深井礦壓與沖擊地壓ppt

1、（山東省煤礦礦長、總工等高層技、管人員培訓(xùn)用）n5、在我國已探明的儲(chǔ)量中，埋深在、在我國已探明的儲(chǔ)量中，埋深在1000m以下的儲(chǔ)量為以下的儲(chǔ)量為2.95萬億噸，占資源總量的萬億噸，占資源總量的53%。n6、預(yù)計(jì)在未來、預(yù)計(jì)在未來20年，我國很多煤礦將進(jìn)年，我國很多煤礦將進(jìn)入到入到10001500米深度。米深度。n7、開灤林西礦一切眼埋深大于、開灤林西礦一切眼埋深大于700米，開米，開掘在一煤層掘在一煤層10m寬的煤柱下方，頂?shù)装逡茖挼拿褐路?，頂?shù)装逡平俣葹榻俣葹?0mm/d。n8、原蘇聯(lián)認(rèn)為，由于深度增加、原蘇聯(lián)認(rèn)為，由于深度增加n（1）開采費(fèi)用增加了）開采費(fèi)用增加了1.4倍；倍；n（2

2、）成本提高了）成本提高了1.3倍；倍；n（3）井巷工程提高了）井巷工程提高了1.5倍；倍；n（4）采深每增加）采深每增加100m，工作礦量降低，工作礦量降低4%5%；n（5）工作面采煤工效下降）工作面采煤工效下降6%8%；n（6）噸煤成本提高）噸煤成本提高3%4%；n（7）巷道維修率增加）巷道維修率增加4.5%；n9、深井工作面，當(dāng)垮落帶只有直接頂、深井工作面，當(dāng)垮落帶只有直接頂時(shí)，選用掩護(hù)式支架。時(shí)，選用掩護(hù)式支架。n當(dāng)垮澆帶有直接頂和部分老頂時(shí)，選用當(dāng)垮澆帶有直接頂和部分老頂時(shí)，選用支掩式支架。支掩式支架。n10、沿煤層法線方向，頂板強(qiáng)烈破壞帶、沿煤層法線方向，頂板強(qiáng)烈破壞帶的高度增加的高

3、度增加77%，（平均增量為，（平均增量為4.6 m /100 m）。）。3.6138H縱向應(yīng)變橫向應(yīng)變ad0.5111 0.5表表6-1 6-1 不同巷道斷面壓力集中系數(shù)一覽表不同巷道斷面壓力集中系數(shù)一覽表2HHRcK2HR cKH2HRcKKgH 超過各類圍巖的極限深度后，埋深每增加超過各類圍巖的極限深度后，埋深每增加100m，其，其圍巖移近量的增量如表圍巖移近量的增量如表6-3所示：所示：圖6-1 埋深與巷道圍巖變形量的關(guān)系l煤巖體抗壓強(qiáng)度與采深的關(guān)系：煤巖體抗壓強(qiáng)度與采深的關(guān)系：l根據(jù)波蘭三十多年來對深井巷道的研究結(jié)果根據(jù)波蘭三十多年來對深井巷道的研究結(jié)果表明，中硬巖石兩幫壓力（巷道壓力

4、），煤表明，中硬巖石兩幫壓力（巷道壓力），煤巖平均抗壓強(qiáng)度與采深的對比關(guān)系如表巖平均抗壓強(qiáng)度與采深的對比關(guān)系如表6-46-4所所示：示：表6-4 中硬巖石兩幫壓力、煤巖平均抗壓強(qiáng)度與采深的關(guān)系圖6-2 巷幫最大壓力與煤巖平均抗壓強(qiáng)度關(guān)系圖頁從圖中可以看出：從圖中可以看出：n硬煤初次顯現(xiàn)極限深度為硬煤初次顯現(xiàn)極限深度為300m，深度達(dá)，深度達(dá)到到350m時(shí)，巷幫壓力就超過了煤的平均抗時(shí)，巷幫壓力就超過了煤的平均抗壓強(qiáng)度。因此，就會(huì)產(chǎn)生維護(hù)煤幫的困難，壓強(qiáng)度。因此，就會(huì)產(chǎn)生維護(hù)煤幫的困難，越往深處，被壓壞的可能性就越大。由于減越往深處，被壓壞的可能性就越大。由于減少了巷幫頂?shù)装逯g的磨擦力及頂?shù)装?/p>

