1、冲击矿压主控因素及控制对策冲击矿压主控因素及控制对策 1、冲击矿压力源及其类型冲击矿压力源及其类型 2、冲击矿压的主控因素冲击矿压的主控因素 3、冲击矿压的控制对策冲击矿压的控制对策 目目 录录 冲击矿压是冲击矿压是井巷或工作面周围煤井巷或工作面周围煤（岩岩）体体，由于弹性变形能的瞬时释由于弹性变形能的瞬时释 放而产生的突然放而产生的突然、剧烈破坏的动力现象剧烈破坏的动力现象。常伴有煤岩体抛出常伴有煤岩体抛出、巨响及巨响及 气浪等现象气浪等现象。是造成人员伤亡和采掘空间严重破坏的煤矿动力灾害是造成人员伤亡和采掘空间严重破坏的煤矿动力灾害。 据统计据统计，目前我国已有目前我国已有 329329个
2、个冲击地压矿井冲击地压矿井，正正 在开采的在开采的253253个个，分布于分布于 2626个省个省、市及自治区市及自治区。 1、冲击矿压力源及其类型、冲击矿压力源及其类型 19601960年年1 1月月2020日南非的日南非的CoalbrockCoalbrock NorthNorth煤矿煤矿冲击矿压冲击矿压，破坏面积破坏面积 达达300300万平方米万平方米； 20042004年年6 6月月2626日日，北京木城涧煤矿发生冲击矿压北京木城涧煤矿发生冲击矿压，震级达震级达4 4. .3 3 级级， 破坏巷道破坏巷道500500多米；多米； 20032003年年，芦岭煤矿芦岭煤矿“5 5. .13
3、13”瓦斯瓦斯 爆炸事故爆炸事故，冲击矿压诱发；冲击矿压诱发； 20052005年年，孙家湾煤矿孙家湾煤矿“2 2. .1414”特特 大瓦斯爆炸事故大瓦斯爆炸事故，冲击矿压诱发冲击矿压诱发。 1、冲击矿压力源及其类型、冲击矿压力源及其类型 冲击矿压特点冲击矿压特点 突发性。无预兆，过程短暂，持续时间几秒到几十秒，难于准确突发性。无预兆，过程短暂，持续时间几秒到几十秒，难于准确 预报发生时间、地点和强度。预报发生时间、地点和强度。 瞬时震动性。像爆炸强烈震动，重型设备被移动，人员被弹起摔瞬时震动性。像爆炸强烈震动，重型设备被移动，人员被弹起摔 倒，震动波及范围可达几公里甚至几十公里，地面有地震
4、感觉。倒，震动波及范围可达几公里甚至几十公里，地面有地震感觉。 巨大破坏性。大量煤体突然抛出，堵塞巷道，破坏支架；造成惨巨大破坏性。大量煤体突然抛出，堵塞巷道，破坏支架；造成惨 重的人员伤亡和巨大的生产损失重的人员伤亡和巨大的生产损失 复杂性。复杂性。 各种条件和采煤方法均出现过。各种条件和采煤方法均出现过。 1、冲击矿压力源及其类型、冲击矿压力源及其类型 冲击矿压显现特征冲击矿压显现特征 （1）冲击矿压事故的冲击矿压事故的91%发生在巷道；而采掘作业期间发生的占发生在巷道；而采掘作业期间发生的占86%，其中其中 1/4发生在掘进工作面发生在掘进工作面，3/4发生在工作面的超前两巷发生在工作面
5、的超前两巷，特别是沿空侧的巷道内特别是沿空侧的巷道内 发生的居多；发生的居多； （2）每次冲击发生时每次冲击发生时，均记录有强矿震；在中及厚煤层中发生冲击时的最小均记录有强矿震；在中及厚煤层中发生冲击时的最小 矿震能量等级为矿震能量等级为1E+04J，最大达最大达E+08J； （3）矿震震源与冲击地点不在同一位置矿震震源与冲击地点不在同一位置，一般在一般在150m内内，最大达到最大达到500m； （4）冲击发生时冲击发生时，巷道破坏长度一般巷道破坏长度一般90m，最大达最大达1000m； （5）采面采空区单见方采面采空区单见方、双见方双见方、三见方等时三见方等时，冲击多发；冲击多发； （6）断
6、层断层、皱曲附近冲击矿压多发皱曲附近冲击矿压多发。 1、冲击矿压力源及其类型、冲击矿压力源及其类型 冲击矿压与矿震的关系冲击矿压与矿震的关系 地音地音( (声发射声发射) )能量低于能量低于100J100J、主频大于、主频大于150Hz150Hz的微破裂产生的震动，如：煤岩受的微破裂产生的震动，如：煤岩受 载过程中的损伤载过程中的损伤、微微破裂、微破裂、微裂纹的扩展裂纹的扩展等。等。 矿震（微震）矿震（微震）能量大于能量大于100J100J、主频小于、主频小于150Hz150Hz的震动，如：岩层破断、运动，煤的震动，如：岩层破断、运动，煤 体宏观动态破裂、失稳等体宏观动态破裂、失稳等。 冲击矿
