山東煤礦沖擊地壓威脅現(xiàn)狀分析及防治課件

1、山東煤礦沖擊地壓威脅現(xiàn)狀分析及防治措施 韓延晟二一三年四月 山東煤礦從1966年至今共發(fā)生破壞性沖擊地壓400多次，造成死亡38人，重傷71人。近年來(lái)，煤礦開(kāi)采深度的日趨增加，開(kāi)采強(qiáng)度的加大，煤（巖）體內(nèi)部的應(yīng)力集中程度越來(lái)越高，發(fā)生沖擊地壓的可能性逐漸增高，而能量的突然、不易控制的釋放，極易造成重大人員傷亡。沖擊地壓已經(jīng)成為威脅我省煤礦安全生產(chǎn)的關(guān)鍵因素之一。一、我省煤礦沖擊地壓現(xiàn)狀二、有關(guān)沖擊地壓管理方面的規(guī)定三、沖擊地壓發(fā)生規(guī)律分析四、發(fā)生沖擊地壓的原因分析五、我們應(yīng)該如何防沖六、行之有效的防治沖擊地壓技術(shù)措施和先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)一、我省煤礦沖擊地壓現(xiàn)狀 1.沖擊地壓的概念煤礦沖擊地壓是煤巖體在變

2、形破壞過(guò)程中釋放能量的動(dòng)力過(guò)程，在其力學(xué)平衡狀態(tài)破壞時(shí)，由于彈性變形能的瞬間釋放而產(chǎn)生一種以突然、急劇、猛烈破壞為特征的動(dòng)力現(xiàn)象。礦震、彈射、弱沖擊、強(qiáng)沖擊。煤巖體中靜載荷與礦震等形成的動(dòng)載疊加之和大于誘發(fā)煤巖體沖擊的最小載荷時(shí)，一般會(huì)誘發(fā)沖擊災(zāi)害。 事故現(xiàn)場(chǎng)圖事故現(xiàn)場(chǎng)圖山東已經(jīng)發(fā)生過(guò)沖擊地壓顯現(xiàn)的煤礦細(xì)分類型 深部條帶開(kāi)采梁寶寺、古城等；孤島與煤柱工作面開(kāi)采大量老礦井、梁寶寺等；厚及特厚煤層開(kāi)采開(kāi)采3層煤的礦井；超深井開(kāi)采孫村、華豐等；長(zhǎng)-大工作面開(kāi)采新巨龍等；邊角煤開(kāi)采陶莊（聯(lián)創(chuàng)）、構(gòu)造復(fù)雜礦井；巨厚堅(jiān)硬頂板下開(kāi)采華豐、古城等；多煤層聯(lián)合開(kāi)采肥城深部礦井、協(xié)莊、潘西、良莊、孫村等；復(fù)雜構(gòu)造

3、條件下開(kāi)采。3.目前我省煤礦防沖存在的普遍問(wèn)題 沒(méi)有建立基于防沖需要的開(kāi)采設(shè)計(jì)體系：防沖基礎(chǔ)資料缺乏：防沖基礎(chǔ)裝備缺乏和不規(guī)范：沒(méi)有建立基于防沖需要的安全產(chǎn)量概念：對(duì)沖擊危害認(rèn)識(shí)不足：二、有關(guān)沖擊地壓管理方面的規(guī)定 煤層沖擊傾向性分類及指數(shù)的測(cè)定方法（MT/T174-2000）巖層沖擊傾向性分類及指數(shù)的測(cè)定方法（MT/T866-2000）沖擊地壓煤層安全開(kāi)采暫行規(guī)定(87煤生字第337號(hào))沖擊地壓預(yù)測(cè)和防治試行規(guī)范(煤炭部1987)煤礦安全規(guī)程煤層沖擊傾向性分類及指數(shù)的測(cè)定方法（MT/T174-2000），主要內(nèi)容： 煤層沖擊傾向性分類；煤層沖擊傾向性指數(shù)測(cè)定方法。 巖層沖擊傾向性分類及指數(shù)的

