沖擊地壓案例（鶴崗峻德煤礦）分析研究課件

1、沖擊地壓案例（鶴崗峻德煤礦）分析研究宋振騏 教授中國科學院院士全國政協(xié)委員1、傾斜煤層工作面兩端支承壓力的差異 緩傾斜煤層(傾角0) ,采場推進作用在四周煤壁前方的支承壓力與水平煤層條件下的差異如下： 煤層傾斜出現(xiàn)層面方向的分力，相同移動巖層重量條件下，垂直作用在煤層上的支承壓力小于水平煤層條件； 工作面推進作用在兩側(cè)的支承壓力不等，下側(cè)（運輸巷或傾斜下方）支承壓力（總值）高于上側(cè)。 究其原因包括： 表土（部分）厚度不同，作用重力的重心偏向下側(cè)端 層面分力（ ）巖層產(chǎn)生側(cè)向偏壓力，該作用力在巖層較軟情況下就可以表現(xiàn)出來。 由圖1可知，基巖部分重心點 居中，垂直煤層的分力 可以近似的看成平均分配

2、在上下兩端支承區(qū)上。表土重力重心 則因距兩端支承距離不同，分配在兩端支承上的力 可由下列方程聯(lián)立解出： 即 ， 由于 ，故上述兩方面造成的差異隨煤層傾角的增加而增加。 圖12、實例（鶴崗峻德礦295沖擊地壓實例） 13煤層，2004年9月22日19點層厚：44.3m（4m）采高：1.8m（分層開采上分層）頂板：直接頂：頁巖0.4m，粉砂巖6.5m，老頂：下礫巖20m，上礫巖43.5m。 沖擊破壞特點：工作面上端處于高應(yīng)力區(qū)的回風巷道中，50m80m范圍內(nèi)底煤鼓出阻塞巷道，造成8人死亡的重大事故。地面發(fā)生強烈震動。下巷是應(yīng)力集中區(qū)，未出現(xiàn)破壞，工作面無沖擊破壞現(xiàn)象。 原因分析 三面采空，支承壓力

3、疊加壓縮彈性能達到發(fā)生沖擊的數(shù)值。 開采第一階段采空區(qū)側(cè)，處于上分段支承壓力高應(yīng)力區(qū)部位的巷道提供了壓縮彈性能釋放的空間，空間周圍煤層事前未遭破壞，即沒有緩沖寬度阻止動力釋放條件。 工作面來壓發(fā)生沖擊是因為超前支承壓力已超過最大值（工作面推出的長度工作面長度），塑性區(qū)已破壞煤體起到吸收彈性能緩沖的作用。29煤層（9槽） 時間：2005年12月 位置和地點：在3（槽）煤層下部，平面位置與3層位置重疊 破壞特征：與3煤層相同，沖擊地壓發(fā)生在巷道恢復后，向前推進完全采出3層煤柱下的全部煤體，由于原巷道兩側(cè)破壞形成緩沖煤帶，因此未再發(fā)生沖擊地壓。3結(jié)論（鶴崗峻德礦煤層開采）1重力型回采工作面沖擊地壓發(fā)

4、生的原因和條件是：采深超過400m 頂板堅硬(老頂為20m厚的礫巖)厚煤層上分層開采（巷道座落在底煤上） 工作面推進至四側(cè)采空孤島（125*2*18=）工作面上下兩側(cè)處于三面采空支承壓力的疊加區(qū)域。（對比兗州三號井同采深和煤厚條件，預推采場支承壓力分布范圍為120140米，塑性區(qū)寬1215m，高應(yīng)力作用區(qū)寬10m20m，高峰點位置距煤壁20m之外，其中上風巷處于應(yīng)力疊加區(qū)的壓力達到產(chǎn)生沖擊的程度。 回采工作面上下端兩巷處于采空分段支承壓力的高峰區(qū)中（掘進時未發(fā)生沖擊地壓是因為單側(cè)采空區(qū)應(yīng)力集中的壓力未達到產(chǎn)生沖擊的限度），巷道兩側(cè)煤壁未經(jīng)破壞，即發(fā)生沖擊前巷道兩側(cè)不存在足夠?qū)挾鹊木彌_帶吸收和釋

5、放彈性能。正是處于高應(yīng)力部位的巷道為沖擊能量的釋放提供了產(chǎn)生沖擊性破壞的空間。 堅硬的礫巖頂板裂斷引發(fā)了回采巷道高應(yīng)力部位的沖擊破壞（該工作面為炮采回采工作面，放炮并未能解決失衡）。3小結(jié) 1在緩傾斜煤層條件下，采場兩側(cè)支承壓力的差異隨煤層傾角增加而擴大。在一定采深的“充分采動”長度范圍內(nèi)，差異擴大的幅度與工作面長度成正比。 2謝橋礦現(xiàn)采工作面傾角較小，采場兩側(cè)支承壓力分布的差異不大，支承壓力預測計算仍按近水平煤層條件考慮。4關(guān)于重大事故控制的合理采場布署問題 謝橋礦多煤層同時開采。主采煤層厚度超過3米，煤層抗壓強度較低，開采深度已超過易發(fā)生沖擊地壓和瓦斯煤層突出等動力現(xiàn)象的“臨界深度”。因此在深入研究采場支承壓力分布的基礎(chǔ)上，正確的選擇工作面長度，合理的進行采場布署，包括正確選擇本煤層工作面接替時空程序和近距離煤層工作面接替時空程序，避免在應(yīng)力集中區(qū)域掘進和維護巷道，推進回采工作面，是排除瓦斯煤層突出，沖擊地壓事故的關(guān)鍵。 預測研究建議的布署原則如下： 3采用工作面跳采接續(xù)方案時，應(yīng)保證工作面長度大于上下區(qū)段工作面支承壓力高應(yīng)力區(qū)間的相互重疊。在謝橋礦現(xiàn)有煤層開采條件下,跳采工作面（“孤島工作面”）長度