矿震发生预兆与危害

1矿震发生预兆与危害1.矿震发生预兆⑴孕震区有明显的应力上升前兆，一般应力集中区多出现在开采前方几米到20m范围内，应力异常的最大幅度为正常指标值的2～3倍。可通过钻孔应力计和锤击声波测量法测得。⑵矿震前一天至前几天内，井下巷道顶板下降量与下降速率逐渐加大，发震前几小时发生明显转折，下降量变小，下降速率变缓，呈现出“临震”特征。⑶地表有变形，当地面沉降速率大于7mm/d时易发生较大矿震。⑷地声（频率102～105Hz）与微震（频率＜102Hz）在较大矿震发生前伴有活动加剧，峰值时发震，震后迅速减弱，其出现的震中距一般小于100m。⑸钻孔水位不仅对较大矿震有很好的同震反映，而且在震前能记录到明显的下降异常，特别对震级大于2.0级的矿震存在长达几天至数十天内以下降为主的多种水位形态异常。⑹煤体电磁波辐射特征：①电磁辐射强度、脉冲值较平稳地保持在300mv、1000n/s以下，无冲击矿震危险；②强度、脉冲值达到300mv、1000n/s，但较平稳的保持在某一数值时，为一级冲击矿震危险；③当电磁辐射在一段时间内出现持续上升，上升率达200％以上，为二级冲击矿震危险；④当电磁辐射强度和脉冲值出现“连续、密集、大幅度”的振荡，振荡幅度≥200mv、300n/s时，为三级冲击矿震危险。⑺采空区气体组份变化特征。在老顶周期来压或顶板大面积活动前，煤岩体受到地应力、构造应力等强烈作用，煤体内大量瓦斯涌出，使采空区氧气浓度下降。当采空区氧气含量下降到10％以下，有可能发生矿震。2.矿震危害煤矿矿震在各类诱发地震中危害性最大，直接关系到矿山的安全和劳动生产率，其主要危害有：⑴煤矿矿震震源浅，又处于矿山特殊条件下，地面建筑物会遭到破坏，井下设施也会受到严重损坏，还会引起人员的伤亡。⑵煤矿矿震通常震级小，涉及范围不大，但造成的灾害往往比较严重。⑶煤矿矿震的破坏程度随井巷深度而增加，深度越大破坏程度越大。⑷煤矿矿震往往引起矿区断层“复活”，矿震的发生与开采有关。开采区边界断层部位比正常区、远离开采层底的砾岩层比距开采层较近的岩层开采区破坏严重；井巷工程位于岩层界面或其它较弱介面的比位于同一岩层破坏严重国。⑸随着煤矿矿震的发生，矿区的塌陷和岩爆、岩炮、岩石突出等现象增多。⑹煤矿矿震时，在强大的地应力作用下，岩层或煤层突然脱离母体向采空区喷射，同时产生强大的气流，引起井巷破坏和人员伤亡。三、冲击地压及矿震监测与防治措施㈠冲击地压监测与防治措施1.冲击地压预测方法⑴经验类比法发生过冲击地压的矿井都积累了一些经验教训，对以往经验教训做出规律性的总结，并用于指导本矿或相似条件的其它矿井冲击地压煤层安全开采的方法称为经验类比法。⑵钻屑法该方法基于受压煤层中钻小直径钻孔，当钻孔进入煤体高应力区域时，钻进过程呈现动态特征，孔壁煤体部分可能突然挤入孔内，并伴有振动、声响或微冲击等钻孔效应，单位长度上排出的煤粉量大于正常排粉量，钻屑粒度增大，以及随之出现的卡钻现象。当单位长度的排粉率增大到标定值时，表示高应力和冲击危险状态。⑶电磁辐射监测法KBD5矿用本安型冲击地压电磁辐射监测仪是通过电磁辐射强度值和脉冲数两个参数指标三个值（电磁辐射强度极大值Emax、电磁辐射强度平均值Eavg和电磁辐射脉冲数N）来监测工作面突出或冲击危险程度的。⑷微震监测系统微震系统的主功能是对全矿或一个采区范围进行微震监测，自动记录微震活动，实时进行震源定位和微震能量计算，为评价全矿范田内的冲击地压危险提供依据。⑸其它监测方法可采用地音、煤层围岩压力-变形观测法、煤岩体应力测量法等方法来监测冲击危险。2.冲击地压防治措施煤矿冲击地压防治措施的主要原则是及时查明冲击危险煤层，及时采取综合防治措施。