4、測(cè)定方法（MT/T866-2000），主要內(nèi)容：頂板巖層沖擊傾向性分類；頂板巖層沖擊傾向性指數(shù)測(cè)定方法 沖擊地壓煤層安全開(kāi)采暫行規(guī)定(87煤生字第337號(hào))，主要內(nèi)容：沖擊地壓管理；沖擊傾向性測(cè)定；開(kāi)采設(shè)計(jì)與解放層開(kāi)采； 掘進(jìn)與回采；沖擊危險(xiǎn)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)；沖擊地壓治理；特殊開(kāi)采；沖擊地壓統(tǒng)計(jì)。 煤礦安全規(guī)程，10條的主要內(nèi)容：必須編制專門(mén)設(shè)計(jì)和措施。在留有煤柱和巷道布置規(guī)定。開(kāi)采煤層群時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇保護(hù)層開(kāi)采。沖擊危險(xiǎn)程度和采取措施后的實(shí)際效果，可采用鉆粉率指標(biāo)法、地音法、微震法等方法確定。對(duì)沖擊地壓煤層，巷道支護(hù)嚴(yán)禁采用混凝土、金屬等剛性支架。開(kāi)采沖擊地壓煤層時(shí)，在同一煤層的同一區(qū)段不得布置2個(gè)

5、工作面同時(shí)回采。在無(wú)沖擊地壓煤層中的三面或四面被采空區(qū)所包圍的地區(qū)、構(gòu)造應(yīng)力區(qū)、集中應(yīng)力區(qū)開(kāi)采和回收煤柱時(shí)，必須制定防治沖擊地壓的安全措施。三、沖擊地壓發(fā)生規(guī)律特點(diǎn)分析 發(fā)生地點(diǎn)發(fā)生時(shí)間發(fā)生強(qiáng)度沖擊地壓多發(fā)生在以下條件具備時(shí) 1孤島工作面及煤柱等應(yīng)力集中區(qū)；2地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜區(qū)域。如斷層附近及其尖滅處、向背斜軸部及其兩翼應(yīng)力集中處；3煤層上覆堅(jiān)硬厚層砂巖頂板或巨厚堅(jiān)硬礫巖層等關(guān)鍵層；4回采工作面老頂初次或周期來(lái)壓；5煤層厚薄變化較大處；6綜采或綜放工作面在機(jī)頭（尾）割煤移架；7采空區(qū)大面積懸頂。 四、發(fā)生沖擊地壓的原因分析1.客觀原因（1）煤巖層自身的物理力學(xué)性質(zhì)（2）開(kāi)采技術(shù)因素2.主觀原因（1

6、）重視程度不足。（2）重產(chǎn)量、輕安全的思想依然存在。（3）防沖技術(shù)力量匱乏。 1.客觀原因（1）煤巖層自身的物理力學(xué)性質(zhì)煤層具備沖擊傾向性，煤質(zhì)較硬、自然含水率較低、厚度較大或厚度變化較大。頂板、底板比較堅(jiān)硬、厚度大，具有沖擊傾向性。地質(zhì)構(gòu)造。開(kāi)采深度。門(mén)頭溝200米、天池240米、撫順250米、聯(lián)創(chuàng)480米、唐山540米?？陀^原因 （2）開(kāi)采技術(shù)因素開(kāi)拓布置不合理。開(kāi)采強(qiáng)度大。采掘順序不合理。不能發(fā)揮技術(shù)手段和先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警。目前的微震監(jiān)測(cè)、應(yīng)力在線監(jiān)測(cè)等對(duì)于沖擊地壓的監(jiān)測(cè)是比較有效的，但設(shè)備的投入較高、運(yùn)行成本較大，致使部分煤礦采取哪里有沖擊就監(jiān)測(cè)哪里，系統(tǒng)的設(shè)點(diǎn)少、不能滿足全礦井

7、的防沖需要（朝陽(yáng)礦的微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是典型的局部微震監(jiān)測(cè)，只能夠監(jiān)測(cè)采煤工作面附近200米以內(nèi)的范圍，不能有效指導(dǎo)全礦井的防沖工作 全礦井微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)臺(tái)網(wǎng)一經(jīng)設(shè)定，長(zhǎng)期不進(jìn)行臺(tái)網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)整，對(duì)監(jiān)測(cè)精度和準(zhǔn)確性帶來(lái)一定影響。多長(zhǎng)時(shí)間對(duì)微震臺(tái)網(wǎng)進(jìn)行調(diào)整？結(jié)合采掘工程部署，突出重點(diǎn)區(qū)域的精確性。臺(tái)網(wǎng)布設(shè)優(yōu)化，可以有效提高監(jiān)測(cè)的精確度；數(shù)據(jù)分析處理能力的提高，可以及時(shí)總結(jié)規(guī)律，指導(dǎo)安全生產(chǎn)。 2.主觀原因（1）重視程度不足。如何界定是否為沖擊地壓礦井？山東省煤礦沖擊地壓防治規(guī)定 山東煤礦沖擊地壓重點(diǎn)監(jiān)察意見(jiàn)(試行) 主觀原因（3）防沖技術(shù)力量匱乏。集團(tuán)公司、監(jiān)管部門(mén)、煤礦可以勝任防沖專業(yè)的技