5、移近少了巷幫頂?shù)装逯g的磨擦力及頂?shù)装逡平a(chǎn)生的夾持力，同時(shí)距巷幫深處的彈性能進(jìn)產(chǎn)生的夾持力，同時(shí)距巷幫深處的彈性能進(jìn)一步提高，故更可產(chǎn)生煤的突出。一步提高，故更可產(chǎn)生煤的突出。n頁巖初次顯現(xiàn)的極限深度為頁巖初次顯現(xiàn)的極限深度為600 m，在，在1300 m以下的深處才出現(xiàn)類似于巖石突出的以下的深處才出現(xiàn)類似于巖石突出的壓力超限現(xiàn)象；而砂巖初次顯現(xiàn)的極限深度為壓力超限現(xiàn)象；而砂巖初次顯現(xiàn)的極限深度為900m，不過類似于巖石突出的壓力超限現(xiàn)象，不過類似于巖石突出的壓力超限現(xiàn)象，目前的開采深度通常不應(yīng)出現(xiàn)。目前的開采深度通常不應(yīng)出現(xiàn)。n由于砂巖抗壓強(qiáng)度隨采深的增加而增加的梯由于砂巖抗壓強(qiáng)度隨采深的

6、增加而增加的梯度較大，故在深井開采中，應(yīng)設(shè)法把巷道布置度較大，故在深井開采中，應(yīng)設(shè)法把巷道布置在均質(zhì)的堅(jiān)硬砂巖中，盡量避開薄弱環(huán)節(jié)，以在均質(zhì)的堅(jiān)硬砂巖中，盡量避開薄弱環(huán)節(jié)，以減少擠出、突出。減少擠出、突出。 n在很多礦井中，煤巷的比例較大，故隨采深在很多礦井中，煤巷的比例較大，故隨采深的增加，防止煤巷片幫將成為深井開采中的主的增加，防止煤巷片幫將成為深井開采中的主要問題。于是深井煤巷的支護(hù)應(yīng)加強(qiáng)研究。要問題。于是深井煤巷的支護(hù)應(yīng)加強(qiáng)研究。n在有軟底的煤層中，大深度巷道中的底膨現(xiàn)在有軟底的煤層中，大深度巷道中的底膨現(xiàn)象要比淺部巷道中多。因此，降低巷道兩幫的象要比淺部巷道中多。因此，降低巷道兩幫的

7、壓力是防止底臌的基本方法。當(dāng)然，巷道圍巖壓力是防止底臌的基本方法。當(dāng)然，巷道圍巖壓力的大小不僅僅是賦存深度，與老塘的相對壓力的大小不僅僅是賦存深度，與老塘的相對位置關(guān)系及巷道的支護(hù)形式、維護(hù)方法也有關(guān)。位置關(guān)系及巷道的支護(hù)形式、維護(hù)方法也有關(guān)。 n 開采深度的增加，工作面礦山壓力顯現(xiàn)情況有別開采深度的增加，工作面礦山壓力顯現(xiàn)情況有別于巷道，其不同點(diǎn)主要是工作面上方巖層（老頂）于巷道，其不同點(diǎn)主要是工作面上方巖層（老頂）斷裂后，通常情況下，能形成斷裂后，通常情況下，能形成“梁梁”和和“拱拱”的結(jié)的結(jié)構(gòu)，上覆巖層的重量由構(gòu)，上覆巖層的重量由“傳遞巖梁傳遞巖梁”傳到前后的煤傳到前后的煤體上及堆積的直

8、接頂碎矸上，或者，由體上及堆積的直接頂碎矸上，或者，由“拱拱”將重將重量轉(zhuǎn)嫁到前后的拱角處。對于工作面來說，一般不量轉(zhuǎn)嫁到前后的拱角處。對于工作面來說，一般不受上位巖層重量的直接作用。而且是動(dòng)態(tài)的，巷道受上位巖層重量的直接作用。而且是動(dòng)態(tài)的，巷道服務(wù)時(shí)間是較長時(shí)期的。因此，工作面支架的載荷服務(wù)時(shí)間是較長時(shí)期的。因此，工作面支架的載荷及下縮量無明顯增大。但是由于工作面前后方支承及下縮量無明顯增大。但是由于工作面前后方支承點(diǎn)承受較大的載荷，結(jié)果導(dǎo)致工作面前方支承壓力點(diǎn)承受較大的載荷，結(jié)果導(dǎo)致工作面前方支承壓力升高。升高。n 由于煤及直接頂?shù)淖陨韽?qiáng)度所限，有可能使直接頂超前煤由于煤及直接頂?shù)淖陨韽?qiáng)度