它包括区域性防范措施和局部性解危措施。前者旨在消除产生冲击地压的条件，具有时空上的长期性和区域性。后者旨在对已形成冲击危险的区段进行解危处理和安全防护，属于暂时的局部性措施。优先考虑使用区域性防范措施，但局部性解危措施也必不可少。常用的冲击地压防治措施如图23-7-2所示。冲击地压防治措施区域性防范措施局部性解危措施合理开拓布置和开采方式开采保护层煤层顶板注水厚层坚硬顶板预处理卸压爆破钻孔卸压诱发爆破冲击地压显现防护措施控制冲击地压显现图3-7-2常用的冲击地压防治措施⑴采用合理的开拓布置和开采方式井田划分必须保证合理的开采顺序，最大限度地避免形成煤柱等应力集中区；开采有冲击危险的煤层，回采巷道应尽可能避开支承压力峰值范围；采用长壁式开采法相对其它采煤方法，有利于减缓或消除冲击地压发生的条件。⑵开采保护层开采保护层是防治冲击地压的一项有效的，带有根本性的区域性防范措施。⑶煤层预注水煤层预注水是一种积极主动地区域性防范措施，不仅能消除或减缓冲击地压威胁，而且可起到消尘、降温、改善劳动条件的作用。⑷卸压爆破卸压爆破是对已形成冲击危险的煤体，用爆破方法减缓其应力集中程度的一种解危措施。⑸钻孔卸压钻孔卸压是利用钻孔方法消除或减缓冲击地压危险的解危措施。⑹冲击地压综合防治冲击地压防治的基本途径是综合防治。必须从煤矿生产实际出发，从生产的各个环节入手，把科学试验、防治实践和生产技术管理有机的结合起来，制定和形成科学的、行之有效的防治体系。在防治工作中要有针对性地采取防治措施，并在实际中贯彻执行和有效应用，以消除冲击地压事故，保证安全生产。综合防治方案主要由防治程序、防治和管理措施、防治内容等部分组成。对冲击地压矿井都要制定综合防治方案。3.冲击地压显现时避灾措施⑴一般性预防措施井下工作人员在有冲击危险区域进行作业时，除应严格遵守《煤矿安全规程》要求外，还应特别注意做到以下几点要求：①在有冲击危险的区域进行作业时，作业人员应保持站姿，不应该坐在设备上或底板上，严禁躺下或趴下；②清除工作区域内所有不必要设备，防止发生冲击时弹起设备砸伤人员；③将所需设备尽量放置在远离煤岩体可能突出的地方，且距离行人较远的位置，设备摆放3要整齐到位；④如无作业要求，尽量不要在可能发生冲击危险的区域逗留。⑵有冲击危险情况下避灾措施当监测到有冲击危险时，监测人员应立即向有关领导汇报，井下工作人员应采取以下措施：①尽量撤离冲击危险区域内所有人员，以保证人身安全；②考虑到工作面来压对冲击地压发生的影响，在预测到有冲击危险后，建议工作面暂停回采，待顶板和煤体较为稳定后再恢复开采，防止在回采中诱发冲击而伤及工作人员；③电磁辐射监测人员应提高警惕，监测仪开始监测后应立即撤到安全区域，待该测点监测完毕后再靠近电磁辐射仪，并且应立即转到下一监测区域，不要逗留，重复上述操作，直至监测完所有应测测点。⑶强冲击危险情况下避灾措施当监测到有强冲击危险时，应立即通知所有工作人员，停止一切作业，撤出危险区域，并及时向有关领导汇报情况！㈡矿震的监测与防治措施1.矿震监测技术矿震的发生不仅破坏矿井的正常生产，给煤矿造成巨大的经济损失，而且对矿工的身心造成很大的伤害，并破坏地面建筑设施。采用一系列监测手段进行矿震监测，对观测结果进行综合分析并将研究成果直接用来指导生产实践，解决现场实际问题。主要监测方法有以下几种：矿压观测方法、采空区气体监测、围岩移动变形监测、微地震监测、煤、岩体电磁辐射监测、地震监测法等。2.矿震防治措施矿震的防治措施目前还无比较成熟的可靠性措施，现主要采用硬岩弱化、区域与局部解危、应用泄风方法防治空气冲击危害、应用堵风的方法防治空气冲击危害、注浆减沉方法等措施。