8、術(shù)管理人才數(shù)量很有限，應(yīng)對(duì)防沖工作常常捉襟見(jiàn)肘?，F(xiàn)場(chǎng)硬件硬、軟件軟的現(xiàn)象。五、我們應(yīng)該如何防沖防治沖擊地壓目標(biāo)應(yīng)從三個(gè)層次進(jìn)行明確。第一：通過(guò)控制致災(zāi)條件、避免災(zāi)害的發(fā)生；第二：通過(guò)改善致災(zāi)環(huán)境，減輕災(zāi)害發(fā)生程度；第三：通過(guò)有效的防范措施，避免、減輕人員傷害。與沖擊地壓的抗?fàn)?，是一個(gè)不斷摸索和實(shí)踐的過(guò)程。災(zāi)害提高改進(jìn)防范措施新的威脅?！叭齻€(gè)體系和一個(gè)流程”，形成防沖工作的程序化、制度化、規(guī)范化。1.建立完善沖擊地壓防治組織體系。2. 建立完善沖擊地壓防治管理體系。3.建立沖擊地壓防治技術(shù)體系。4.按照系統(tǒng)的沖擊地壓防治流程組織開(kāi)展防沖工作。1.建立完善沖擊地壓防治組織體系。山東省煤礦沖擊地壓防

9、治規(guī)定中要求： 煤礦企業(yè)、礦井的主要負(fù)責(zé)人（含法定代表人、實(shí)際控制人，下同）是沖擊地壓防治工作的第一責(zé)任人，負(fù)責(zé)防沖的全面管理工作；總工程師（技術(shù)負(fù)責(zé)人，下同）是沖擊地壓防治工作的技術(shù)負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)防沖的技術(shù)管理工作；其他副職在分管范圍內(nèi)負(fù)落實(shí)責(zé)任。礦井必須設(shè)立專門(mén)的防沖機(jī)構(gòu)和專職的防沖副總工程師，成立專職防沖隊(duì)伍，防沖隊(duì)伍人數(shù)必須滿足礦井防沖工作的需要。 2. 建立完善沖擊地壓防治管理體系。防治沖擊地壓，是一個(gè)專業(yè)性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程，涉及到開(kāi)采設(shè)計(jì)、組織管理、制度建設(shè)、技術(shù)管理、應(yīng)急處置、教育培訓(xùn)、信息溝通等諸多方面的內(nèi)容。關(guān)于規(guī)范山東煤礦沖擊地壓管理工作的指導(dǎo)意見(jiàn)，督促煤礦企業(yè)建立防沖綜合保障

10、體系，要求煤礦應(yīng)建立防沖管理組織保障、制度保障、技術(shù)保障、資金保障、信息保障、教育和培訓(xùn)保障、監(jiān)督約束和激勵(lì)保障等組成的綜合管理保障體系。3.建立沖擊地壓防治技術(shù)體系。 沖擊地壓防治技術(shù)體系主要包括：開(kāi)采前沖擊地壓危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)、開(kāi)采設(shè)計(jì)方案優(yōu)化、開(kāi)采前的防沖預(yù)處理、開(kāi)采過(guò)程中的監(jiān)測(cè)預(yù)警、危險(xiǎn)區(qū)解危、解危效果檢驗(yàn)、沖擊地壓工作面的安全管理、沖擊地壓防治經(jīng)驗(yàn)總結(jié)等分級(jí)分層次的技術(shù)管理模式，明確各分級(jí)、分層參與的技術(shù)人員和工作方式、工作制度，并明確其運(yùn)轉(zhuǎn)形式。沖擊地壓防治技術(shù)體系（1）開(kāi)采前沖擊地壓危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)（2）開(kāi)采設(shè)計(jì)方案優(yōu)化（3）開(kāi)采前的防沖預(yù)處理（4）開(kāi)采過(guò)程中的監(jiān)測(cè)預(yù)警（5）危險(xiǎn)區(qū)解危（6）

