冲击地压的发生与防治.docx

冲击地压的发生与防治冲击地压的发生与防治1 冲击地压的发生和震点的分布特点1.1 冲击地压的发生虎台煤业分公司井田开采于 1907 年，设计能力 300 万 t/a，2001 年核定能力 320 万 t/a，采用斜竖井结合阶段水平大巷开拓方式及综合机械化放顶煤采煤方法开采。近年来，随着开采深度的增加及接触深部复杂的地质构造，开采区域已深入到足以产生冲击的构造应力场和重力应力场的“临界深度”，因此频繁发生冲击地压。特别是进入580m 水平下段及北翼开采后，逐渐接触到深部复杂的地质构造及煤层产状，冲击地压显现越来越频繁，冲击强度及破坏程度逐渐加大。其显现特征：一是震级不大的煤爆发生较为频繁，但威力不大，偶有片帮和煤块抛射现象；二是浅部冲击和深部冲击较为强烈，但深部冲击是发生在煤层深处，虽然威力（震级）较大，地面震感明显，但井下破坏性不明显；三是浅部冲击地面震感不明显或无震感，但对井下作业地点危害最大，发生前有时出现片帮、瓦斯增大或出现爆豆声响等前兆。然而多数发生时没有这些宏观前兆而突然发作，破坏性较大，有时造成严重片帮、冒顶和底鼓、摧毁支架、堵塞巷道及颠翻设备；四是冲击发生过程短暂，持续时间一般几秒至十几秒。虎台煤业分公司从 19932002 年共发生冲击地压 38383 次，其中大于 1 级（里氏震级）9315 次，大于 2 级655 次，大于 3 级 44 次，最大级达 3.7 级。1.2 冲击地压的分布特点自 1993 年起至今，冲击地压虽然遍布矿井各个区域，但主要集中在55001#二期综放面、54003#综放面运输顺槽、68001#综放面运输顺槽、 炮采已采区、630m 中央主副巷、63006#II 已采综放面、68002#综放面、 炮采区、78001#综放面 IIII 期及 78002#综放面开切眼等共计 10 个局部区域。其分布具有以下特点：地质构造带如断层附近、向背斜轴部，是冲击地压多发带；采深越大，冲击地压发生的次数越多；孤岛煤柱区是冲击地压严重采区；综放面一分层（开采三分层煤）冲击地压显现强烈；综放面一分层开采初期及接近终采时，冲击地压发生的较频繁；二分层（缓压带）几乎不发生冲击地压；从 2001 年下半年开始冲击地压发生的次数呈下降趋势。2 冲击地压的成因2.1 地质构造的因素构造应力场既是地壳构造运动和断裂活动的动力因素，又是地层中区域应力状态的重要组成部分。在构造应力场的作用下，一方面形成新的断裂组合，同时对井下开采过程中的各种动力现象的发生起着至关重要的决定作用，构造应力是孕育冲击地压的主要动力环境因素。（1）矿区煤田构造分析。抚顺矿区的构造位于天山一阴山巨型纬向构造带和华夏式构造带交接复合部位，其特殊位置决定了其地质构造比较复杂，是一个由多元构造体系复合而形成的多元、多向和多序的构造体系，主要有东西向阴山构造带和北东 5060华夏式构造带两种。（2）地质构造对冲击地压的影响。老虎台井田位于抚顺煤田向斜中部，其中东翼，是一个东向西的向斜构造，西翼是一个北向南的缓向斜构造，共有 14 条大断层。F1 和 Fl a 断层是控制区域内构造环境的主要因素。矿区所发生的较大规模的冲击地压主要是受断层和构造的特征、空间位置以及它们之间的相互关系所控制。从老虎台井田内部的小的环境看，14 条大断层及周围形成的向背斜构造和次一级的断裂构造，是引发冲击地压的主要原因，也是冲击地压发生次数最密集（特别是大震级）的地方。2.2 开采深度的因素近年来随采深增加，冲击地压次数明显增加，特别是 1 级以上冲击地压次数大幅度上升，从 1993 年的 466 次增加到 2001 年的 2024 次。从冲击地压发生实际情况分析，如果单从重力（开采深度）角度分析，总的看冲击地压发生次数和震级是与采深成正比，但在复杂的地质构造带附近，冲击地压发生的次数和震级有时与采深并不成正比。如矿井东部区 54003 综放面距地表深度 630m（回采阶段540m），准备及回采期间发生一级以上冲击地压 30 次；与其同标高的东翼相邻的54002 综放面，准备及回采期间一级以上冲击地压仅发生 8 次。同一采区内，采深相同的不同工作面冲击地压发生的次数差别比较明显。2.3 煤层性质的因素冲击地压的发生与煤的物理机械性能密切相关。煤质中硬以下，弹性、脆性较大，光泽较强的煤易发生小型冲击地压；煤质中硬，较均质、致密，裂隙、层节理较不发育的煤易发生较大冲击地压；硬度很高的不易发生冲击地压。根据测试、实验及多年实践证明：矿井本层煤中三分层属于中硬煤，弹、脆性较大，层、节理不很发育，易于发生冲击地压；四分层煤质中硬，上述性质较差，冲击地压发生次之；五分层属于中硬以上煤，不易发生冲击地压。从上述分析得出：矿井冲击地压不属于单一重力型冲击地压。2.4 采掘活动的因素（1）炮采