7、压冲击矿压井巷或工作面周围煤（岩）体，由于弹性变形能的瞬时释放而产生的突井巷或工作面周围煤（岩）体，由于弹性变形能的瞬时释放而产生的突 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。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。 1、冲击矿压力源及其类型、冲击矿压力源及其类型 地地 音音 矿矿 震震 冲击矿压冲击矿压 动静载叠加诱发冲击机理动静载叠加诱发冲击机理 shock d d+ +j j c c dUfdUf dtdt dUpdUp dtdt dUmdUm dtdt dUadUa dtdt minjdb p mf dUdUdUdU dtdtdtdt Um 煤体
8、弹性能量煤体弹性能量 Uf 顶底板弹性能量顶底板弹性能量 Ua 顶板加速度能量顶板加速度能量 Up 冲击消耗能量冲击消耗能量 j 静应力静应力 d 冲击应力波冲击应力波 bmin 临界应力临界应力 应力条件 能量理论 1、冲击矿压力源及其类型、冲击矿压力源及其类型 静载静载+ +动载动载 诱发冲击诱发冲击 minjdb j 静应力静应力 d 冲击应力波冲击应力波 bmin 临界应力临界应力 应应 力力 条条 件件 煤岩体中静载荷与矿震形成的动载叠加之和大于诱发煤岩体冲击煤岩体中静载荷与矿震形成的动载叠加之和大于诱发煤岩体冲击 的临界载荷，就会诱发冲击灾害；的临界载荷，就会诱发冲击灾害； 1、冲
9、击矿压力源及其类型、冲击矿压力源及其类型 静载静载+ +动载动载 诱发冲击诱发冲击 minjdb 1、冲击矿压力源及其类型、冲击矿压力源及其类型 冲击、矿震演化过程冲击、矿震演化过程 发生冲击矿压的临界应力发生冲击矿压的临界应力 0 20 40 60 80 100 051015202530 Rc, Mpa C, MPa 弱冲击倾向冲击倾向 C1=Cn 煤的单向抗压强度大于煤的单向抗压强度大于R RC C20MPa20MPa，煤体煤体发发 生冲击矿压破坏的生冲击矿压破坏的最小最小应力应力为为50MPa50MPa； 煤的单向抗压强度小于煤的单向抗压强度小于R RC C16MPa16MPa，煤体煤体
10、发发 生冲击矿压破坏的生冲击矿压破坏的最小最小应力应力为为70MPa70MPa； 应变率应变率/s-1 载荷状态载荷状态 载荷变化率载荷变化率/(MPa/s) 应力变化规律应力变化规律 10-5 静载静载 10-3 动载动载 10 动态动态变化变化 冲击动载冲击动载 1、冲击矿压力源及其类型、冲击矿压力源及其类型 1 1、顶板型冲击矿压概述、顶板型冲击矿压概述 2. 动静载叠加诱发冲击原理动静载叠加诱发冲击原理 冲击矿压冲击矿压 z z 冲击矿压冲击矿压 冲击矿压冲击矿压 x x 冲击矿压冲击矿压 断层断层 巷道 主副井 断层 煤层 顶板型冲击矿压 断层型冲击矿压 煤柱型冲击矿压 褶曲型冲击矿
11、压 冲击矿压类型 Classification of Coalburst Pillar Failure Synclinal & Anticlinal Tectonics Roof Strata Fracturing Fault Sliding （1）冲击矿压发生的力源及其组成；冲击矿压发生的力源及其组成； （2）煤矿冲击矿压的类型煤矿冲击矿压的类型 煤柱破坏型煤柱破坏型压破坏压破坏、垂直应力垂直应力 皱曲构造型皱曲构造型压破坏压破坏、水平应力水平应力 顶板破断型顶板破断型破断滑移破断滑移、剪应力剪应力 断层滑移型断层滑移型活化运动活化运动、剪应力剪应力 震动震动 应力波应力波 球形传球形传 播
12、播 1、冲击矿压力源及其类型、冲击矿压力源及其类型 煤巷掘进应力路径转换及诱冲机制煤巷掘进应力路径转换及诱冲机制 高卸载侧应力高卸载侧应力 高高加加载侧应力载侧应力 “加“加- -卸”应力路径转换卸”应力路径转换 切切向加载向加载 径向卸载径向卸载 走向应变不变”走向应变不变” 1、冲击矿压力源及其类型、冲击矿压力源及其类型 1、冲击矿压力源及其类型冲击矿压力源及其类型 2、冲击矿压的主控因素冲击矿压的主控因素 3、冲击矿压的控制对策冲击矿压的控制对策 目目 录录 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 300400500600700800900 H,m Wt,n/