11、解危效果檢驗(yàn)（7）沖擊地壓工作面的安全管理（8）沖擊地壓防治經(jīng)驗(yàn)總結(jié)（1）開(kāi)采前沖擊地壓危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)每個(gè)受沖擊地壓威脅的煤礦，在編制年度采掘接續(xù)計(jì)劃時(shí)，應(yīng)組織專家進(jìn)行沖擊危險(xiǎn)性系統(tǒng)評(píng)價(jià)，圈定可能發(fā)生沖擊地壓區(qū)域，確定年度內(nèi)煤礦防沖工作重點(diǎn)區(qū)域和時(shí)段。對(duì)于專家認(rèn)定的防沖工作重點(diǎn)區(qū)域中的采掘工作面，開(kāi)工前應(yīng)逐一組織專家進(jìn)行專題論證，明確劃定采掘期間的危險(xiǎn)區(qū)、采取的預(yù)防、解危、防范措施等。（2）開(kāi)采設(shè)計(jì)方案優(yōu)化 從源頭上防治沖擊地壓，必須從礦井的開(kāi)拓布置上做文章：優(yōu)化巷道布置，實(shí)施無(wú)煤柱跨巷開(kāi)采，將主要大巷和永久硐室布置在底板巖石中，堅(jiān)持合理的開(kāi)采順序，盡量少留或不留煤柱，杜絕孤島工作面，水平延伸或新

12、區(qū)開(kāi)拓布置巷道必須首先符合防沖規(guī)定，并在開(kāi)拓設(shè)計(jì)中增加專項(xiàng)防沖設(shè)計(jì)。開(kāi)采設(shè)計(jì)方案優(yōu)化優(yōu)先合理開(kāi)采解放層煤層群開(kāi)采順序由上往下開(kāi)采工作面開(kāi)采順序順序開(kāi)采，不留孤島煤柱工作面長(zhǎng)度避免采動(dòng)應(yīng)力的影響，大于100m工作面開(kāi)切眼位置形成一條線，避免外錯(cuò)工作面停采線位置形成一條線，避免交錯(cuò)區(qū)段煤柱寬度35m小煤柱，或50m以上大煤柱工作面推進(jìn)速度勻速推進(jìn)，5m/d（有危險(xiǎn)）采空區(qū)極限寬度 S 0.4H接近采空區(qū)、煤柱、斷層重點(diǎn)防范區(qū)域（3）開(kāi)采前的防沖預(yù)處理主要包括采前的防沖預(yù)卸壓和煤層注水。（4）開(kāi)采過(guò)程中的監(jiān)測(cè)預(yù)警目前山東省規(guī)定的是，受沖擊地壓威脅煤礦必須采用微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和鉆屑法進(jìn)行沖擊危險(xiǎn)性監(jiān)測(cè)。除

13、了上述兩種方式之外，還有采用采掘工作面應(yīng)力在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、電磁輻射法、地音監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、彈性波CT法等方法，進(jìn)行沖擊危險(xiǎn)性監(jiān)測(cè)預(yù)警。礦井微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)集團(tuán)公司微地震監(jiān)控中心 1號(hào)礦微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)2號(hào)礦微地震系統(tǒng)N號(hào)礦微震系統(tǒng)集團(tuán)公司微地震監(jiān)控中心 微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)力在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)力在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)彈性震動(dòng)波CT透視，就是地震層析成像技術(shù)。工作原理是利用地震波射線，通過(guò)地震波走時(shí)和能量衰減的觀測(cè)，對(duì)工作面的煤巖體進(jìn)行成像。（5）危險(xiǎn)區(qū)解危一般依次采取鉆孔卸壓、爆破卸壓等方式。（6）解危效果檢驗(yàn)除了監(jiān)控系統(tǒng)檢驗(yàn)外，最主要的還是鉆屑法檢驗(yàn)。（7）沖擊地壓工作面的安全管理一是“封閉管理制度”；二是“危險(xiǎn)區(qū)

14、準(zhǔn)入制度”；三是“危險(xiǎn)區(qū)限員制度”；四是“雙危制度”；五是沖擊危險(xiǎn)區(qū)躲炮時(shí)間、距離；六是危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)物料、設(shè)備固定。（8）沖擊地壓防治經(jīng)驗(yàn)總結(jié)包括日常報(bào)表的分析總結(jié)、上報(bào)，防沖經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的分析總結(jié)，礦震、沖擊地壓事故的上報(bào)分析。4.按照系統(tǒng)的沖擊地壓防治流程組織開(kāi)展防沖工作。 制定防沖工作流程（流程圖）。分層次、崗位明確防沖工作流程，做到內(nèi)容清楚、全面、相互協(xié)調(diào)、補(bǔ)位，同時(shí)要及時(shí)進(jìn)行更新完善。 六、行之有效的防治沖擊地壓技術(shù)措施和先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)在堅(jiān)持先監(jiān)測(cè)、解危后再開(kāi)采，不確認(rèn)安全不開(kāi)采的前題下，堅(jiān)持以下防沖措施：1.開(kāi)采解放層。2.鉆孔卸壓。3.煤層注水。4.放炮卸壓。5.放炮切頂斷底。6.高位深孔預(yù)裂爆破。7.間歇生產(chǎn)。8