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冲击地压灾害的构成因素

  
评论: 更新日期:2011年05月18日

  3 煤层性质的因素

  冲击地压的发生与煤的物理机械性能密切相关。煤质中硬以下,弹性、脆性较大,光泽较强的煤易发生小型冲击地压;煤质中硬,较均质、致密,裂隙、层节理较不发育的煤易发生较大冲击地压;硬度很高的不易发生冲击地压。根据测试、实验及多年实践证明:矿井本层煤中三分层属于中硬煤,弹、脆性较大,层、节理不很发育,易于发生冲击地压;四分层煤质中硬,上述性质较差,冲击地压发生次之;五分层属于中硬以上煤,不易发生冲击地压。

  从上述分析得出:矿井冲击地压不属于单一重力型冲击地压。

  4 采掘活动的因素

  (1)炮采与冲击地压关系。以往炮采水运水砂充填采煤法开采时,采用的是分组开采,不但一分层发生冲击地压,而且二、三分层也发生冲击地压。1996年以前,冲击地压90%以上发生在炮采的采掘工作面,对采掘面的破坏十分严重,多次造成伤亡事故。分析其原因,一是开采过程中每个阶段(50m段高)形成11个区间煤柱和12个段间煤柱,同时每个阶段东西翼遗留一个孤岛煤柱采区,这些煤柱都是高应力集中区,在此进行采掘活动,极易引发冲击地压。二是炮采时存在跨阶段、跨水平开采,单位采区范围小(走向300~500m),开采强度大,受此影响,井田区域内应力状态变化较大,采区间动压互相影响,为冲击地压的发生提供了条件。三是炮采采用木支护管理顶板,水砂充填管理采空区,木支护属刚性支护,抗冲击能力低,无可缩性,充填河砂及页岩使顶板不能自然垮落,不利于释放顶板积聚的大量弹性能。四是炮采工作面采用爆破落煤,放炮震动极易引发冲击地压。所以,炮采水砂充填采煤法不适合冲击地压煤层开采。

  (2)综放开采与冲击地压的关系。综放开采是目前特厚煤层较为先进的采煤方法。采用高强度液压支架管理工作面顶板,采煤机割煤,自然垮落法管理采空区,巷道采用先进的锚网U型棚复合支护,这种采煤方法有利于防止冲击地压的发生。一是可以布置长距离大工作面,采区个数减少,使得矿井生产布局及开采程序更加合理。二是矿井区间煤柱减少,无段间煤柱,区内条带间实现无煤柱开采,采空区内不残留煤柱及支柱,煤柱高应力区大幅度减少,采区内部也不会形成新的应力集中区。三是工作面液压支架强度高(ZFS6000型),具有可缩性,采空区采用自然垮落法管理顶板,有利于释放顶板内积聚的大量弹性能。

  (3)不同采煤方法与冲击地压关系。正如瓦斯、煤尘和自然发火一样,冲击地压是与煤矿开采伴生的自然灾害,只要进行采掘活动,就必然程序不同的引发冲击地压。20世纪70年代初,国内煤矿开始采用放顶卸压措施,通过放顶使顶板弹性能得到充分释放,大大缓解了冲击地压发生的频率及震级。抚顺矿区以往炮采时,采用水砂充填法管理采空区,三个井工矿均有冲击地压发生。因此,采用何种采煤方法与冲击地压没有必然的联系,只不过能产生利弊不同程度的影响。

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