华丰煤矿冲击地压防治工作材料.

1冲击地压防治工作汇报材料山东能源新汶矿业集团华丰煤矿二○一五年七月九日主要内容2一华丰煤矿基本情况二华丰煤矿冲击地压情况三华丰煤矿冲击地压发生的原因四华丰煤矿冲击地压防治历程五华丰煤矿冲击地压治理原则主要内容3六华丰煤矿冲击地压综合治理措施七华丰煤矿冲击地压监测八九几点体会华丰煤矿冲击地压防治效果十建议4一、华丰煤矿矿井基本情况华丰煤矿位于山东省宁阳县境内，隶属山东能源新汶矿业集团，1958年投产，设计能力60万吨/年，1983年改扩建，设计能力90万吨/年，目前核定年生产能力120万吨。华丰煤矿开拓方式为斜井多水平开拓，现开采4、6、11三个煤层。开采顺序由浅到深、由上到下，现生产水平为-750m、-1000m水平。在水平内沿走向划分采区，在采区内沿倾斜划分区段。采区内布置岩石集中巷，实行集中生产。回采工作面采用走向长壁后退式采煤法，全部陷落法管理顶板，4层煤开采使用综放、综采法两种采煤工艺；6层煤开采全部采用综采采煤工艺。5一、华丰煤矿矿井基本情况6二、华丰煤矿冲击地压发生概况1、冲击地压发生概况华丰煤矿四层煤具有冲击倾向性，历史上曾发生过破坏性冲击地压事故。第一次冲击地压发生在1992年3月8日2406上分层工作面上平巷，以后至今共发生0.5级以上冲击地压29000余次，1.0级以上冲击地压3700余次，1.5级以上冲击地压874次，大于2.0级以上的19次，最大震级2.9级。破坏性冲击地压共破坏巷道2000余米，平均顶底板移进1.2米，两帮移进0.8米，摧毁巷道500余米，断面收缩率75%以上，其中大部分顶底板闭合，需要停产大修；累计破坏工作面长度400余米，平均底鼓1.1米，煤壁向老空区移进0.5米，共损坏单体液支柱500余根，铰接顶梁550余根。还严重损坏了多台设备、设施及多道通防设施。华丰煤矿的冲击地压事故已累计造成直接经济损失2000余万元。通过全面落实防冲措施，近十年来没有发生冲击地压事故。2、典型冲击地压事故（1）1996年4月27日，在1407（上分层）工作面上平巷，放炮诱发一起2.9级冲击地压事故，破坏巷道150米，摧毁工作面50米。主要原因：①1407工作面受一、二采区之间10米隔离煤柱、上部的8～13米阶段煤柱影响；②受卸压技术限制造成煤柱深部高应力得不到有效释放。二、华丰煤矿冲击地压发生概况上顺槽上顺槽下顺槽下顺槽工作面位置工作面位置3.10冲击位置工作面位置7.5冲击位置11.3冲击位置透ⅤⅥⅤ（2）2001年7月5日，3406上分层工作面正常推采期间在下出口发生1.7级冲击地压，损坏巷道100余米。（3）2001年11月3日在3407上分层工作面下出口发生了1.9级冲击地压，损坏巷道100余米，工作面停产封面。华丰矿停止了4层煤开采，开始实施解放层开采方案。2、典型冲击地压事故二、华丰煤矿冲击地压发生概况（4）2006年9月9日上午10：30分在1410上平巷发生一起冲击地压事故，震级2.0级，能量2.2×107焦耳。该巷道全长498米，已经掘进480米，剩余18米预透。震源位于掘进工作面前方30米四层煤底板下55米，属于岩层断裂型冲击。1611下平巷1611工作面1410工作面1410下平巷1611上平巷1610下平巷1410上平巷1409下平巷1610上平巷1410工作面已推采287米43m1410工作面距1611工作面700米100m18m71m已掘进480米冲击地压发生破坏区华丰煤矿9.9冲击地压事故示意图160m2、典型冲击地压事故二、华丰煤矿冲击地压发生概况10三、华丰煤矿冲击地压发生的原因冲击地压断层影响煤柱影响巨厚砾岩四煤具有冲击倾向性外因内因采深大11三、华丰煤矿冲击地压发生的原因4层煤直接顶动态破坏时间（ms）弹性能量指数冲击能量指数弯曲强度(MPa)弯曲能量指数33.313.055.122.249.5强烈冲击倾向中等冲击倾向4层煤及其直接顶冲击倾向鉴定结果——华丰煤矿4层煤冲击地压发生内因冲击地压的发生与煤岩体物理力学性质有直接关系。