东荣二矿综采面冲击地压发生机理及治理措施.pdf

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1、总第140期doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2011．05．030东荥二矿综采面冲击地压发生机理及治理措施陈卫东，李孝胜(1．双鸭山市岭东区煤炭局，黑龙江双鸭山155100；2．龙煤集团双鸭山分公司，黑龙江双鸭山155100)摘要：分析总结了双鸭山东荣二矿几次冲击地压发生的特点与规律。在此基础上根据东荣二矿的地质开采条件和矿压观测成果，求出开采过程中围岩应力场一支承压力的分布状况，剖析了东荣二矿冲击地压产生的机理。最后针对该矿冲击地压发生的规律，提出了防控措施。关键词：煤矿；冲击地压；机理；控制措施中图分类号：TD324文献标识码：B文章编号：1005—279

2、8(2011)050079—03近年来，随着矿井开采深度的不断增加，冲击地工作面55～87m(严重段28m)的上帮发生冲击地压发生的矿井数量和危害程度也日趋严重，冲击地压，导致煤帮突出，坍塌深入煤壁最大1．51TI，巷道压发生的机理及其复杂，影响因素众多。对于冲击顶部残留空间高度不足0．8m；此后该面又相继发地压发生机理的研究国内外学者从不同的角度先后生两次冲击地压导致煤帮突出，部分巷道断面闭合提出了一系列理论，主要有：强度理论、刚度理论、能无法通风行人。发生冲击地压后巷道情况如图l。量理论、冲击倾向性理论和失稳理论。强度理论认为矿山结构局部应力集中导致的强度超限是冲击地压发生的主要原

3、因。刚度理论认为矿山结构(矿体)的刚度大于矿山负荷系(围岩)的刚度，是产生冲击地压的必要条件。能量理论认为矿体一围岩系统在其力学平衡状态破坏时所释放的能量大于消耗能量时，即产生冲击地压。冲击倾向理论认为煤岩介质具有一种固有的性质，成为冲击倾向，能否产生冲击地压决定于产生冲击破坏的能力。失稳理论的提出是基于冲击地压是材料失稳的思想，认为冲击地压的产生是矿体一围岩结构的失稳造成的。1东荣二矿几次冲击地压发生的特点与规律(b)1．1东荣二矿冲击地压情况图1发生冲击地压后巷道变形情况双鸭山东荣二矿首次发生井下破坏性冲击地压1．2东荣二矿冲击地压发生特点和规律是在2003年4月20日16时55分

4、，南翼采区17层煤层地质条件分析：17煤厚度3．5m，埋深平均三面当工作面平均推进304m时。冲击地压造成上390m，煤层倾角一般在l8～25。。地质条件的影响巷煤壁外冒顶80m，2001TI范围底鼓达700mm，此主要是采深的影响，双鸭山东荣二矿首次发生冲击面采深330m。双鸭山市地震局监测到东荣二矿地地压是在南翼采区17层三面，采深为330m。随着区地震2．5级。在此面回采过程中，该面上巷又多采深的增加，17层煤四面、五面、六面、七面都发生次发生破坏性冲击地压，造成巷道损坏，严重影响着了冲击地压，且冲击地压发生的次数明显增多，破坏安全生产。性越来越强。2008年1月东荣二矿综一队回

5、采该煤层下延煤岩强度分析：17煤层煤质较硬，单轴抗压强七面，此时工作面上巷标高一554．28m，下巷标高度为22．7MPa，弹性模量6．76GPa，属于冲击性倾一604．481TI。1月22日8时25分，该面下料道距向煤层。煤层顶底板以沉积岩为主，岩层中硬。图收稿日期：2010—12-28作者简介：陈卫东(1971一)，男，黑龙江双鸭山人，工程师，从事煤矿生产管理工作。792011年5月陈卫东等：东荣二矿综采面冲击地压发生机理及治理措施第20卷第5期2为17煤的顶底板情况。粗砂岩4．45m细砂岩2．8nl楔子压力盒粗砂岩205in中砂岩635in—_一·砂岩互屡2．35m图4超前支承压

6、力观测压力盒布置粉砂岩2In泥岩1．3m17煤3．5m细砂岩5．85121217煤顶底板不蒽冲击地压发生位置分析：17煤层冲击地压大部分发生在回风巷，大都表现为煤体突出，及煤柱型冲测点距煤壁距离／m击。发生的位置恰位于超前支承压力集中的位置。图5压力盒观测的超前支撑压力曲线2超前支承压力分布与冲击地压发生的机理2)超前支撑压力开始明显增长的位置：如图5所示，6、7、8号压力盒安装后压力增长速度就增17煤各面多次发生冲击地压的共同点是：冲击大，此时他们的位置分别是38m、4lm和36．6m，点大都发生在回风巷，大都表现为煤体突出，及煤柱说明压力开始增长的位置在41m以外。型冲击。因此我们

7、需要研究巷道两帮的围岩应力场3)超前支撑压力平均增长速度：压力盒距离分布情况，以分析冲击地压发生的机理。煤壁最远的只有43In，处于压力开始明显增长的位2．1超前支承压力分布规律及其现场观测置以内。因此，其压力平均增长速度较快，大约在对于正常的长壁工作面开采，回采工作面前后1．56～2．35kN／d之间。方的应力分布如图3所示，煤壁前方一定距离处支2．2东荣二矿冲击地压产生机理承压力达到峰值，往煤层深处支撑压力逐渐趋向于辽宁工程技术大学潘一山教