9、所限，有可能使直接頂超前煤壁發(fā)生破壞，而且工作面前方支承壓力又為超前移動(dòng)力支承壓壁發(fā)生破壞，而且工作面前方支承壓力又為超前移動(dòng)力支承壓力，所以這種破壞既不是一次性的，也不是周期性的，而是連力，所以這種破壞既不是一次性的，也不是周期性的，而是連續(xù)不斷的，即成為惡性循環(huán)工作面后方采空區(qū)倒是與生產(chǎn)管理續(xù)不斷的，即成為惡性循環(huán)工作面后方采空區(qū)倒是與生產(chǎn)管理聯(lián)系不大。（兩側(cè)的固定支承壓力也隨開深的增加而增加，故聯(lián)系不大。（兩側(cè)的固定支承壓力也隨開深的增加而增加，故巷道頂板的完整性也可能受到不同程度的破壞，造成維護(hù)巷道巷道頂板的完整性也可能受到不同程度的破壞，造成維護(hù)巷道的困難。）的困難。）n 工作面前方

10、的這種屢遭破壞導(dǎo)致工作面煤壁的屢工作面前方的這種屢遭破壞導(dǎo)致工作面煤壁的屢次片幫，由于片幫的出現(xiàn)，頂板失控面增大（直接次片幫，由于片幫的出現(xiàn)，頂板失控面增大（直接頂由于高支壓的存在已被破壞），漏頂現(xiàn)象嚴(yán)重，頂由于高支壓的存在已被破壞），漏頂現(xiàn)象嚴(yán)重，臺(tái)階下沉現(xiàn)象比較突出，所以深井采場礦壓的特點(diǎn)臺(tái)階下沉現(xiàn)象比較突出，所以深井采場礦壓的特點(diǎn)是再現(xiàn)在煤壁片幫，新暴露頂板的管理。因此深部是再現(xiàn)在煤壁片幫，新暴露頂板的管理。因此深部開采主要是對煤壁片幫、新暴露頂板的管理、支架開采主要是對煤壁片幫、新暴露頂板的管理、支架選型、上方垮落高度、壓力峰值距煤壁的距離、固選型、上方垮落高度、壓力峰值距煤壁的距離、

11、固定支承壓力的分布范圍及壓力集中程度、回采巷道定支承壓力的分布范圍及壓力集中程度、回采巷道上、下出口的支護(hù)形式等問題加強(qiáng)研究。上、下出口的支護(hù)形式等問題加強(qiáng)研究。表表6-5 6-5 回采工作面前方壓力峰值隨采深采厚變化表回采工作面前方壓力峰值隨采深采厚變化表表表6-6 6-6 被采煤層上方垮落高度的變化被采煤層上方垮落高度的變化 日產(chǎn)量Q(t/d)采深(m)圖6-3 采深與支護(hù)形式、工作面日產(chǎn)量的關(guān)系圖中：白色柱支撐式支架的日產(chǎn)量；黑色柱掩護(hù)式支架的日產(chǎn)量n 總之，巷道難以支護(hù)的主要變形是以上兩種，即碎體總之，巷道難以支護(hù)的主要變形是以上兩種，即碎體壓力（松脫地壓）及膨脹壓力，而膨脹壓力又可歸

12、納壓力（松脫地壓）及膨脹壓力，而膨脹壓力又可歸納為軟巖巷道支護(hù)問題。為軟巖巷道支護(hù)問題。n 對以上兩種變形情況，就支護(hù)而言，應(yīng)遵循以下原則：對以上兩種變形情況，就支護(hù)而言，應(yīng)遵循以下原則：（1）支護(hù)要及時(shí)。因碎體及軟巖來壓較快，特別要）支護(hù)要及時(shí)。因碎體及軟巖來壓較快，特別要盡快封閉暴露面，減少圍巖的弱化時(shí)間。盡快封閉暴露面，減少圍巖的弱化時(shí)間。（2）因以上兩種變形量大。應(yīng)當(dāng)采用可縮性支架。）因以上兩種變形量大。應(yīng)當(dāng)采用可縮性支架。（3）必要時(shí)進(jìn)行二次支護(hù)，因軟巖變形時(shí)間長，一般）必要時(shí)進(jìn)行二次支護(hù)，因軟巖變形時(shí)間長，一般具有流變特性。具有流變特性。（4）支架結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)合理，一般應(yīng)當(dāng)采用封閉式支

13、架）支架結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)合理，一般應(yīng)當(dāng)采用封閉式支架（底臌量常超過頂板下沉量），（可縮性支架常用（底臌量常超過頂板下沉量），（可縮性支架常用于頂壓，頂部變形量較大的圍巖中）。于頂壓，頂部變形量較大的圍巖中）。（5）支架的力學(xué)特性應(yīng)充分考慮有限可縮量及增阻式）支架的力學(xué)特性應(yīng)充分考慮有限可縮量及增阻式的特點(diǎn)，即先柔后剛，柔剛適度，既要適應(yīng)軟巖初的特點(diǎn)，即先柔后剛，柔剛適度，既要適應(yīng)軟巖初期變形量大，又要滿足后期承載能力大的要求。期變形量大，又要滿足后期承載能力大的要求。（6）因軟巖具有遇水易膨脹的特性，應(yīng)當(dāng)使圍巖保持）因軟巖具有遇水易膨脹的特性，應(yīng)當(dāng)使圍巖保持干燥。干燥。（7）軟巖巷道支護(hù)應(yīng)當(dāng)以加固圍巖