13、mil t 开采深度开采深度 煤岩冲击倾向性煤岩冲击倾向性 顶板岩层结构顶板岩层结构 0 5 10 15 20 25 30 35 40 00.002 0.004 0.006 0.0080.010.012 0.014 0.016 0.018 应变 应力，/MPa 煤岩组合试样应力应变全程曲线对比图 2、冲击矿压的主控因素、冲击矿压的主控因素 2.1、冲击矿压的影响因素、冲击矿压的影响因素 地质构造地质构造 采掘应力集中区域采掘应力集中区域 采掘相互扰动采掘相互扰动 500 1000 1500 -140-2020-100-60 0 p.416p.416 p.504p.504 p.510p.510
14、h=25mh=25m E/W,J/t L, m 2.2、地质异常区地质异常区 断层、煤厚变化断层、煤厚变化 区、岩浆侵入、区、岩浆侵入、 顶底板岩性变化顶底板岩性变化 区等地质异常带区等地质异常带 ，使完整的岩层，使完整的岩层 产生破断，形成产生破断，形成 弱面结构。弱面结构。 2、冲击矿压的主控因素、冲击矿压的主控因素 地质异常区对冲击矿压影响地质异常区对冲击矿压影响 弱弱面结构在外界扰动下，微裂隙优先扩展，形成大的断裂面，错动面结构在外界扰动下，微裂隙优先扩展，形成大的断裂面，错动 、破断释放大能量震动事件，形成动载源。、破断释放大能量震动事件，形成动载源。 地质异常区附近初始应力较高，煤
15、体易达到冲击临界值地质异常区附近初始应力较高，煤体易达到冲击临界值。 2、冲击矿压的主控因素、冲击矿压的主控因素 （1 1）、）、断层断层带附近带附近 工作面超前支承压力分布图 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0246810121416182022242628303234363840 至工作面煤壁距离/m 垂直应力/MPa 60m40m30m20m10m 安监局一等奖（安监局一等奖（20112011）、甘肃省（）、甘肃省（20102010）科技二等奖、矿大优博（）科技二等奖、矿大优博（20152015） 静载静载 静载静载 动载动载 冲击矿压冲击矿压 动载动载 应力波
16、应力波 顶板扰动顶板扰动 断层断层 断层活化断层活化 断层活化型、煤柱失稳型断层活化型、煤柱失稳型 跃进煤矿跃进煤矿25110采深采深980m。顶板。顶板50m以上为以上为180m的砾岩层，多次冲击。的砾岩层，多次冲击。 08.11.13 冲击冲击 08.1.30 冲击冲击 08.10.25 冲击冲击 07.6.19 冲击冲击 07.12.27 冲击冲击 10.8.11 冲击冲击9E7 09.8.31 冲击冲击 09.7.21 冲击冲击 11.3.1 冲击冲击1E8 （1 1）、）、断层断层带附近带附近 济三矿济三矿6303辅顺辅顺断层区域断层区域冲击动力灾害位置冲击动力灾害位置。 66m30
17、m6303辅顺 采空区 6302采空区 6303工作面 冲击点 SF28断层 12m24m 采空区 6303工作面 冲击点 SF28断层 6302采空区 6303辅顺SF28断层区域断层区域 （1 1）、）、断层断层带附近带附近 0.00E+00 5.00E+10 1.00E+11 1.50E+11 2.00E+11 2.50E+11 00.050.10.15 水平应变 最大水平应力/MPa 褶 皱 出 现 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 020406080100 距轴部距离/m Kv 仰采推进 俯采推进 皱曲构造附近，冲击危险性高皱曲构造附近，冲击危险
