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煤矿冲击地压灾害及其发生现状

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煤矿冲击地压灾害及其发生现状

发布日期:2018-10-25 作者: 点击:

煤矿冲击地压灾害及其发生现状

冲击地压,也称岩爆,是一种岩体中聚积的弹性变形势能在一定条件下突然猛烈释放,导致岩石爆裂并弹射出来的现象。岩爆是深井矿山面临的主要安全隐患之一。轻微的岩爆仅有剥落岩片,无弹射现象,严重的可测到4.6级的震级,烈度达7一8度, 使地面建筑遭受破坏,并伴有很大的声响。岩爆可瞬间突然发生,也可以持续几天到几个月。发生岩爆的条件是岩体中有较高的地应力,并且超过了岩石本身的强度,同时岩石具有较高的脆性度和弹性,在这种条件下,一旦地下工程活动破坏了岩体原有的平衡状态,岩体中积聚的能量释放就会导致岩石破坏,并将破碎岩石抛出。

发生条件

(1)近代构造活动造成深部矿岩内地应力较高,岩体内储存着较大的应变能,当该部分能量超过了岩石自身的强度时,就会发生岩爆事件;

(2)坚硬、新鲜完整、裂隙极少或仅有隐裂隙,且具有较高的脆性和弹性的围岩,能够储存能量,而其变形特性属于脆性破坏类型,当因工程开挖解除应力后,由于回弹变形很小,极有可能造成岩石爆裂并弹出;

(3)如果地下水较少,岩体干燥,也容易发生岩爆;

(4)开挖断面形状不规则,大型洞室群岔洞较多的地下工程,或断面变化造成局部应力集中的地带,是岩爆容易发生区域。

发生原因

围岩强度适应不了集中的过高应力而突发的失稳破坏。

防治措施

应力解除、注水软化和使用锚栓-钢丝网-混凝土防爆支护等。

深井矿山岩爆有如下特点:

(1)突发性

在未发生前,并无明显的i正兆,甚至可能听不到空响声,一般认为不会掉落石块的地方,也会突然发生岩石爆裂声响,石块有时应声而下,有时暂不坠下。

(2)部位集中性

虽然岩爆发生地点也有距新开挖T作面较远的个别案例,但大部分均发生在新开挖的工作面附近。常见的岩爆部位以拱部或拱腰部位为多。

(3)时问集中性与延续性

岩爆仵歼挖后陆续出现,多在爆破后24 h内发生,延续时间一般为l~2个月,有的延长1年以上,事前一般无明显预兆。

(4)弹射性

岩爆时,岩块自洞壁围岩母体弹射出来,一般呈中厚边薄的不规则片状。

危害

岩爆是深埋地下工程在施工过程中常见的动力破坏现象,当岩体中聚积的高弹性应变能大于岩石破坏所消耗的能量时,破坏了岩体结构的平衡,多余的能量导致岩石爆裂,使岩石碎片从岩体中剥离、崩出。

岩爆往往造成开挖工作面的严重破坏、设备损坏和人员伤亡,已成为岩石地下工程和岩石力学领域的世界性难题。轻微的岩爆仅剥落岩片,无弹射现象。严重的可测到4.6级的震级,一般持续几天或几个月。发生岩爆的原因是岩体中有较高的地应力,并且超过了岩石本身的强度,同时岩石具有较高的脆性度和弹性。这时一旦地下工程破坏了岩体的平衡,强大的能量把岩石破坏,并将破碎岩石抛出。预防岩爆的方法是应力解除法、注水软化法和使用锚栓-钢丝网-混凝土支护。

防治

深井开采过程中,应采取积极主动的预防措施和强有力的支护措施,确保岩爆地段的作业安全,将岩爆发生的可能性及岩爆的危害降到最低:

(1)研究确定开采区域地应力的数量级以及容易出现岩爆现象的部位,优化施工开挖和支护顺序,为岩爆防治提供初步的理论依据。

(2)加强超前地质探测,预报岩爆发生的可能性及地应力的大小。

(3)采用充填采矿法,并采取强采、强出、强充的“i强”采矿技术,尽快消除岩爆发生的空间条件。

(4)优化爆破参数,尽可能减少爆破对矿岩的影响并使开挖断面尽可能规则,减小局部应力集中发生的可能性。

(5)采矿作业线推进应规整一致,不应有临时小锐角的出现。沿走向前进式同采顺序比后退式同采更有利于控制岩爆单向推进采矿T作面不能满足生产规模要求时,应采用从中央向两侧推进的同采顺序.一个中段生产规模不足而实行多中段同时生产时,一般下中段推进速度要怏于上中段,且中段问尽可能不留尖角矿柱。

(6)多层平行矿脉歼采时,先采岩爆倾向性弱或无岩爆倾向矿脉,解除其他岩爆倾向性强的矿脉的应力,防止岩爆的发生;岩爆倾向性强烈的单一矿脉回采时,先回采矿块的顶柱并用高强度充填料充填,解除矿房的应力后再大量回采矿石,下向分层充填法比上向分层充填法更有利于控制岩爆。

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