14、為宗旨（內(nèi)強(qiáng)或外）軟巖巷道支護(hù)應(yīng)當(dāng)以加固圍巖為宗旨（內(nèi)強(qiáng)或外撐都可以）。對于底臌嚴(yán)重的巷道可以試行對底板撐都可以）。對于底臌嚴(yán)重的巷道可以試行對底板采取減少巖石體積的切割卸壓措施及封閉式支架或采取減少巖石體積的切割卸壓措施及封閉式支架或帶有反拱結(jié)構(gòu)的支架帶有反拱結(jié)構(gòu)的支架。2. 工作面的支護(hù)工作面的支護(hù)n 由前述可知，深井工作面的礦壓顯現(xiàn)及其支護(hù)特由前述可知，深井工作面的礦壓顯現(xiàn)及其支護(hù)特點(diǎn)與淺部相比是不同的，與巷道的礦壓顯現(xiàn)也不相點(diǎn)與淺部相比是不同的，與巷道的礦壓顯現(xiàn)也不相同，主要是采場上覆巖層同，主要是采場上覆巖層“梁梁”和和“拱拱”的結(jié)構(gòu)形的結(jié)構(gòu)形式狀態(tài)決定了采場支架的受力，通常情況下，

15、工作式狀態(tài)決定了采場支架的受力，通常情況下，工作面支架受力不是太大，不與采深成正比，但超前支面支架受力不是太大，不與采深成正比，但超前支承壓力的應(yīng)力集中系數(shù)倒是與采深成正比，就此原承壓力的應(yīng)力集中系數(shù)倒是與采深成正比，就此原因，采場受力及支護(hù)應(yīng)采取以下措施因，采場受力及支護(hù)應(yīng)采取以下措施 由于工作面前方的煤體與直接頂?shù)膹?qiáng)度承受由于工作面前方的煤體與直接頂?shù)膹?qiáng)度承受不了集中應(yīng)力的作用而產(chǎn)生破壞，其破壞是連續(xù)不了集中應(yīng)力的作用而產(chǎn)生破壞，其破壞是連續(xù)的，導(dǎo)致煤壁片幫及頂板破碎嚴(yán)重。的，導(dǎo)致煤壁片幫及頂板破碎嚴(yán)重。（1）煤壁片幫易造成超前回采及早暴露無支護(hù)頂）煤壁片幫易造成超前回采及早暴露無支護(hù)頂板

16、，為頂板的離層、脫落、漏頂提供條件，解決板，為頂板的離層、脫落、漏頂提供條件，解決方法可通過超前回采注漿，提高煤體強(qiáng)度，確保方法可通過超前回采注漿，提高煤體強(qiáng)度，確保煤體完整，嚴(yán)格控制無支護(hù)頂板的面積過大。煤體完整，嚴(yán)格控制無支護(hù)頂板的面積過大。（2）破碎頂板易在割煤后，移架與支護(hù)前，）破碎頂板易在割煤后，移架與支護(hù)前，隨采煤而冒落，造成頂板出現(xiàn)抽空，冒隨采煤而冒落，造成頂板出現(xiàn)抽空，冒空現(xiàn)象，使支護(hù)物無法控制老頂。不能空現(xiàn)象，使支護(hù)物無法控制老頂。不能充分發(fā)揮支架的支撐作用，更難以控制充分發(fā)揮支架的支撐作用，更難以控制上覆巖層的運(yùn)動(dòng)，使前方支承壓力進(jìn)一上覆巖層的運(yùn)動(dòng)，使前方支承壓力進(jìn)一步提高

17、，導(dǎo)致支護(hù)方面的惡性循環(huán)。解步提高，導(dǎo)致支護(hù)方面的惡性循環(huán)。解決方法是超前工作面向頂板注入速凝劑，決方法是超前工作面向頂板注入速凝劑，提高巖石的強(qiáng)度及頂板的穩(wěn)定性。提高巖石的強(qiáng)度及頂板的穩(wěn)定性。3. 深井礦壓底研究方向深井礦壓底研究方向 深井礦壓的研究主要是深井巷道支護(hù)的研究，研究內(nèi)容為深井礦壓的研究主要是深井巷道支護(hù)的研究，研究內(nèi)容為破碎巖體及軟巖體的支護(hù)。至于采場方面的礦壓并非十分破碎巖體及軟巖體的支護(hù)。至于采場方面的礦壓并非十分突出。突出。 （1）破碎巖體）破碎巖體A. 要準(zhǔn)確確定松動(dòng)圈的范圍，有利于計(jì)算松脫地壓，以便要準(zhǔn)確確定松動(dòng)圈的范圍，有利于計(jì)算松脫地壓，以便選擇適宜的支護(hù)形式、強(qiáng)