18、性高。 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 1620242832364044485256606468 距离/m 应力/KPa （2 2）、皱曲构造附近）、皱曲构造附近 华亭煤矿华亭煤矿 20142014年年3 3月月1 1日回采，至日回采，至4 4月月8 8日，工日，工 作面推进作面推进96m96m； 3 3月月6 6日至日至4 4月月8 8日，强矿压显现日，强矿压显现1010次次 （2 2）、皱曲构造附近）、皱曲构造附近 运 输 顺 槽 回 风 顺 槽 在在250102250102工作面回风顺槽侧的实体煤中监测到了大量的微震事件，工作面回风顺槽侧的实体煤中监测
19、到了大量的微震事件， 这些微震活动已明显远离这些微震活动已明显远离250102250102工作面回采支承压力影响范围工作面回采支承压力影响范围； 沿着向斜轴部分沿着向斜轴部分 布的微震事件已布的微震事件已 经达到实煤体深经达到实煤体深 部（部（250103250103等工等工 作面）约作面）约800m800m处处。 山寨山寨构造应力构造应力区区矿震分布矿震分布规律规律 （2 2）、皱曲构造附近）、皱曲构造附近 陕西彬长矿区胡家河煤矿陕西彬长矿区胡家河煤矿 A5向斜轴部时向斜轴部时受到以受到以 水平应力为主导的高静水平应力为主导的高静 载应力和载应力和矿震震动应力矿震震动应力 波扰动波扰动叠加作
20、用，易叠加作用，易发发 生片帮和冒顶，至翼部生片帮和冒顶，至翼部 时容易发生强烈的剪切时容易发生强烈的剪切 型冲击矿压型冲击矿压 A4背斜轴部时容易发背斜轴部时容易发 生冒顶和冲击矿压。生冒顶和冲击矿压。 背斜1 向斜1 背斜2 向斜2 A5A5 背斜背斜 A3A3 向斜向斜 （2 2）、皱曲构造附近）、皱曲构造附近 13.9.28 强矿压强矿压 13.8.19 强矿压强矿压 13.10.28 强矿压强矿压 13.8.13 强矿压强矿压 13.9.25 强矿压强矿压 13.9.10 强矿压强矿压 13.9.21 强矿压强矿压 13.10.25 强矿压强矿压 13.5.20 强矿压强矿压 13.
21、3.9 强矿压强矿压 13.7.11 强矿压强矿压 13.9.28 强矿压强矿压 13.10.19 强矿压强矿压 13.9.5 强矿压强矿压 13.10.10 强矿压强矿压 13.10.1 9 强矿强矿 压压 13.2.7 强矿压强矿压 13.4.9 强矿压强矿压 13.1.28 强矿压强矿压 13.10.3 强矿压强矿压 A5A5 背斜背斜 A3A3 向斜向斜 （2 2）、皱曲构造附近）、皱曲构造附近 煤层厚度变化区附近，冲击危险性高。 煤厚局部变薄时，在煤层薄的部分，垂 直地应力会增加； 煤厚局部变厚时，在煤层厚的部分，垂 直地应力会减小； 煤厚变化越剧烈，应力集中的程度越高。 煤层 底板
22、 顶板 5 m 1 m （3 3）、煤厚变化区附近）、煤厚变化区附近 阜新五龙阜新五龙13.01.12冲击冲击。 13.01.12冲击冲击 冲击区冲击区57m 34133413B B运顺掘进巷道运顺掘进巷道 （3 3）、煤厚变化区附近）、煤厚变化区附近 朝阳矿朝阳矿3112面切眼回采冲击面切眼回采冲击 150501-150530 E1.0E+4 （3 3）、煤厚变化区附近）、煤厚变化区附近 朝阳矿朝阳矿3112面切眼掘进冲击面切眼掘进冲击 20141001 141017 （3 3）、煤厚变化区附近）、煤厚变化区附近 冒顶： 0.50.50.5m 冒顶： 1.30.80.9m 底鼓 朝阳矿朝阳矿
23、3112 切眼剖面图切眼剖面图 （3 3）、煤厚变化区附近）、煤厚变化区附近 5000520054005600580060006200640066006800 800 1000 1200 1400 1600 2.2 2.6 3.0 3.4 3.8 4.2 4.6 5.0 5.4 5.8 23010工作面 23030工作面 23050工作面 23070工作面 23090工作面 23110工作面 23130工作面 跃进煤矿跃进煤矿2317023170面面 （3 3）、煤厚变化区附近）、煤厚变化区附近 张 双 楼 矿张 双 楼 矿 74101 工 作工 作 面掘进期间面掘进期间 发生动力显发生动力显
