冲击地压的预测预报.doc

第七部分 冲击地压的预测预报 90、冲击地压预测的目的是什么 答预先查明矿区各矿井有冲击危险的煤层就可以制定合理的矿区规划和矿井设计，采用正确的开拓开采方式，从根本上消除或减缓冲击地压危害。在有冲击地压危险的矿井进行采掘过程中的预测，可以指导人们在危险区及时采取治理措施，避免冲击地压危害。准确的预测对及时采取区域性防范措施和局部性解危措施十分重要。冲击地压的预测包括时间、地点和规模。它包括在实验室对煤层的力学性质和冲击倾向鉴别及在采掘过程中对冲击危险程度的鉴别。所谓冲击危险是指发生冲击地压的可能性。冲击危险程度是指发生冲击地压的规模。 91、冲击地压的预测工作主要分为哪几个阶段 答冲击地压预测工作可以分阶段进行。在煤田地质勘探阶段，利用钻孔岩芯进行力学试验，测定煤岩的冲击倾向性。利用详查和精查勘探中的资料评价影响冲击地压的主要地质因素，包括埋藏深度、地质构造、顶底板，尤其是老顶的岩性及厚度、煤岩强度及变形特性等。在矿井建设阶段，利用井巷揭露出的煤层和岩层进行进一步的力学试验，评价煤岩层的冲击倾向和分析新获得地质资料，选择合理的开采方法和相应的防范措施。在生产过程中进行经常性的冲击危险预测工作，以便及时地采取解危措施，保证安全生产。 92、什么是冲击地压危险 答所谓冲击地压危险，就是经过检测发现的如不采取及时、必要的治理措施，随生产过程的进行就随时有可能发生冲击地压的危险险情。 93、什么是冲击地压危险预测 答就是在生产过程中，对工作面及巷道中应力较高的地区进行冲击地压危险状态的监、检测，经监、检测发现有冲击地压危险后提出预报，并指导采取治理措施。经治理后，再进行检测，确认无危险后，再通知生产单位恢复生产。这个检测有无冲击地压危险的工作称之为冲击地压危险预测。 94、为什么不直接测定冲击地压 答冲击地压是一个材料失稳的动态过程，事先没有明显的宏观预兆，且受外界微小扰动而瞬时发生。要预测冲击地压，就要测定冲击地压的时间、位置和强度。在当前人们只能经检测和理论分析，大体知道发生冲击地压的位置和强度，但因扰动因素极多，还不能具体预测发生冲击地压的时间。因此，还不能直接预测冲击地压，只能预测冲击地压危险。而且检测到有冲击地压危险，就立即采取治理措施或解危措施，尽量避免发生冲击地压。所以，只需要检测冲击地压危险，而不必直接检测冲击地压。 95、如何测定冲击地压危险 答首先鉴定煤、岩试件的极限强度，了解煤层失稳前的应力极限。然后按检测到的煤体应力情况，把冲击地压危险程度分为4个等级。经检测，煤体应力略有升高，但煤层还是稳定的，可定为无冲击危险，不需用治理措施；经检测煤层趋于不稳定，定为1级冲击危险，此时就应采取治理措施；经检测发现煤体内应力接近极限强度的70，就定为2级冲击危险，此时应采取解危措施了；如经检测发现所受应力已达到极限强度、已有了应变软化区，就是3级冲击危险，随时都会发生冲击地压，此时的解危措施也就只剩下停产和诱发了。 96、如何做好冲击危险的预测工作 答首先建立一支专业队伍，在总工程师（或安全副总）直接指挥下进行专职的冲击地压危险监、检测。各项检测工作由专职技术干部负责指挥，班长负责组织操作和纪录，并提出检测报告，多项检测结果由主管工程师分析、验证后直接上报总工程师。当发现三级冲击危险时，检测负责人有权要求生产单位暂时停止生产，听候上级指示。矿总工接到有冲击危险的报告后，负责组织队伍实施治理（或解危）措施，并指示有关人员在实施治理（或解危）措施后再进行必要的检测。经检测证实无冲击危险後，矿总工再指示有关部门恢复生产。在生产过程中专业队伍再进行检测，坚持检测、生产的循环链 检测有危险治理（解危）检测无危险生产检测。 97、冲击地压的预测方法有哪些 答冲击地压的预测方法，除了经验类比法外，大致可以分为两类。一类是以钻屑法为主的局部探测法，包括煤岩体变形观测法、煤岩体应力测量法、地音检测法、岩饼法等，主要用于探测采掘局部区段的冲击危险程度。这类方法简便易行，直观可靠，已经得到广泛应用。其缺点是预测工作在时间和空间上不连续，费工费时。第二类是系统监测法，包括地音系统监测法和微震系统监测法，以及其它地球物理方法，如电磁辐射法、地温法、地磁法等。