18、度及密度；化學(xué)加固時(shí)，便于選擇適宜的支護(hù)形式、強(qiáng)度及密度；化學(xué)加固時(shí)，便于計(jì)算速凝劑的注入量及效果；錨桿加固時(shí)，便于確定錨計(jì)算速凝劑的注入量及效果；錨桿加固時(shí)，便于確定錨桿的長度，錨固力各參數(shù)。桿的長度，錨固力各參數(shù)。B. 巷道兩幫及頂部破碎，底板易臌的巷道支護(hù)方法，應(yīng)研巷道兩幫及頂部破碎，底板易臌的巷道支護(hù)方法，應(yīng)研究既可控制三幫的位移，又要控制底臌產(chǎn)生的支護(hù)方法究既可控制三幫的位移，又要控制底臌產(chǎn)生的支護(hù)方法A. A. 要加強(qiáng)軟巖的基礎(chǔ)試驗(yàn)研究，主要包括：軟巖的成因，要加強(qiáng)軟巖的基礎(chǔ)試驗(yàn)研究，主要包括：軟巖的成因，軟巖的破壞機(jī)理，強(qiáng)度與軟化特性；軟巖的流變，膨脹軟巖的破壞機(jī)理，強(qiáng)度與軟化特

19、性；軟巖的流變，膨脹機(jī)理，水與溫度對變形的影響。礦區(qū)地應(yīng)力場，軟巖巷機(jī)理，水與溫度對變形的影響。礦區(qū)地應(yīng)力場，軟巖巷道圍巖應(yīng)力場與位移場，支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖相互作用機(jī)理。道圍巖應(yīng)力場與位移場，支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖相互作用機(jī)理。B. B. 制定軟巖的工程分類。制定軟巖的工程分類?！败泿r軟巖”包括的范圍較廣，物理包括的范圍較廣，物理力學(xué)性質(zhì)有較大區(qū)別，軟巖地壓顯現(xiàn)劇烈程度不一，支力學(xué)性質(zhì)有較大區(qū)別，軟巖地壓顯現(xiàn)劇烈程度不一，支護(hù)的難度存在著很大差異，故須確定若干數(shù)量判別指標(biāo)。護(hù)的難度存在著很大差異，故須確定若干數(shù)量判別指標(biāo)。C. 加強(qiáng)對巷道位移量的量測。支架承受荷載的量測，錨加強(qiáng)對巷道位移量的量測。支架承受

20、荷載的量測，錨桿受力大小的量測、聯(lián)合支護(hù)形式的確定。桿受力大小的量測、聯(lián)合支護(hù)形式的確定。D. 改善軟巖掘進(jìn)與支護(hù)工藝改善軟巖掘進(jìn)與支護(hù)工藝 軟巖怕水、怕震、怕風(fēng)化，在軟巖巷道掘進(jìn)與支護(hù)過軟巖怕水、怕震、怕風(fēng)化，在軟巖巷道掘進(jìn)與支護(hù)過程中，必須采取一系列針對性措施。如：干式作業(yè)、程中，必須采取一系列針對性措施。如：干式作業(yè)、水的治理、機(jī)械化掘進(jìn)、開巷后立即封閉圍巖等等。水的治理、機(jī)械化掘進(jìn)、開巷后立即封閉圍巖等等。E. 加強(qiáng)支護(hù)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論研究。合理布置巷道和設(shè)計(jì)加強(qiáng)支護(hù)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論研究。合理布置巷道和設(shè)計(jì)相應(yīng)的支護(hù)形式，最終還是取決于對地應(yīng)力、巖性等相應(yīng)的支護(hù)形式，最終還是取決于對地應(yīng)力

21、、巖性等的了解，所以加強(qiáng)巖體力學(xué)的基礎(chǔ)理論研究，對于軟的了解，所以加強(qiáng)巖體力學(xué)的基礎(chǔ)理論研究，對于軟巖巷道的支護(hù)是非常重要的。巖巷道的支護(hù)是非常重要的。(3) 工作面礦壓工作面礦壓 主要加強(qiáng)煤壁片幫，直接頂超前工作面破壞的治理方主要加強(qiáng)煤壁片幫，直接頂超前工作面破壞的治理方面的研究。面的研究。第二講第二講 沖擊地壓沖擊地壓一、概述一、概述（一）、國內(nèi)外沖擊地壓的發(fā)生情況（一）、國內(nèi)外沖擊地壓的發(fā)生情況（二）、沖擊地壓的分類（二）、沖擊地壓的分類 1 1、根據(jù)沖擊地壓的物理特征，按發(fā)生原因分為三類、根據(jù)沖擊地壓的物理特征，按發(fā)生原因分為三類 2 2、根據(jù)沖擊地壓的能量特征，按沖擊時(shí)釋放的地震、根