24、 现或者应力现或者应力 异常区异常区 （4 4）、顶板砂岩变化区附近）、顶板砂岩变化区附近 74101面回采期间发生动力显现或者应力异常区面回采期间发生动力显现或者应力异常区 （4 4）、顶板砂岩变化区附近）、顶板砂岩变化区附近 白集 赵楼矿赵楼矿1302工作面工作面 运顺火成岩侵入区运顺火成岩侵入区 焦化煤焦化煤 火成岩火成岩 （5 5）、岩浆岩侵入区附近）、岩浆岩侵入区附近 F14 12158H=1.1m 设 计 停 采 线 F14 12158H=1.1m 计 算 1302工作面 1301工作面 F12 12055H=1.2m 编 制 审 校 科 长 总工 程师 比 例 尺 图 号 资料
25、来源 日 期2008.11 兖煤菏泽能化有限公司赵楼煤矿 探煤柱状 2.6 2.5 1 探煤柱状 2.5 1.5 1 探煤柱状 3.3 0.570.4 1.15 2.29 1.3 3.5 3.36 0.340.92 0.42 0.63 探煤柱状 3.5 3.8 探煤柱状 F13 31075H=0.98m 北 F15 29060H=0.6m 实 测 F16 29070H=0.4m F19 28872H=7.8m F20 28075H=2.3m F21 29185H=5.8m 冲击区冲击区 （5 5）、岩浆岩侵入区附近）、岩浆岩侵入区附近 冲击地压冲击地压 义马千秋煤矿义马千秋煤矿11.11.03
26、冲击矿压，冲击矿压，能量能量E=4E=410108 8J J 。 （6 6）、巨厚覆岩的作用）、巨厚覆岩的作用 回采煤层回采煤层 泥岩、煤泥岩、煤 层、粉沙层、粉沙 岩等岩等 砾砾 岩岩 380380- -600m600m 冲击地压冲击地压 能量能量E+08JE+08J （6 6）、巨厚覆岩的作用）、巨厚覆岩的作用 11.3 11.3 冲击冲击 能量能量E+08JE+08J 3.27 3.27 冲击冲击 能量能量E+07JE+07J 2114121141面面 能量能量E+06JE+06J 义马千秋矿义马千秋矿 11.11.03冲击，冲击，4 410108 8J J， 采深采深800m800m
27、13.3.27冲击，冲击，1 110107 7J J， 采深采深450m450m 21141面多次冲击，面多次冲击，采深采深 650m650m （6 6）、巨厚覆岩的作用）、巨厚覆岩的作用 时间：时间：义马千秋煤矿义马千秋煤矿20142014年年3 3月月2727日日1111时时1818分分。 震源位置：震源位置：震源位置位于震源位置位于2103221032回风上山西翼回风上山西翼128128m m（平距平距）。 能量：能量：1 1. . 1 1E+E+7 7J J，震级为震级为2 2. .7 7 级级。 冲击地压冲击地压 能量能量E+07JE+07J （6 6）、巨厚覆岩的作用）、巨厚覆岩的
28、作用 煤层煤层 9m 泥岩泥岩 粉砂粉砂 90m 砾岩砾岩 360m 冲击地压冲击地压 能量能量E+07JE+07J （6 6）、巨厚覆岩的作用）、巨厚覆岩的作用 时间：时间：20102010年年1010月月8 8日日9 9：0000，发生冲击矿压，发生冲击矿压 地点：地点：W1143W1143工作面上部及端头巷道工作面上部及端头巷道 W1143W1143采面采面煤层为煤层为B4B4- -1 1，埋深，埋深317m317m、走向长、走向长1495m1495m， 斜长斜长162m162m，倾角，倾角1010- -1616，煤厚平均，煤厚平均3m3m，采高，采高3m3m。 与与W1141W1141
29、面间的煤柱宽面间的煤柱宽 30m30m。 95261 169.6 174.834 1452.791 17.492 28.736 10.810.8冲击，冲击，W1143W1143 面冲击，支架煤面冲击，支架煤 机损坏，巷道破机损坏，巷道破 坏，人员伤亡坏，人员伤亡 （6 6）、巨厚覆岩的作用）、巨厚覆岩的作用 新疆宽沟煤矿新疆宽沟煤矿 W1143工作面工作面 2010100820101008，W1143W1143面冲击，支面冲击，支 架煤机损坏，巷道破坏，人员架煤机损坏，巷道破坏，人员 伤亡；伤亡； 2011031320110313，面内冲击；，面内冲击； 2011041320110413，面内
