法管理顶板的开采有冲击危险的煤层，应采用不留煤柱垮落法管理顶板的长壁开采方法。长壁开采方法。(7)顶板管理尽量采用全部垮落法，工作面支架应采用具有整体顶板管理尽量采用全部垮落法，工作面支架应采用具
33、有整体性和防护能力的可缩性支架。性和防护能力的可缩性支架。它属于暂时的局部性措施，包括它属于暂时的局部性措施，包括按照冲击地压发生的强度条件和能量条件，工作面附按照冲击地压发生的强度条件和能量条件，工作面附近煤层被顶底板紧紧地夹持着，承受极高的载荷，虽并未破近煤层被顶底板紧紧地夹持着，承受极高的载荷，虽并未破碎，却积聚大量的变形能。这时煤体和围岩形成的碎，却积聚大量的变形能。这时煤体和围岩形成的与矿山压力处于与矿山压力处于采取的各种卸压解危措施，正是为了减缓这种临界状态，采取的各种卸压解危措施，正是为了减缓这种临界状态，把夹持状态下煤层的侧向约束解除掉，使已形成的局部把夹持状态下煤层的侧向约束
34、解除掉，使已形成的局部转移到较广区域。由于卸压措施造成煤体局部破裂，转移到较广区域。由于卸压措施造成煤体局部破裂，降低了强度，应力重新分布，从而释放或降低了煤岩体中的降低了强度，应力重新分布，从而释放或降低了煤岩体中的弹性能，使工作面前方弹性能，使工作面前方成为安全区。成为安全区。爆破卸压是指对形成冲击危险的煤体，用爆破方法减爆破卸压是指对形成冲击危险的煤体，用爆破方法减缓其应力集中程度的一种解危措施。实施爆破卸压应采取缓其应力集中程度的一种解危措施。实施爆破卸压应采取深孔爆破方法，深孔爆破方法，装药位置越靠近峰值区，炸药威力越大，爆破解除煤装药位置越靠近峰值区，炸药威力越大，爆破解除煤层应力
35、的效果越好。该法适用于顶板比较完整的条件下或层应力的效果越好。该法适用于顶板比较完整的条件下或作为煤层注水时的辅助措施。作为煤层注水时的辅助措施。爆破卸压能同时局部爆破卸压能同时局部，即在有冲击地压危险的工作面卸压和在近煤壁一定宽度，即在有冲击地压危险的工作面卸压和在近煤壁一定宽度的条带内破坏煤的结构的条带内破坏煤的结构(但不落煤但不落煤)，使它不能积聚弹性能或，使它不能积聚弹性能或达不到威胁安全的程度。达不到威胁安全的程度。在工作面前方形成一条卸压保护带，在工作面前方形成一条卸压保护带，了工作空间处于煤了工作空间处于煤层深处的高应力区。显然，从防治冲击地压的角度看，应用层深处的高应力区。显然
36、，从防治冲击地压的角度看，应用尽量多的炸药爆破出尽量多的炸药爆破出，但实际上要达到这个，但实际上要达到这个目的，目前技术条件还不够。目的，目前技术条件还不够。多年的观测实践证明，如果多年的观测实践证明，如果就能防止冲击地压的就能防止冲击地压的危害。危害。诱发爆破是在监测到有冲击危险的情况下，利用较诱发爆破是在监测到有冲击危险的情况下，利用较多药量进行爆破，人为地诱发冲击地压，使冲击地压多药量进行爆破，人为地诱发冲击地压，使冲击地压，从而避免更大损害的一种解危，从而避免更大损害的一种解危措施。措施。实行诱发爆破必须实行诱发爆破必须行事。作为辅助手段，诱发行事。作为辅助手段，诱发爆破只有在存在爆破
37、只有在存在的情况下，其他方法无效的情况下，其他方法无效或无法实施时才应用。或无法实施时才应用。实施地点多用于煤柱回收时，与钻屑法检测孔配合实施地点多用于煤柱回收时，与钻屑法检测孔配合互用。互用。孔距孔距2m5m，孔深按冲击危险区范围确定。可平行，孔深按冲击危险区范围确定。可平行走向或倾斜布置，也可混合布置。走向或倾斜布置，也可混合布置。一般采用深孔爆破法，钻大量较长的钻孔直达高应力一般采用深孔爆破法，钻大量较长的钻孔直达高应力带。带。采用大药量、集中装药和同时引爆的方法，以便使煤采用大药量、集中装药和同时引爆的方法，以便使煤岩体强烈震动，诱发冲击地压，或造成煤体强烈卸压、释岩体强烈震动，诱发冲击地压，或造成煤体强烈卸压、释放能量，把高应力带移向煤体深部。放能量，把高应力带移向煤体深部。集中爆破的药量越多，诱发冲击地压的可能性越大。集中爆破的药量越多，诱发冲击地压的可能性越大。高压注水高压注水 放松动炮放松动炮 钻孔槽卸压等方法。钻孔槽卸压等方法。冲击倾向性冲击倾向性 冲击危险性冲击危险性 冲击地压、岩爆、矿震冲击地压、岩爆、矿震 冲击地压预测冲击地压预测 冲击地压防治冲击地压防治岩爆现象描述围岩岩爆破坏位置巷道(隧道)