22、據(jù)沖擊地壓的能量特征，按沖擊時(shí)釋放的地震 能大小分為五個(gè)等級(jí)能大小分為五個(gè)等級(jí) 3 3、根據(jù)參與沖擊的巖體類別分為兩類、根據(jù)參與沖擊的巖體類別分為兩類 4 4、根據(jù)沖擊力源分為、根據(jù)沖擊力源分為3 3級(jí)級(jí) 5 5、我國對沖擊地壓的分類、我國對沖擊地壓的分類下一項(xiàng)返 回 （1）微沖擊）微沖擊 : 小范圍震動(dòng)，地震烈度小于小范圍震動(dòng)，地震烈度小于1級(jí)級(jí) （2）弱沖擊）弱沖擊 ：有聲響和地震效應(yīng)，局部破有聲響和地震效應(yīng)，局部破 壞，地震烈度壞，地震烈度為為1-2級(jí)級(jí) （3）中等沖擊）中等沖擊 ：脆性破壞，拋出煤巖，形成氣浪，損壞設(shè)脆性破壞，拋出煤巖，形成氣浪，損壞設(shè)備，頂板垮落，地震烈度為備，頂板垮

23、落，地震烈度為2-2.5級(jí)級(jí) 返 回（4）強(qiáng)烈沖擊）強(qiáng)烈沖擊 ：強(qiáng)烈沖擊破壞嚴(yán)重，地震烈度為強(qiáng)烈沖擊破壞嚴(yán)重，地震烈度為3-3.5級(jí)級(jí)（5）災(zāi)害性沖擊）災(zāi)害性沖擊 ：災(zāi)害性沖擊采區(qū)、水平內(nèi)的巷道垮落，災(zāi)害性沖擊采區(qū)、水平內(nèi)的巷道垮落， 或波或波 及全礦，礦井報(bào)廢，地震烈度及全礦，礦井報(bào)廢，地震烈度為為5級(jí)級(jí)（1）煤層沖擊（煤爆）煤層沖擊（煤爆）: 產(chǎn)生于媒體產(chǎn)生于媒體-圍巖力學(xué)圍巖力學(xué) 系系統(tǒng)中是沖擊地壓的主要表統(tǒng)中是沖擊地壓的主要表現(xiàn)形式現(xiàn)形式（2）巖層沖擊（巖爆）：）巖層沖擊（巖爆）：高強(qiáng)度脆性的巖石瞬間高強(qiáng)度脆性的巖石瞬間釋放彈性能，巖塊從母體釋放彈性能，巖塊從母體急劇猛烈拋出，可分為圍

24、急劇猛烈拋出，可分為圍巖、頂板沖擊巖、頂板沖擊返 回3 3、根據(jù)參與沖擊的巖體類別分為兩類、根據(jù)參與沖擊的巖體類別分為兩類（1）重力型）重力型 ：受重力作用，沒有或只有少量構(gòu)受重力作用，沒有或只有少量構(gòu)造力的影響造力的影響（2）構(gòu)造型）構(gòu)造型 ：受構(gòu)造應(yīng)力作用所引起受構(gòu)造應(yīng)力作用所引起（3）中間型）中間型 ：重力或構(gòu)造力共同作用的結(jié)果重力或構(gòu)造力共同作用的結(jié)果4、根據(jù)沖擊力源分為三級(jí)、根據(jù)沖擊力源分為三級(jí)（1）一般沖擊地壓）一般沖擊地壓 ：破壞輕微，不需修復(fù)破壞輕微，不需修復(fù)（2）破壞型沖擊地壓）破壞型沖擊地壓 ：造成一定破壞，需要修復(fù)造成一定破壞，需要修復(fù)（3）沖擊地壓事故）沖擊地壓事故 ：

