采矿地球物理学

 

我国煤矿冲击地压检测预警和技术发展

摘要:在实际生产过程中,工作面常有下述一系列矿山压力现象,并且习惯上用这些现象作为衡量矿山压力显现程度的指标。冲击地压现象,冲击地压是聚积在矿井巷道和采场周围煤岩体中的能量突然释放,造成巷道变化的表现形式,在井巷发生爆炸性事故,动力将煤岩抛向巷道,同时发出强烈声响,造成煤岩体振动和煤岩体破坏,支架与设备损坏,人员伤亡,部分巷道垮落破坏等。冲击地压还会引发或可能引发其它矿井灾害,尤其是瓦斯、煤尘爆炸、火灾以及水灾,干扰通风系统,严重时造成地面震动和建筑物破坏等。因此,冲击地压是煤矿重大灾害之一。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,及时对冲击地压检测预警也是减少危害的有效措施。

关键词矿山压力冲击地压开采方式检测预警减少危害

一.冲击地压现象形成特点及分类

冲击地压是聚积在矿井巷道和采场周围煤岩体中的能量突然释放,在井巷发生爆炸性事故,动力将煤岩抛向巷道,同时发出强烈声响,造成煤岩体振动和煤岩体破坏,支架与设备损坏,人员伤亡,部分巷道垮落破坏等。冲击地压还会引发或可能引发其它矿井灾害,尤其是瓦斯、煤尘爆炸、火灾以及水灾,干扰通风系统,严重时造成地面震动和建筑物破坏等。因此,冲击地压是煤矿重大灾害之一。

冲击地压的特点:突发性、瞬时震动性巨大、破坏性、复杂性

冲击地压按其显现强度、释放的能量等进行分类。根据冲击的显现强度,可分为四类:

(1)弹射。一些单个碎块从处于高压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。

(2)矿震。它是煤、岩内部的冲击地压,即深部的煤或岩体发生破坏。但煤、岩并不向已采空间抛出,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,有时产生煤尘。较弱的矿震称为微震,也称为“煤炮”。

(3)弱冲击。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,一般震级在2.2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。

(4)强冲击。部分煤或岩石急剧破碎,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2.3级以上,伴有巨大声响,形成大量煤尘和产生冲击波。

在采矿巷道工作面中发生震动和冲击地压,将会对井下巷道、井下工作人员和地面建筑物造成影响。

冲击地压对井下巷道的影响主要是动力将煤岩抛向巷道,破坏巷道周围煤岩的结构及支护系统,使其失去功能。而一些小的冲击地压或者说岩体卸压,则对巷道的破坏不大。巷道壁局部破坏、剥落或巷道支架部分损坏。应当确定,当矿山震动较小,或震中距巷道较远时,将不会对巷道产生任何损坏。

在发生冲击地压的区域如果有工人在工作,则可能对其产生伤害,甚至造成死亡事故。 矿山震动和冲击地压不仅对井下巷道造成破坏,对井下工作的人员造成伤害,而且对地表及地表建筑物造成损坏,甚至造成地震那样的灾难性后果。

二.冲击地压的防治

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。主要原则是:

1、开采煤层群时,开拓布置应有利于解放层开采。

2、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。

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,以免应力叠加。

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