30、冲击，面内冲击，5E6J5E6J 2011070420110704，E1146E1146工作面机巷掘工作面机巷掘 进头，震动明显，巷道损坏；进头，震动明显，巷道损坏； 2011070620110706，E1146E1146工作面机巷掘工作面机巷掘 进头，震动明显，巷道损坏进头，震动明显，巷道损坏 2013010920130109，E11468E11468面机巷掘面机巷掘 进头，震动明显，巷道损坏；进头，震动明显，巷道损坏； 20110112/011620110112/0116，E1146E1146面机面机 巷掘进头，震动明显，巷道巷掘进头，震动明显，巷道 损坏损坏 （6 6）、巨厚覆岩的作用）
31、、巨厚覆岩的作用 细砂岩细砂岩9.6m 粗砂岩粗砂岩7.6m 粉砂岩粉砂岩6.1m 细砂岩细砂岩25.9m 粉砂岩粉砂岩9.3m 粗砂岩粗砂岩14.8m 粗、中、细、粗、中、细、 粉砂岩粉砂岩 砂岩顶板砂岩顶板 73.3m （6 6）、巨厚覆岩的作用）、巨厚覆岩的作用 （1）、区段煤柱应力集中区）、区段煤柱应力集中区 （2） 、上覆遗留煤柱的应力集中区、上覆遗留煤柱的应力集中区 （3） 、停采线形成的应力集中区、停采线形成的应力集中区 （4） 、切眼外错应力集中区、切眼外错应力集中区 （5） 、向采空区采掘的应力叠加区、向采空区采掘的应力叠加区 （6） 、上下煤层巷道的应力叠加区、上下煤层巷道
32、的应力叠加区 （7） 、采掘相互扰动影响区、采掘相互扰动影响区 （8） 、工作面来压与见方区域、工作面来压与见方区域 2.3、采掘应力集中、采掘应力集中区区 2、冲击矿压的主控因素、冲击矿压的主控因素 14 28 42 56 70 024681012141618202224262830 煤柱宽度/m 垂直应力/MPa 0 5 10 15 20 25 15913172125293337414549 与煤壁距离/m 垂直应力/MPa 11m9m7m5m8m 0 5 10 15 20 25 15913172125293337414549 距煤壁距离/m 垂直应力/MPa 爆破后未爆破 （1）、区段煤
33、柱应力集中区）、区段煤柱应力集中区 时间：时间：沈阳红阳三矿沈阳红阳三矿20172017年年1111月月1111日日2 2时时2626分分3939秒秒。 位置：红阳三矿西山上采区位置：红阳三矿西山上采区702702综采工作面综采工作面回风顺槽巷道回风顺槽巷道。 能量：里氏震级：能量：里氏震级：MLML 2 2. .4 4级级。 冲击造成冲击造成702工作面前方回风顺槽约工作面前方回风顺槽约220m巷道出现大面积底鼓巷道出现大面积底鼓、冒顶冒顶，且煤帮位且煤帮位 移明显移明显，造成作业人员伤亡和被困造成作业人员伤亡和被困。 冲击时工作面中部处于正断层冲击时工作面中部处于正断层Fh2(Fy2)、正
34、断层正断层Fh34附近附近。 17.11.11冲击冲击 冲击区冲击区200m （1）、区段煤柱应力集中区）、区段煤柱应力集中区 区段煤柱应力集中区区段煤柱应力集中区。 兴安矿四水平南兴安矿四水平南17层一四区一段采深层一四区一段采深500m ；工作面上部为隔段煤柱，；工作面上部为隔段煤柱， 宽宽15-18m。邻层上覆。邻层上覆11层已开采，层间距层已开采，层间距138155m 11.2.14 冲击冲击 11.4.13 冲击冲击5E6 11.2.28 冲击冲击 11.3.8 冲击冲击 （1）、区段煤柱应力集中区）、区段煤柱应力集中区 华亭华亭250102面诱发强矿压震源位置平面分布图面诱发强矿压
35、震源位置平面分布图 运输顺槽 回风顺槽 运输顺槽 华亭华亭250103面诱发强矿压震源位置平面分布图面诱发强矿压震源位置平面分布图 华亭华亭250102面诱发强矿压面诱发强矿压 （1）、区段煤柱应力集中区）、区段煤柱应力集中区 9202面采深达面采深达900m ；上覆有；上覆有7煤残留的大煤柱，煤残留的大煤柱，120m90m。 7煤所留的煤柱处于煤所留的煤柱处于9202工作面轨道巷上部。工作面轨道巷上部。 7煤的护巷煤柱距煤的护巷煤柱距9202工作面轨道巷工作面轨道巷13m。 7110 haul road 7202 air road 9112 haul road 9202 air road 9