25、造成人員傷亡，井巷采場嚴(yán)重破造成人員傷亡，井巷采場嚴(yán)重破壞，中斷生產(chǎn)壞，中斷生產(chǎn)8小時(shí)以上小時(shí)以上返回5 5、我國對沖擊地壓的分類、我國對沖擊地壓的分類經(jīng)過多年的研究，我國在此方面取得的主經(jīng)過多年的研究，我國在此方面取得的主要成果有：要成果有： （1 1）沖擊地壓機(jī)理研究）沖擊地壓機(jī)理研究（2 2）煤層沖擊傾向試驗(yàn)研究）煤層沖擊傾向試驗(yàn)研究 （3 3）鉆屑法的研究）鉆屑法的研究 （4 4）地音）地音（三）沖擊地壓的危害及研究現(xiàn)狀（三）沖擊地壓的危害及研究現(xiàn)狀（5 5）煤層注水（已推廣使用）煤層注水（已推廣使用）（6 6）煤層卸壓爆破（已部分推廣使用）煤層卸壓爆破（已部分推廣使用）（7 7）堅(jiān)硬

26、頂板處理（注水軟化等措施，有效控制）堅(jiān)硬頂板處理（注水軟化等措施，有效控制了大冒頂?shù)葲_擊地壓現(xiàn)象）了大冒頂?shù)葲_擊地壓現(xiàn)象）（四）沖擊地壓在我國礦區(qū)的分布（四）沖擊地壓在我國礦區(qū)的分布1)()(dtdupdtdusdtdue1*KK 沖擊礦壓的成因和機(jī)理可用以下準(zhǔn)則的原理模沖擊礦壓的成因和機(jī)理可用以下準(zhǔn)則的原理模型加以說明：型加以說明：能量準(zhǔn)則能量準(zhǔn)則： 沖擊傾向準(zhǔn)則沖擊傾向準(zhǔn)則： 強(qiáng)度準(zhǔn)則：強(qiáng)度準(zhǔn)則： 二、沖擊礦壓的成因和機(jī)理二、沖擊礦壓的成因和機(jī)理511iiR511iiR（一）礦山地質(zhì)因素（一）礦山地質(zhì)因素 1 1、開采深度、開采深度 假設(shè)煤層中的形變彈性能被塑性變形所吸收，則體假設(shè)煤層中的

27、形變彈性能被塑性變形所吸收，則體變彈性能全消耗于破壞煤體和使其產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。若不計(jì)變彈性能全消耗于破壞煤體和使其產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。若不計(jì)應(yīng)力集中的影響作用時(shí)，則應(yīng)力集中的影響作用時(shí)，則：22222)1 (6)1 ()21 (HruEuUv22)1 ()21)(21 (uuucERUvc62令：則：三、三、 影響沖擊地壓發(fā)生的因素影響沖擊地壓發(fā)生的因素設(shè)煤在單向載荷時(shí)的抗壓強(qiáng)度為設(shè)煤在單向載荷時(shí)的抗壓強(qiáng)度為RC則用于破碎煤塊的單位體積所需要的能量則用于破碎煤塊的單位體積所需要的能量U1為：為：故：若考慮巷道周邊的巖塊處于雙向受力狀態(tài)，若考慮巷道周邊的巖塊處于雙向受力狀態(tài)，則所需能量要比則所需能量要比 U1大

28、，現(xiàn)用一般性系數(shù)大，現(xiàn)用一般性系數(shù) K0(K01)來表示，則破壞單位體積的能量來表示，則破壞單位體積的能量U2為：為： 22222102(;)222cREUEdEEEE ERKUc2202212cRUE2UUrERKrHEcc2)(6202cKrRHc073. 1ERKrHcUUUcr63)(2021按能量準(zhǔn)則按能量準(zhǔn)則：所以：所以：化簡得：化簡得： 此處的此處的H即是發(fā)生沖擊地壓的臨界深度，即是發(fā)生沖擊地壓的臨界深度， 國內(nèi)外資料表明為國內(nèi)外資料表明為200米。米。 釋放出來的動(dòng)能應(yīng)為：釋放出來的動(dòng)能應(yīng)為： 表表1 我國部分礦井發(fā)生沖擊地壓的臨界深度我國部分礦井發(fā)生沖擊地壓的臨界深度表表2

29、發(fā)生沖擊地壓的強(qiáng)度和頻次與開采深度的關(guān)系發(fā)生沖擊地壓的強(qiáng)度和頻次與開采深度的關(guān)系表表3 波蘭發(fā)生沖擊地壓的頻次與開采深度的關(guān)系波蘭發(fā)生沖擊地壓的頻次與開采深度的關(guān)系2、煤層和頂板巖石性質(zhì)及特征、煤層和頂板巖石性質(zhì)及特征3、地質(zhì)構(gòu)造、地質(zhì)構(gòu)造（二）開采技術(shù)因素（二）開采技術(shù)因素1 1、采煤方法、采煤方法2 2、煤柱、煤柱3 3、開采順序、開采順序4 4、放炮、放炮四、礦山壓力的形成及特點(diǎn)四、礦山壓力的形成及特點(diǎn) （一）回采工作面周圍應(yīng)力重新分布（一）回采工作面周圍應(yīng)力重新分布圖圖41 采空區(qū)周圍應(yīng)力重新分布的概貌采空區(qū)周圍應(yīng)力重新分布的概貌1工作面前方超前支承壓力；工作面前方超前支承壓力；2、3