煤炭科学研究总院北京开采研究所进行的4层煤冲击倾向性试验结果表明，华丰煤矿4层煤具有冲击倾向性，其直接顶具有中等冲击倾向性。4层煤具有冲击倾向性12三、华丰煤矿冲击地压发生的原因——华丰煤矿4层煤冲击地压发生内因煤系地层之上为500～800m的巨厚砾岩层，砾岩整体性强，随着采空面积的加大，砾岩层形成板状悬空岩梁，增加了4层煤的应力水平。当板状砾岩层悬露面积达到一定程度后，开始缓慢下沉并周期性断裂斑裂，对下部的煤岩体产生冲击载荷，加剧了4层煤应力集中程度，导致4层煤工作面冲击地压的发生。砾岩活动是发生冲击地压的主要力源13三、华丰煤矿冲击地压发生的原因冲击地压●大采深断层影响煤柱影响……发生的外因采深大、应力高是必要条件4层煤工作面开采深度已达千米，自重应力已超过4层煤的抗压强度，最大水平应力为33～42Mp，易使煤体产生应力集中而破坏，导致4层煤冲击地压的发生。断层与采动应力叠加的影响多数冲击地压事故是采动应力与构造应力综合作用的结果。正断层诱发冲击的机理主要是断层形成的构造压力与采掘形成的支承压力叠加的结果。逆断层是应力叠加和断层体内弹性能释放的结果。——华丰煤矿4层煤冲击地压发生外因煤柱集中应力的影响华丰矿多数的冲击地压发生在本层或解放层煤柱附近，因煤柱应力一般能够达到3-4倍的原岩应力，所以在煤柱附近进行采掘活动时，必须高度重视。第五阶段14四、华丰煤矿冲击地压防治历程第一阶段第四阶段第三阶段第二阶段——防治历程第一阶段1992—1995年（初步认识阶段）开展的主要技术工作：1、制定规程、技术措施，规范防冲管理：2、对4层煤进行了冲击倾向性鉴定；3、进行了-750水平以上的地应力测量；4、开展了矿井地质动力区划研究；5、进行了地音仪监测应用研究；6、进行了开采解放层模拟试验研究；7、对四层煤冲击地压危险区进行了爆破卸压、煤粉监测等防治方法应用研究；8、对回采工作面支护方式进行了改革等。主要开采2406、1405等工作面。取得的成果：初步掌握了冲击地压发生原因及发生规律，形成并完善了一系列防治措施。小结：冲击地压认识阶段，该阶段对冲击地压的发生机理、防治方法等进行认识、了解，制定适合矿井实际的防治方案，开始初期研究。该阶段发生过多起破坏性冲击地压事故。第二阶段第五阶段15四、华丰煤矿冲击地压防治历程第一阶段第四阶段第三阶段——防治历程第二阶段1996—2001年（建立初步综合防治体系阶段）开展的主要技术工作：1、对采场应力进行了三维数值计算；2、对6层煤冲击倾向性进行了鉴定；3、进行了合理开采布置防治冲击地压实践；4、开展了地音监测系统防治冲击地压的研究应用；5、进行了底板冲击地压防治研究；6、进行了矿震监测冲击地压应用研究等。主要开采了1406、2407、2408等工作面。取得的成果：与煤炭科学研究总院北京开采所合作的“华丰煤矿深部冲击地压预测预报及综合治理研究”获得原煤炭部科技进步三等奖。小结：基本摸清矿井冲击地压发生规律，研究形成了适合华丰矿生产地质条件的冲击地压综合防治体系。第三阶段第五阶段16四、华丰煤矿冲击地压防治历程第一阶段第四阶段第二阶段——防治历程第三阶段2002—2003年（调整开采方案阶段）开展的主要技术工作：1、进行了电磁辐射监测冲击地压应用研究；2、进行了深部冲击地压研究；3、实施了解放层开采方案等。主要开采了3406、3407等工作面。取得的成果：与辽宁工程技术大学合作的“华丰煤矿深部冲击地压研究”获得中国煤炭学会科技进步二等奖，与中国矿业大学合作的“电磁辐射法评定冲击矿压危险”获得山东省科技进步三等奖等。小结：矿井采深增加，生产条件发生变化，对矿井冲击地压发生规律重新认识、重新研究。2001年末停止了4层煤开采，矿井实施了2年的解放层开采调整方案。