衝擊地壓理論及技術
2008年5月
提 綱
1 基本概念
2 基本理論
3 衝擊地壓預測與防治技術
4 衝擊地壓實例
1 基本概念
衝擊地壓
衝擊傾向性
衝擊危險性
衝擊地壓、岩爆、礦震
衝擊地壓預測
衝擊地壓防治
衝擊傾向性
衝擊危險性
衝擊地壓預測
衝擊地壓防治
不是單一的概念！
2 基本理論
組合煤岩的摩擦滑動失穩實驗
岩石材料的摩擦滑動性狀：兩種滑動特性，即穩定滑動和粘滑
實際發生衝擊地壓的煤岩體 ：“三硬”結構 ，且在頂板與煤層之間存在著一層較薄的粉狀軟煤
實際衝擊地壓多發生在斷層、背向斜構造及煤層變薄帶附近
衝擊後主要表現為煤體的衝出
4.1 華豐煤礦巨厚砂礫岩堅硬頂板衝擊地壓
華豐煤礦衝擊地壓主要發生在4層煤，四層煤的單軸抗壓強度為21.75MPa，其直接頂為4~9 m的粉砂岩，單軸抗壓強度為69.6 MPa，單軸抗拉強度為3.81 MPa。老頂總厚度為78 m，其中第一分層22 m，為中細和中粗砂岩，第二分層厚56 m，為中細砂岩。老頂之上為70 m泥岩和紅土層，紅土層之上為500 m以上的堅硬砂礫岩。
經實驗室測定，華豐煤礦4層煤的動態破壞時間DT為30~46ms，彈性能量指數為10~16，衝擊能量指數為4.9~5.1，頂板岩層的彎曲能量指數為49KJ。即4層煤具有嚴重的衝擊傾向性，頂板岩層具有中等衝擊傾向性。
4.2 深部開采非堅硬頂板條件衝擊地壓
隨著厚及特厚煤層的綜采放頂煤、大采高等高強度開采技術的推廣應用，發生衝擊地壓礦井的煤岩層結構發生了一定的改變，即不僅在堅硬頂板條件下發生衝擊地壓，而且在非堅硬頂板條件下也相繼發生衝擊地壓災害，甚至由此引發更為嚴重的瓦斯或煤塵爆炸災害。
例如， 2003年淮北蘆嶺煤礦“5.13”因頂板衝擊引起采空區瓦斯噴出導致瓦斯爆炸事故，2004年陝西陳家山煤礦 “11.28”綜放開采自然發火引發瓦斯爆炸事故，2005年遼寧孫家灣煤礦“2.14” 綜放開采引發礦震導致的瓦斯爆炸事故。
孫家灣”2.14”事故
非堅硬頂板條件下衝擊地壓發生
由於開采深度較大，應力水平相對較高，發生衝擊地壓的應力條件較淺部開采時容易滿足；
即使頂板為非堅硬頂板，但由於煤層所具有的衝擊傾向性等，本身就具備了發生衝擊地壓的潛在危險；
不同開采方法使煤岩體的采動條件不同，但綜放開采和大采高開采由於煤岩體中的應力集中程度相對有所降低，且應力峰值位置更靠近煤體深部，更有利於防止衝擊地壓的發生和降低衝擊所造成的破壞；
相同開采深度和煤岩層條件下，分層開采發生衝擊危險性更大，衝擊地壓災害的破壞性更加嚴重。
4.3 急傾斜特厚煤層開采衝擊地壓
華亭煤礦開采10號煤層，煤層傾角45º，平均厚度51.51m，走向長度1200m，屬急傾斜特厚易燃煤層。
10號煤層偽頂岩性為碳質泥岩及砂岩，賦存不穩定；直接頂為砂岩或粉砂岩，厚度1.26~19.5m，易垮落，塊度大；老頂為粉砂岩及細砂岩；煤層底板為泥質膠結的中-細砂岩。
礦井地質構造簡單，無大的褶曲和斷層。
2004年6月8日11時30分，在509回風順槽掘進工作麵發生了嚴重的衝擊地壓事故，在距掘進工作麵120m範圍內的巷道受到衝擊破壞 。
謝謝大家！
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