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1、华丰煤矿冲击地压事故综合剖析,山东新汶矿业集团公司华丰煤矿,矿井概况,矿井生产条件 华丰煤矿是一个具有水、火、瓦斯、煤尘、冲击地压多种自然灾害的斜井多水平开拓矿井，共有5个生产水平，前后组煤联合开采，目前第5水平为主要开采水平。前组煤的 4层、6层煤为主采煤层，主要生产采区为一采区。矿井地面标高+130m，回采工作面采深达1140米，矿井开拓深度达1200余米。,煤层赋存情况4层煤具有严重冲击倾向性，1层、6层煤具有中等冲击倾向性，已在4层煤的多个工作面发生过冲击地压，1层、6层煤没有发生过冲击现象。4、6层煤为矿井主采煤层，煤岩层平均倾角为330。见煤岩层柱状图。,矿井概况,矿井地层剖面图,
2、冲击地压发生情况（截至08年底）首次冲击地压：1992年3月8日2406（1）工作面上平巷，上平巷标高为-538m0.5级以上冲击地压：28000余次1.0级以上冲击地压：2900余次1.5级以上冲击地压：495余次大于2.0级：7次最大震级：2.9级破坏性冲击地压：108次造成工作面停产：12次多人伤亡事故：4起累计伤亡：43人重伤，9人死亡。,冲击地压破坏情况,破坏巷道：破坏巷道2000余米，摧毁巷道600余米。巷道断面收缩率达75%以上，破坏严重区域顶底板闭合，仅能通风。破坏工作面：破坏回采工作面400余米。共损坏单体液支柱550余根，铰接顶梁600余根。破坏设备：严重损坏了多台机电设备
3、、设施及多道通防设施。直接经济损失8000千余万元。,06年“9.9冲击地压”事故现场,典型冲击地压事故,（1）1996年4月27日，1407（1）工作面过上阶段采区煤柱期间在上平巷发生2.9级冲击地压，造成10人重伤、1人轻伤，损坏巷道100余米，工作面停产3天。,典型冲击地压事故,（2）2001年3月10日3406工作面于发生1.7级冲击地压，造成1人重伤12棵柱子歪斜局部冒顶。（3）2001年7月5日，3406（1）工作面正常推采期间在下出口发生1.7级冲击地压，造成12人重伤，损坏巷道60余米，工作面停产1天。（4）2001年11月3日3407（1）工作面推采83m时在工作面下出口发生
4、了1.9级冲击地压，造成13人重伤、1人死亡，损坏巷道100余米，工作面被迫停产封面。,典型冲击地压事故,（5）2006年9月9日1410上平巷掘进头发生一起2.0级冲击地压，造成2人死亡，2人重伤，摧毁巷道71米。,冲击地压发生原因分析,冲击地压发生内因煤层具有冲击倾向性。冲击倾向性鉴定结果表明4层煤具有强烈冲击倾向性，其直接顶具有中等冲击倾向性。上覆岩层活动是发生冲击地压的主要力源。4层煤平均厚6.4米，顶板以上28m有一层厚为4-5m厚的中砂岩，坚硬中砂岩的悬臂、垮落是4层煤积聚弹性能的主要原因。华丰井田煤系地层以上为500800m砾岩层，砾岩层坚硬整体性强，其断裂跨落对下部的煤岩体产生
5、冲击载荷，是4层煤工作面发生冲击地压的主要力源。,冲击地压发生内因采深大，应力高是发生冲击地压的必要条件。华丰煤矿首次冲击地压发生在-538m水平，垂深为668m，目前矿井最大开采深度为1230m，4层煤工作面开采深度已达1050m，上覆岩层的自重应力已超过4层煤的抗压强度。同时华丰煤矿深部水平构造应力较高，最大水平应力为3342Mpa。较高的原岩应力为4层煤发生冲击地压提供了基础条件。,冲击地压发生外因,煤柱集中应力的影响。为满足防火要求，4层煤采空区之间留有隔离煤柱，煤柱内部的叠加应力为煤层冲击提供了应力条件。,4层煤柱内应力峰值与煤柱宽度关系曲线,冲击地压发生外因,工作面采动集中应力和周