第四阶段第五阶段17四、华丰煤矿冲击地压防治历程第一阶段第三阶段第二阶段——防治历程第四阶段2003年—2006年9月（放顶煤开采阶段）开展的主要技术工作：1、深部大倾角、冲击地压煤层放顶煤开采技术研究复杂条件综放研究;2、冲击地压煤层仿真模拟放顶煤开采技术研究；3、引进了微震监测系统4、开展了冲击地压前兆信息研究；主要开采1409工作面。取得的成果：与北京科技大学合作的“冲击地压前兆信息研究”获得中国煤炭学会科技进步二等奖，与煤科总院北京开采所、山东科技大学合作的“冲击地压煤层仿真模拟放顶煤开采技术研究”获得山东煤炭科技进步二等奖等。小结：加大了防冲投入及防冲研究，实施了综放、综采技术，安全开采了1409工作面,该面自2003年10月10日开始,到2006年10月10日历时三年,推采长度2260米,期间没有发生冲击地压。第五阶段第四阶段18四、华丰煤矿冲击地压防治历程第一阶段第三阶段第二阶段——防治历程第五阶段2006年10月—至今（深部冲击地压研究与防治阶段）开展的工作：1、调整矿井开采布局；2、开展合作，加大对冲击地压研究；3、加大防冲投入，进一步完善防治体系等。主要开采1410、1411、1412、2409、2410工作面。取得的成果：与北京科技大学合作的“冲击地压预测预报与防治成套技术研究”获得山东科技厅科技进步一等奖，与辽宁工程技术大学、北京科技大学、煤科总院北京开采所合作的“冲击地压预测预报与防治成套技术研究”获得2010年度国家科技进步二等奖。小结：加大了卸压开采技术防冲研究，对四层煤实施了六层煤解放层卸压，四层煤上平巷采用负煤柱布置，安全开采2409、2410、1411工作面，矿井冲击现象得到有效控制，冲击地压工作进入平稳期。19五、华丰煤矿冲击地压治理原则根据五年规划及年度计划组织生产优化工作面布置杜绝不合理煤柱杜绝孤岛采煤背向采空区开采合理头面空间关系……合理开拓布局合理开拓布局，形成低应力区开采钻孔卸压负煤柱解放层低应力开采20五、华丰煤矿冲击地压治理原则——合理开拓布局优化生产系统布置防止过渡集中开采杜绝不合理煤柱的留设杜绝孤岛采煤背向采空区背向煤柱方向背向断层方向防止采掘相向支承压力范围较大处于内应力场优化工作面布置合理推采方向综放开采技术21五、华丰煤矿冲击地压治理原则第一次冲击地压——合理开拓布局22五、华丰煤矿冲击地压治理原则第一次冲击地压——合理开拓布局“4.20”冲击地压23五、华丰煤矿冲击地压治理原则——合理开拓布局采区煤柱区段煤柱优化各类煤柱留设防隔水煤柱断层煤柱种类大小零负宽度（米）7~200~70-10~0区段煤柱优化低应力开采负煤柱开采现场实施效果图24五、华丰煤矿冲击地压治理原则回采工作面先卸后采工艺模式掘进工作面解放层卸压开采技术大孔径钻孔超前卸压技术低应力开采实现：上顺槽“负煤柱”布置技术下顺槽“解放层卸压”技术——低应力开采25五、华丰煤矿冲击地压治理原则——低应力开采解放层开采卸压技术26五、华丰煤矿冲击地压治理原则——低应力开采Ａ—Ａ剖面图27五、华丰煤矿冲击地压治理原则——低应力开采Ｂ—Ｂ剖面图28五、华丰煤矿冲击地压治理原则——低应力开采负煤柱巷道布置技术负煤柱巷道布置图沿空顺槽处在低应力区负煤柱开采现场实施效果图五、华丰煤矿冲击地压治理原则负煤柱巷道布置技术沿空顺槽处在低应力区负煤柱开采现场实施效果图29营造全员防冲氛围（一）提高认识，营造全员防冲氛围六、华丰煤矿冲击地压综合治理措施近年来，华丰矿采用多种形式，提高职工思想认识，增强职工防冲工作危机意识和责任意识，调动全体职工的积极主动性，营造全员防冲氛围，培养了一大批防冲专业技术人才，输送到矿外及上级有关部门工作。矿定期举办“防冲知识教育周”活动，组织职工参观防冲牌板展览，发放《防冲知识手册》，收看防冲知识专题片，普及防冲知识，让每一名员工都认识到冲击地压的危害程度，熟练掌握防冲保安措施。积极与北京科技大学等科研院所建立了长期合作关系，多次开展冲击地压研究工作，研究制定了预测、预报、防治方案，形成了一整套适合华丰煤矿安全生产特点的冲击地压综合防治体系。30为满足防冲需求，华丰煤矿于2006年、2008年分别引进波兰“ARAMISM