1、沖擊壓理論和技術(shù)，2008年5月，提綱，1基本概念2基本理論3沖擊壓預(yù)測和防治技術(shù)4沖擊壓實(shí)例，1基本概念，沖擊壓沖擊傾向性沖擊危險(xiǎn)性沖擊壓，巖爆，礦震沖擊壓預(yù)測沖擊壓防治，沖擊壓：礦山井巷和采場周邊的煤巖體發(fā)生變形能量釋放沖擊壓、頂板大面積來壓、巖爆、礦震、煤與瓦斯突出、地表突然塌陷等現(xiàn)象，因其發(fā)生過程突然，具有典型的動(dòng)力特征，通常統(tǒng)稱為礦山動(dòng)力現(xiàn)象。 巷道沖擊壓的記述、沖擊壓、巖爆、礦震、沖擊壓：煤巖體在高應(yīng)力下產(chǎn)生的動(dòng)力破壞現(xiàn)象。 巖爆：高地應(yīng)力下硬脆性圍巖因彈性應(yīng)變能突然釋放而引起的爆裂、剝離、發(fā)射，甚至拋出。 礦震：采礦活動(dòng)引發(fā)地震。相關(guān)的，還有顯著的差震度、震度、震源等級(jí)分類：以破

2、壞為主，失穩(wěn)、破壞、過程、局部性、巖爆現(xiàn)象的描述、沖擊傾向性沖擊危險(xiǎn)性沖擊壓預(yù)測沖擊壓防治不是單一概念的沖擊壓發(fā)生機(jī)制強(qiáng)度理論、能量理論、沖擊傾向性理論、變形系座沖擊壓力基礎(chǔ)理論現(xiàn)代數(shù)學(xué)理論突變理論、混沌理論現(xiàn)代力學(xué)理論斷裂與損傷、彈塑性力學(xué)、2基本理論、“三要素”理論、內(nèi)在要素(沖擊傾向性)力源要素(采動(dòng)應(yīng)力集中)結(jié)構(gòu)要素(弱面軟層結(jié)構(gòu)) 構(gòu)造要素是三要素理論的重要組成部分煤巖組合摩擦折變實(shí)驗(yàn)巖石材料的摩擦折變性狀：穩(wěn)定折變和粘滑實(shí)際產(chǎn)生沖擊壓的煤巖體：“三硬”結(jié)構(gòu)3種樣品形象、砂巖樣品摩擦折變曲線、砂巖煤樣品摩擦折變曲線、煤煤樣品摩擦折變曲線、 分析結(jié)果：砂巖煤樣品：粘滑現(xiàn)象砂巖煤樣品：穩(wěn)

3、定折射動(dòng)態(tài)、(a )組合模型(b )、(c )組合模型受壓破壞的狀況組合模型破壞前后的狀況、某礦煤的動(dòng)態(tài)破壞時(shí)間曲線、某礦煤的沖擊能曲線、某礦煤的彈性能沖擊壓預(yù)測采用具體方法和裝備預(yù)測何時(shí)何地發(fā)生沖擊壓，破壞性采用動(dòng)應(yīng)力監(jiān)測、鉆屑法、地聲和微振動(dòng)、電磁輻射等沖擊壓的防治，對有沖擊危險(xiǎn)的區(qū)域?qū)嵤┚唧w措施，降低沖擊危險(xiǎn)性。 合理開拓布局、保護(hù)層開采、煤巖層注水、煤層排放爆炸、深孔斷頂爆破等。 3沖擊壓的預(yù)測和防治，4.1華豐煤礦巨厚砂礫巖堅(jiān)硬的頂板沖擊壓華豐煤礦沖擊壓主要發(fā)生在4層煤，4層煤的單軸抗壓強(qiáng)度為21.75MPa，其直接頂為49 m粉砂巖，單軸抗壓強(qiáng)度為69.6 MPa，單軸抗壓強(qiáng)度為3

4、.81 MPa。 老頂總厚78 m，其中第一層22 m，為中細(xì)和中粗砂巖，第二層厚56 m，為中細(xì)砂巖。 老頂上有泥巖和紅土層70 m，紅土層上有500 m以上的堅(jiān)硬砂礫巖。 實(shí)驗(yàn)室測定，華豐煤礦4層煤的動(dòng)態(tài)破壞時(shí)間DT為3046ms，彈性能指數(shù)為1016，沖擊能指數(shù)為4.95.1，頂板巖層的彎曲能指數(shù)為49KJ。 即4層煤具有嚴(yán)重的沖擊傾向，頂板巖層具有中等的沖擊傾向。4沖擊壓實(shí)例，華豐“3.11”沖擊事故平面圖，4.2深部開采非硬頂板條件沖擊壓隨著厚度和特厚煤層采放煤、大采高強(qiáng)度開采技術(shù)的普及應(yīng)用，產(chǎn)生沖擊壓礦的煤巖層結(jié)構(gòu)發(fā)生了一定變化，即不僅在硬頂板條件下產(chǎn)生了沖擊壓，而且在非硬頂板條件

5、下2003年淮北蘆嶺煤礦“5.13”由頂板沖擊引起采空區(qū)瓦斯涌出引起瓦斯爆炸事故，2004年陜西陳家山煤礦“11.28”由自然起火引起瓦斯爆炸事故，2005年遼寧孫家灣煤礦“2.14”由開采引起瓦斯爆炸事故。 孫家灣“2.14”事故，傾斜背對背，不同采法條件下初采期間工作面超前支撐壓力分布規(guī)律曲線，不同采法條件下正常采法期間工作面超前支撐壓力分布規(guī)律曲線，非硬頂板條件下沖擊壓的發(fā)生，由于采掘深度大，應(yīng)力水平相對較高， 產(chǎn)生沖擊壓的應(yīng)力條件比淺部開采時(shí)容易滿足的頂板即使是非硬的頂板，由于煤層具有沖擊傾向性等，其本身具有產(chǎn)生沖擊壓的潛在危險(xiǎn)的不同的開采方法使煤巖體的采動(dòng)條件不同，但綜合開采和大采高

6、開采在煤巖體中的應(yīng)力集中程度相對降低應(yīng)力峰值位置接近煤體深部，在有利于防止沖擊壓的發(fā)生和減少?zèng)_擊破壞的相同開采深度和煤巖層條件下，分層開采沖擊的危險(xiǎn)性更大，沖擊壓災(zāi)害的破壞性更嚴(yán)重。 4.3急傾斜特厚煤層開采沖擊壓華亭煤礦開采10號(hào)煤層，煤層傾斜角45，平均厚度51.51m，行車長度1200m，急傾斜特厚可燃性煤層。 10號(hào)煤層擬頂巖性為碳質(zhì)泥巖和砂巖，不穩(wěn)定的直接頂為砂巖或粉砂巖，厚度為1.2619.5m，易塌、塊度大的老頂為粉砂巖和細(xì)砂巖，煤層底板為泥質(zhì)粘結(jié)的中細(xì)砂巖。 礦井地質(zhì)構(gòu)造簡單，無大褶皺和斷層。 2004年6月8日11點(diǎn)30分，509回氣順槽掘進(jìn)工作面發(fā)生了嚴(yán)重的沖擊壓事故，在距掘進(jìn)工作面120m范圍內(nèi)的巷道中受到了沖擊破壞。 “