36、202 haul road 7202 haul road 7204-1 air road 7204 haul road 7204-1 haul road 7204-1 air road 7202 air road II 9202 working face A A B B 三河尖三河尖92029202工作面工作面 （2）、上覆遗留煤柱区）、上覆遗留煤柱区 0 10 0 20 0 30 0 40 0 50 0 -100-60-2020601001400 E/W, p.416p.416 p.501p.501 推进,/ m L=78mL=78m / Jt-1 （2）、上覆遗留煤柱区）、上覆遗留煤柱区
37、兴安煤矿冲击案例兴安煤矿冲击案例 四水平南四水平南1717层层 一四区一段一四区一段 -300 -200 CC -343.8T -279.5T -192.0 -263.7 -277 11层采空区 17-2 17-1 18 -280.0 -247.0 -270.8 -100 应力降低区 应力降低区 断 层 带 0 应力增高区应力增高区 本工作面本工作面 采空区 （2）、上覆遗留煤柱区）、上覆遗留煤柱区 95204 材料道材料道 95200 材料道材料道 95200 皮带机道皮带机道 75202 材料道材料道 75202 皮带机道皮带机道 75204材料道材料道 95202工作面工作面 75204
38、皮带机道皮带机道 75202止 止采采线线 95200止 止采采线线 95202预 预计计止止采采线线 95204止 止采采线线 75204止 止采采线线 75202切 切眼眼 9煤 煤回回风 风绕 绕道道 37m 1 1 9 9 煤 专 用 回 风 道 煤 专 用 回 风 道 皮皮 带带 下下 山山 轨轨 道道 下下 山山 小小 湖湖 系系 回回 风风 下下 山山 下下 滑滑 板板 9520495204皮带机道皮带机道 A A区区B B区区C C区区 庞庄煤矿张小楼井庞庄煤矿张小楼井9煤埋深大，采深煤埋深大，采深1000m，局部采深达，局部采深达1200m，属于，属于典型典型 的深部开采煤层
39、的深部开采煤层。 7、9煤间距煤间距30m； 7煤的停采线对煤的停采线对9 煤影响大；煤影响大； 9煤回采通过煤回采通过7煤煤 的停采线。的停采线。 （3）、停采线的应力集中区）、停采线的应力集中区 张小楼井张小楼井9520295202工作面回采应力分布工作面回采应力分布 能量能量10103 3- -10104 4J J的矿震平面分布的矿震平面分布 （2011.5.42011.5.42011.5.302011.5.30） （3）、停采线的应力集中区）、停采线的应力集中区 砚北砚北矿矿250204250204工作面矿震震源平面工作面矿震震源平面分布。分布。 （4）、切眼外错应力集中区）、切眼外错
40、应力集中区 0 20 40 60 80 100 050100150200250300350400450500 应力应力/MPa 距切眼距离距切眼距离/m 移动支压+来压褶曲巷道固定支压原岩应力 3107 切眼 3107 停采线 褶曲 初次 见方 初次 破断 二次 见方 三次 见方 （4）、切眼外错应力集中区）、切眼外错应力集中区 山东朝阳煤山东朝阳煤 矿矿30183018工作工作 面面回顺应力回顺应力 分布预计。分布预计。 （5）、向采空区采掘应力叠加）、向采空区采掘应力叠加 0 10 20 -120-100-80-60-40-200 h=0.9-1.2h=0.9-1.2 m m 推进, m
41、E/W, J/t 兖州东滩煤矿兖州东滩煤矿 冲击冲击 东滩矿主要东滩矿主要 冲击区域冲击区域 （5）、向采空区采掘应力叠加）、向采空区采掘应力叠加 “1.3”4205“1.3”4205切眼导峒冲击矿压切眼导峒冲击矿压 （5）、向采空区采掘应力叠加）、向采空区采掘应力叠加 （6）、煤层群巷道应力叠加）、煤层群巷道应力叠加 巷道 A 巷道 B 煤柱 巷 道 B 巷巷 道道 A a) 巷 道 B 巷巷 道道 A b) 巷道 A 巷道 B 山西担水沟矿山西担水沟矿17.01.17冲击矿压顶板事故冲击矿压顶板事故，造成造成10人死亡人死亡。 担水沟煤矿属于宁担水沟煤矿属于宁 武矿区；武矿区； 4#煤层埋