6、期来压的影响。4层煤工作面最大超前支承压力集中范围为535m，超前采动压力影响范围达120-150m。工作面采动集中应力对冲击地压影响较为明显，采煤工作面周围的冲击地压程度不同地均受到周期来压和超前压力的影响。,4层煤超前支承压力分布曲线图,事故教训及体会,体会之一：冲击地压是采矿业的难题之一。其发生原因与发生机理相当复杂，不同的矿井发生特点和发生规律不同，同一矿井不同的开采范围冲击地压发生规律也不完全相同。目前世界范围内对冲击地压发生原因仍没有完全弄清楚。体会之二：目前冲击地压防治手段不能满足现场需要。特别是卸压治理措施不完备，卸压效果不彻底；监测预报无法实现定量监测预报，预报准确率普遍较低
7、。,体会之三：在目前的防治技术条件下，冲击地压危险一旦形成，很难彻底消除。因此需要在矿井开采部署、巷道布置、支护技术、开采方法上超前考虑，防止产生集中应力。在冲击地压危险区，生产组织要以满足防冲要求为前提。体会之四：要实现均衡开采。降低矿井开采强度，防止采掘相互影响。,事故教训及体会,事故教训及体会,体会之五：要持之以恒地严格落实现场的防冲措施。根据矿井实际不断研究制定针对性的防治与个体防护措施，力争做到有危险不冲击、有冲击不破坏、有破坏不伤人。体会之六：开展不间断地防冲研究，探讨有效的防冲措施。要与科研单位持续合作研究、现场专业技术人员定期分析研究、研制或引进卸压监测设备等。,防范措施优化开
8、拓布局 强化采掘工作面支护 预测预报技术 经验类比 煤粉监测 电磁辐射监测 工作面矿压监测微震监测地音监测,治理技术 开采解放层爆破卸压 防护技术,华丰矿目前采取的防治措施,目前采取的防治措施,防范措施优化开拓布局。优化生产采区及工作面布置，防止过渡集中开采，防止采掘相互影响；减小煤柱尺寸。强化采掘工作面支护。4、6层煤工作面由单体液压支柱改为综采、综放支护，顺槽支护为高强度锚网配U29型棚支护。,预测预报技术,电磁辐射监测 KBD-5型电磁辐射仪应用方便，但是监测数据的规律性较差，预报结果受人为因素影响较大。,经验类比 利用经验类比法对采掘工作面不同范围的冲击危险程度进行划分，冲击危险程度相
9、对较高的区域重点进行防冲治理。煤粉监测 煤粉监测虽然操作方便、效果明显，但是在压力大、煤壁破坏范围大的区域，应用效果较差；当煤体集中应力峰值位置较深时，不易探测到。,工作面矿压监测 通过监测预报工作面顶板来压，可以配合其他方法预报冲击危险。,预测预报技术,微震监测 采用ARAMIS M/E微震监测定位系统，通过分析微震事件的分布规律及释放能量的大小，可以实现高应力集中区的准确预报。,预测预报技术,矿震监测 通过分析宽频带数字化矿震监测仪监测记录的0.5级以上矿震次数及能量，可以实现矿井大范围冲击地压危险趋势预报。,预测预报技术,地音监测 采用ARES-5/E地音监测系统，对采掘工作面地音事件进
10、行实时监测，可以判断采掘工作面范围内冲击危险等级。但噪音对地音监测结果的影响较大。,治理技术,首先开采没有出现过冲击地压现象的6层煤，然后在解放范围内开采4层煤。,下解放层,开采解放层,治理技术,为降低4层煤工作面上平巷掘进期间的集中应力，在4层上平巷上方开采一层煤作为上解放层，一层工作面倾斜65-80米。通过1、6层煤上下解放层的超前开采，从根本上降低了4层煤的集中应力。,开采解放层,上解放层剖面图,爆破卸压 主要采取浅孔松动爆破和深孔断裂爆破两种方式。浅孔松动卸压一般用于煤层超前卸压爆破和诱发爆破。深孔卸压主要对巷道顶板、底板进行深孔断裂爆破。,治理技术,深孔顶、底、煤层卸压孔剖面图,防护
11、技术,均衡开采，降低开采强度。经过摸索，冲击地压综放工作面合理开采速度为3-4个循环/天，该状态下能基本实现工作面前方应力集中与释放的自然平衡，降低冲击危险。间歇式生产。回采工作面及掘进头采取间歇式生产的方式，可以降低应力集中，使积聚的应力得到有效释放。危险区物料、设备管理。危险区不得存放闲置物料，设备车放在岩石巷道，对设备、物料进行固定管理。,防护技术,危险区管理制度“封闭管理制度”：对危险区实现封闭管理，采动影响结束3小时后方可进入；“危险区准入制度”：对进入危险区的人员实行调度准入制度；“危险区限员制度”：限制危险区的作业人员；“双危制度”：对危险时段、危险区域进行重点管理。,汇报不当之处敬请各位领导批评指正！,谢谢大 家!,