这类方法可以实现在空间上和时间上的连续监测。但维护管理较困难，分析数据和判定煤岩体的力学状态难度较大，需要经过长期试验，积累大量经验数据，方可准确预测。 98、什么是经验类比法 答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。在总结和使用经验类比法时，应着重考虑下列因素本矿和邻矿的冲击地压现状和发展趋势；本煤层或邻层、邻区已发生过的冲击地压现象；煤层老顶为厚5m以上、单轴抗压强度大于70MPa的坚硬岩层；孤岛形或半岛形煤柱；支承压力影响区；上部或下部遗留煤柱或回采边界，煤层厚度或倾角突然变化区；褶曲或断裂构造带等。 99、如何根据经验类比法划定冲击地压危险区域 答对整个矿井而言，通过地质条件和开采技术条件的分析，根据经验类比法，可以圈定冲击地压可能发生的区域。按照冲击地压发生条件和影响因素，首先应该划定以下区域为冲击地压特别危险区（1）断层、褶曲、煤层突然变化区域。（2）采空区周围。（3）本层或邻层的开采边界或遗留煤柱影响区。（4）工作面前方回采巷道或其它巷道。 100、不同类型冲击地压的有效预测方法有哪些 答每一次冲击地压都有其发生时间、空间地点、震动强度三要素，而要预测冲击地压的时、空、强三要素则是很困难的。这不仅是因为冲击地压本身类型的多样和机理的复杂，它的发生还受外界环境的干扰。而外界环境又受地质构造、煤岩体本身强度、冲击倾向性、巷道多寡和支护强度、以及人为生产活动、当前地应力活动状态等因素所制约，具有发生时间和强度的多变性。研究表明，目前已有的预测方法虽然很多，但对不同类型的冲击地压预测方法的有效程度是不同的。预测煤体压缩型冲击地压比较有效的方法是危险区域划分和钻屑法。预测顶板断裂型冲击地压比较有效的方法是使用电荷辐射接受仪和冲击地压定位系统。预测断层错动型冲击地压的有效方法是进行对位移进行监测。 101、衡量煤岩体冲击倾向的主要指标有哪些 答国内外已提出的以衡量煤岩体冲击倾向指标概括起来主要有能量指标、破坏时间指标、形变指标和刚度指标。能量指标包括弹性能指数WET、冲击能指数WCF；时间指标是动态破坏时间△T；形变指标是弹性变形指数DE；刚度指标包括脆性系数KB、刚度比指数KCF。 102、什么是弹性能指数 ε σ ΦE ΦV o 答弹性能指数WET是单位体积的煤岩破坏前在受力过程中所储存的弹性变形能与消耗的能量的比值。显然，煤岩受力后所消耗的能量越少，而储存的能量越多，它发生冲击地压的可能性越大。因此，弹性能指数的大小反映了煤层的冲击倾向性。 根据大量的实验结果，按WET对煤层冲击倾向进行鉴别的指标如下 WET≥5煤层具有强烈冲击倾向；2≤WET＜5 煤层具有较弱冲击倾向； WET＜2煤层不具有冲击倾向。 F1 F2 σ ε 103、什么是冲击能指数 答冲击能指数是煤样在变形过程中积蓄的能量和破坏过程中释放的能量比值。即右图中应力应变曲线下峰值强度前后的面积比。冲击能指数也能反映煤层的冲击倾向性。 强冲击倾向；中等冲击倾向；无冲击倾向。 104、什么是刚度比指数 σ ε KS o KE 答刚度比指数是煤样屈服前的弹性刚度和峰值后的刚度的比值，如右图所示。根据失稳理论可以用刚度比指数估价实际煤体力学变形平衡系统的稳定状态。 105、什么是脆性系数 答煤岩体的脆性系数可分为强度脆性系数和变形脆性系数。 强度脆性系数是煤岩的单轴抗压强度和抗拉强度之比，可用来评价煤岩体的冲击倾向性。一般来说，R越大说明岩石的脆性越大，则冲击倾向性越大。R10无冲击；10≤R18中等程度冲击；18≤R强烈冲击。 变形脆性系数是岩石峰值荷载前的应力-应变曲线，通过加卸载来求得岩石峰值荷载前的总变形u和永久变形之比来评价冲击倾向性的，。2无冲击，2≤6弱冲击，6≤9中等冲击，9≤强烈冲击。 106、什么是动态破坏时间 答动态破坏时间指从冲击地压发生开始的震动持续时间，可用来衡量冲击地压的烈度。秒为弱冲击，秒为中等冲击，秒为强烈冲击，秒为剧烈冲击。 107、什么是巷道冲击的应力判据 答巷道周边环向应力和岩石单轴抗压强度之比值可作为巷道冲击的应力判据。无冲击，轻微冲击，中等冲击，强烈冲击，剧烈冲击。 34