赵各庄矿3137工作面冲击危险性评价探究①

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1、赵各庄矿3137工作面冲击危险性评价探究①　　摘要：赵各庄煤矿3137工作面具有埋深大、临近采空区、存在褶曲和断层构造等特点，且煤层具有弱冲击倾向性，因此工作面存在发生冲击地压的可能。为较为准确和定量的确定工作面的冲击地压危险性，本文综合运用综合指数法、可能性指数法和经验类比法等危险性评价方法，进行了工作面冲击地压危险性的评价；从地质和开采两方面确定工作面具有中等冲击危险性，分析了工作面内某一点冲击地压发生的可能性，并进行了工作面冲击地压危险区域的划分和危险等级的确定，为工作面的安全采掘提供了可靠地保证和依据。

2、关键词：冲击地压危险性评价综合指数法可能性指数法经验类比法中图分类号：TD353文献标识码：A文章编号：1672-3791（2013）07（a）-0054-021工程概况3137工作面位于赵各庄矿十三水平12煤层西翼。工作面埋深约1030～1140m。北至12水平采空区；南至13水平实体煤，西至13西1石门上山，东至Ⅲ断层煤柱线。（见图1）6工作面煤层厚度8.5～11.2m，平均9.7m，硬度系数为1.54；煤层倾角在9°～32°之间，平均倾角20°，煤层结构简单，煤层顶板依次为6.32m厚的泥质粘土岩、2.3

3、8m厚的粉砂岩、6.94m厚细砂岩及11.79m厚的中砂岩，底板为粉砂岩。2综合指数法分析（1）地质因素评定。根据3137工作面及附近区域地质条件分析，主要冲击地压[1，2]地质影响因素为埋深大为1030～1140m、厚层中坚硬顶板距煤层距离煤层小于50m、存在断层和褶曲形成的构造应力、煤层冲击能量较大WET=3.59；因此综合以上地质影响因素分析可得工作面地质因素影响下的冲击地压危险性指数Wtl=0.58，介于0.5～0.75之间，因此具中等冲击危险。（2）开采因素评定。根据3137工作面开采条件分析，主要地

4、质影响因素为工作面一侧为采空区、煤层厚度较大为、工作面存在残留煤柱、工作面距离落差3m以上断层距离小于50m等；得到工作面开采因素影响下的冲击地压危险性指数Wtl=0.46，介于0.3～0.5之间，因此具弱冲击危险。3可能性指数法分析（1）采动应力场分布规律。6在3137工作面条件下，埋深按H=1100m，煤层上应力集中系数按k=1.7，岩石重力密度γ=2.5×104N/m3计算，则最大应力kγH=46.75MPa，煤层单向抗压强度σc=20.5MPa，已经远超过发生冲击地压的基本应力水平。（2）煤体冲击倾向性

5、分析。根据我国和国际通行的规范，对煤岩冲击倾向性进行测定，作为评价的基础依据。实验室测试结果可得，煤层冲击倾向性指数约为WET=6.59，具有弱冲击倾向性。（3）计算应力和冲击倾向性各自对“发生冲击地压”事件的隶属度。①隶属度UIc计算。应力对“发生冲击地压”事件的隶属度UIc计算，公式如下：式中：Ic=kγH/[σc]，k=1.7，得工作面Ic=2.28。当Ic>1.5时，才能有效地破坏煤体。所以由上式可得，采动应力对“发生冲击地压”事件的隶属度：UIc=1.0。②隶属度UWET计算。冲击倾向性对“发生冲击地

6、压”事件的隶属度UWET的计算公式如下：工作面煤层冲击倾向性指数WET=3.59。由上式可得冲击倾向性[3]对“发生冲击地压”事件的隶属度UWET=0.81。（4）可能性指数确定。6冲击地压发生的可能性指数为：因此由上式可得工作面冲击地压发生的可能性指数为：U=0.905。（5）诊断某一点冲击地压发生的可能性。U=0.905，介于0.9～1.0之间，属能够发生冲击地压工作面，说明3137工作面已经具备发生冲击地压的力源条件，在工作面采掘到断层、褶曲区域或顶板岩层剧烈运动时，如不提前采取措施，易于发生冲击地压。4

7、经验类比法分析4.1具体影响因素（1）大埋深。3137工作面埋深为1030～1140m，属于深部工作面，达到发生冲击地压埋深。（2）断层。3137工作面揭露断层，当巷道掘进或工作面回采距离断层时，易于出现能量积聚和应力集中，存在发生冲击地压危险性。（3）煤柱。东一工作面轨道顺槽部分区域存在12m宽煤柱，受采空侧压影响，存在较大冲击危险性。（4）工作面见方。6当回采到工作面见方时，顶板可能产生较大运动，存在一定冲击地压危险性。（5）工作面来压。基本顶初次来压，顶板剧烈运动，很有可能诱发冲击地压；老顶周期来压时，将

8、增强工作面前方冲击危险性。（6）工作面超前支承压力。工作面超前支承压力明显影响范围35m内存在较大冲击地压危险性。4.2具体冲击危险区域分析A区域为一侧采空区遗留的宽煤柱形成的采空侧压影响下的冲击危险区域，存在中等冲击危险性，影响工作面的掘进和回采。（2）B区域。B区域为一侧采空区遗留的小煤柱形成的采空侧压影响下冲击危险区域，存在一般冲击危险性，影响工作面的掘进和回采。（3）C区域。C