30、、4沿傾沿傾斜、仰斜及工作面后方殘余支承壓力斜、仰斜及工作面后方殘余支承壓力圖圖42 煤層凸出角處的疊合支承壓力煤層凸出角處的疊合支承壓力2000圖圖43 回采工作面周圍支承壓回采工作面周圍支承壓力在煤層平面內(nèi)分布示意圖力在煤層平面內(nèi)分布示意圖圖圖44 44 支承壓力在被開支承壓力在被開采煤層頂?shù)装逯蟹植际疽獠擅簩禹數(shù)装逯蟹植际疽鈭D圖11采動(dòng)影響帶邊界；采動(dòng)影響帶邊界；22支支承壓力區(qū)；承壓力區(qū)；33卸載區(qū)邊界卸載區(qū)邊界（二）采區(qū)平巷沿走向礦壓顯現(xiàn)規(guī)律（二）采區(qū)平巷沿走向礦壓顯現(xiàn)規(guī)律圖圖45 工作面下部順槽頂?shù)装逡苿?dòng)的全過程曲線工作面下部順槽頂?shù)装逡苿?dòng)的全過程曲線1移動(dòng)速度曲線；移動(dòng)速度曲線；

31、2移近量曲線移近量曲線 、巷道掘進(jìn)階段、巷道掘進(jìn)階段 、無采掘影響階段、無采掘影響階段 、采動(dòng)影響階段、采動(dòng)影響階段 、采動(dòng)影響穩(wěn)定階段、采動(dòng)影響穩(wěn)定階段 、二次采動(dòng)影響階段、二次采動(dòng)影響階段 采區(qū)平巷從掘進(jìn)到報(bào)廢的整個(gè)服務(wù)期內(nèi)頂?shù)撞蓞^(qū)平巷從掘進(jìn)到報(bào)廢的整個(gè)服務(wù)期內(nèi)頂?shù)装蹇傄平堪蹇傄平縐 U總總為為 ： U U總總=U=UO O+V+V0 0T T0 0+U+U1 1+V+V1 1T T1 1+U+U2 2 oo（三）采區(qū)斜巷沿傾斜礦壓顯現(xiàn)規(guī)律（三）采區(qū)斜巷沿傾斜礦壓顯現(xiàn)規(guī)律 圖圖46 采區(qū)斜巷中沿傾斜不同礦壓顯現(xiàn)帶采區(qū)斜巷中沿傾斜不同礦壓顯現(xiàn)帶卸載帶；卸載帶；支承壓力帶；支承壓力帶；原巖

32、應(yīng)力帶；原巖應(yīng)力帶；lmax峰值位置峰值位置、煤體邊緣卸載帶、煤體邊緣卸載帶 、支撐壓力顯現(xiàn)帶、支撐壓力顯現(xiàn)帶、原巖應(yīng)力帶、原巖應(yīng)力帶（四）、煤層底板巖巷礦壓顯現(xiàn)規(guī)律（四）、煤層底板巖巷礦壓顯現(xiàn)規(guī)律圖圖47 煤體與采空區(qū)交界處底板巖層中的不同礦壓顯現(xiàn)區(qū)煤體與采空區(qū)交界處底板巖層中的不同礦壓顯現(xiàn)區(qū) A應(yīng)力增高區(qū)；應(yīng)力增高區(qū)；B應(yīng)力降低區(qū)；應(yīng)力降低區(qū)； C影響微弱區(qū)；影響微弱區(qū)；D未受影響區(qū)未受影響區(qū)五、具有沖擊地壓煤層的開采技術(shù)五、具有沖擊地壓煤層的開采技術(shù) 圖圖51 超前開采解放層超前開采解放層1危險(xiǎn)層；危險(xiǎn)層；2保護(hù)層；保護(hù)層；3保護(hù)區(qū)；保護(hù)區(qū)；4缷載區(qū)缷載區(qū)（一）超前開采解放層（一）超前開采解放層1應(yīng)用沿空巷道應(yīng)用沿空巷道 （1）沿空掘巷）沿空掘巷 完全沿空掘巷完全沿空掘巷 留小煤柱的沿空掘巷留小煤柱的沿空掘巷 保留老巷部分?jǐn)嗝娴难乜站蛳锉Ａ衾舷锊糠謹(jǐn)嗝娴难乜站蛳锵?一 項(xiàng)（二）無煤柱開采（二）無煤柱開采圖圖5-2 完全沿空掘巷完