42、藏深度煤层埋藏深度 400m。 开采开采4#煤煤4203工作工作 面与面与9#煤煤9202工作工作 面，层间距面，层间距50m； （6）、煤层群巷道应力叠加）、煤层群巷道应力叠加 9202面超前面超前4203面面 195m，距离距离4202面停采线面停采线 70m。 9#煤，煤，16m 4#煤，煤，5.6m 17.01.17冲击冲击 冒顶区冒顶区105m （6）、煤层群巷道应力叠加）、煤层群巷道应力叠加 冲击严重冲击严重 冒顶区冒顶区 （6）、煤层群巷道应力叠加）、煤层群巷道应力叠加 （7）、采掘相互扰动影响区）、采掘相互扰动影响区 -970.8 C 联络巷摧垮巷道70m 加宽部皮带巷 摧垮巷
43、道70m 第四部皮带顺槽 摧垮巷道70m 皮带顺槽加长段摧垮巷道50m 巷道破坏范围示意图 0,54 12,06 4 G316-970.8 0,53 山寨矿山寨矿11041104、 1105111051工作面相工作面相 向采掘向采掘扰动，扰动， 1105111051工作面工作面掘掘 进进630m630m时，强时，强 矿压显现严重，矿压显现严重， 停止掘进停止掘进。 1104工作面 回风顺槽掘进630m 11051工作面 运输顺槽掘进440m 掘进 （7）、采掘相互扰动影响区）、采掘相互扰动影响区 砚北煤矿砚北煤矿采掘相互影响采掘相互影响 工作面采动影响区域超前工作面工作面采动影响区域超前工作面
44、286m286m左右，掘进头影响区域超前左右，掘进头影响区域超前130m130m左左 右右，安全距离约为安全距离约为420m420m。 （7）、采掘相互扰动影响区）、采掘相互扰动影响区 （7）、采掘相互扰动影响区）、采掘相互扰动影响区 北徐楼煤矿北徐楼煤矿朝阳煤矿朝阳煤矿相互影响相互影响 随着采空区范围加大，上覆岩层空间结构运动形成见方效应；随着采空区范围加大，上覆岩层空间结构运动形成见方效应； 三次见方区域均具有密集的高能量矿震出现（已采三次见方区域均具有密集的高能量矿震出现（已采375m375m）；）； 一方：一方：2 2次次E5E5以上；二方：以上；二方：4 4次次E5E5以上；三方：以
45、上；三方：3 3次次E5E5以上以上 （8）、工作面来压与见方区域）、工作面来压与见方区域 本工作面老顶断裂本工作面老顶断裂 本工作面见方本工作面见方 双工作面见方双工作面见方 三工作面见方三工作面见方 结论结论: :每一次见方的破裂高度不同，每一次见方的破裂高度不同， 作用的范围、强度也不同作用的范围、强度也不同 两个放顶煤工作面两个放顶煤工作面 第二次见方第二次见方 新汶华丰煤矿新汶华丰煤矿 峻德矿顶板“四次见方”峻德矿顶板“四次见方” 顶板的初次来压顶板的初次来压。 8 8. .3030冲击冲击，影响范围影响范围4949m m，能量能量2 2. .2 2E+E+4 4J J （8）、工作
46、面来压与见方区域）、工作面来压与见方区域 工作面一次工作面一次“见方见方”。 矿震能量矿震能量2 2. .2 2E+E+4 4J J。 （8）、工作面来压与见方区域）、工作面来压与见方区域 峻德矿顶板“四次见方”峻德矿顶板“四次见方” 工作面二次工作面二次“见方见方”。 1111. .2424冲击冲击，影响范围影响范围4444. .5 5m m，能量能量1 1. .9898E+E+5 5J J （8）、工作面来压与见方区域）、工作面来压与见方区域 峻德矿顶板“四次见方”峻德矿顶板“四次见方” 工作面三次工作面三次“见方见方”。 1 1. .9 9冲击冲击，范围范围4545m m能量能量1 1.
47、 .2626E+E+0505J J。 1 1. .2121冲击冲击，范围范围7272m m能量能量. .2121E+E+0606J J。 （8）、工作面来压与见方区域）、工作面来压与见方区域 峻德矿顶板“四次见方”峻德矿顶板“四次见方” 工作面四次工作面四次“见方见方”。 3 3. .1515冲击冲击，范围范围, ,回风巷回风巷9090m m，机道机道6060m,m,能量能量4 4. .6 6E+E+0606J J。 （8）、工作面来压与见方区域）、工作面来压与见方区域 峻德矿顶板“四次见方”峻德矿顶板“四次见方” 1、冲击矿压力源及其类型冲击矿压力源及其类型 2、冲击矿压的主控因素冲击矿压的主控因素 3、冲击矿压的控制对策冲击矿压的控制对策 目目 录录
