第7-8章-綜合治理

1、第110條 沖擊地壓區(qū)域性防范措施主要包括：采用合理的開拓布置和開采方式，開采保護(hù)層，煤層預(yù)注水，厚層堅硬頂板預(yù)處理等，采掘前優(yōu)先考慮使用區(qū)域性防范措施；局部性解危措施主要包括：鉆孔卸壓、爆破卸壓、強(qiáng)制放頂、斷頂（底）等，檢測出沖擊地壓危險時采用局部性解危措施。,第七章 沖擊地壓危險的綜合治理,沖擊地壓防治措施,區(qū)域性防范措施,局部性解危措施,合理開拓和開采方式,開采保護(hù)層,厚層堅硬頂板預(yù)處理,卸壓爆破,鉆孔卸壓,誘發(fā)爆破,局部斷頂

2、斷底措施,煤層預(yù)注水,,,,,,,,,,,常用的沖擊地壓防治措施,第七章 沖擊地壓危險的綜合治理,第111條 沖擊地壓危險區(qū)域開采過程中遵照“監(jiān)測 解危 效果檢驗→再治理”的基本程序，及時消除沖擊地壓危險隱患。第112條 解危前，必須編制專門措施，由礦總工程師審批。第113條 解危措施的技術(shù)參數(shù)必須根據(jù)生產(chǎn)地質(zhì)條件，采用科學(xué)研究、試驗或現(xiàn)場實踐具體確定。第114條 實施解危措施應(yīng)做好記錄，記錄內(nèi)容包括實施措施的時間、

3、地點、人員、實施方法和具體參數(shù)等。第115條 解危措施實施后必須進(jìn)行效果檢查，檢查的方法與預(yù)測沖擊地壓危險的方法相同，確認(rèn)無沖擊地壓危險后方可作業(yè)。,第七章 沖擊地壓危險的綜合治理,第116條 開采保護(hù)層時，卸壓的有效范圍及滯后時間應(yīng)根據(jù)理論計算、礦井實際考察結(jié)果確定。開采保護(hù)層以后，在被保護(hù)層的有效卸壓范圍和有效期限內(nèi)，可按無沖擊地壓煤層進(jìn)行開采。,l—工作面長度；φ3—充分移動角；δ—斷裂角；β—變形滑移角。1—應(yīng)力

4、升高區(qū)邊界線；2—卸壓帶邊界線；3—保護(hù)層；4—被保護(hù)層；5—壓縮變形區(qū)；6—拉伸變形區(qū)。,開采保護(hù)層卸壓帶示意圖,第七章 沖擊地壓危險的綜合治理,第117條 開采保護(hù)層時，采空區(qū)內(nèi)不得留煤柱，特殊情況必須留煤柱時，應(yīng)將煤柱（包括不可采變薄帶）的位置和尺寸準(zhǔn)確地標(biāo)在采掘工程圖上。在每個被保護(hù)層的采掘工程圖上，也應(yīng)相應(yīng)地標(biāo)出煤柱和開采邊界的影響范圍和有效卸壓范圍。在煤柱和開采邊界影響范圍內(nèi)進(jìn)行采掘工作時，必須采取防治措施。,

5、第七章 沖擊地壓危險的綜合治理,第118條 煤層預(yù)注水的實施指標(biāo)為含水率增值（或總含水率）以及煤層濕潤時間，通過科學(xué)試驗和研究，對井田內(nèi)不同煤層分別確定。,第119條 煤層預(yù)注水的參考參數(shù)：1．實行煤層預(yù)注水時，應(yīng)保證保護(hù)帶的寬度：對巷道兩幫大于3.5倍采高，對采掘工作面大于3.5倍采高加預(yù)定推進(jìn)度。2．注水孔布置形式應(yīng)有利于煤層均勻濕潤。注水孔可以沿走向布置，也可以沿傾斜方向布置，注水孔應(yīng)避免穿過斷層或破碎帶等。一般條件下，

6、鉆孔應(yīng)平行于工作面，孔口應(yīng)盡量布置在煤層內(nèi)較硬的分層中，以利于封孔和防止泄水。3．注水孔直徑一般為45、60、75、90mm。注水孔長度可按待注水煤體尺寸的2/3以上或待注水煤體尺寸減15m計算。注水孔間距按煤層的透水性確定，一般為10～20m。注水壓力和流量應(yīng)按實際情況試驗確定，注水量根據(jù)注水孔承擔(dān)的濕潤煤量計算。,第七章 沖擊地壓危險的綜合治理,第120條 煤層預(yù)注水效果檢查：1．采用煤層預(yù)注水方法時，對不同的注水參數(shù)和施工

7、條件以及不同的煤層條件，均應(yīng)分別進(jìn)行含水率分布情況實測工作，以檢查注水效果。2．煤層開采時，應(yīng)利用鉆屑法等手段檢驗注水效果。,注水孔布置方式,長壁工作面上下鉆孔注水方式,第七章 沖擊地壓危險的綜合治理,第121條 厚層堅硬頂板預(yù)處理1．工作面開采前，斷裂切眼上方頂板（1）在工作面機(jī)道上方或支架后方布置爆破鉆孔，鉆頭直徑為75mm，鉆孔間距7m～12m，單排布置；鉆孔深度視堅硬頂板賦存情況而定；一般在工作面全長范圍內(nèi)爆破，也可視

8、沖擊危險區(qū)域分布情況確定爆破范圍。（2）每孔裝藥長度按孔深的2/3左右確定，正向裝藥，藥卷裝在孔底，鉆孔不裝藥部分用速凝水泥（水泥錨固劑、粘土炮泥）封堵。2．預(yù)處理回采工作面前方頂板，參照堅硬頂板預(yù)裂卸壓爆破方法。,切眼爆破鉆孔布置圖,第七章 沖擊地壓危險的綜合治理,切眼爆破鉆孔布置圖,切眼爆破鉆孔從上順槽5m處 的支架起，每12m布置一個炮孔，炮眼直徑75mm，炮眼深度15.3m，仰角75°。鉆孔內(nèi)裝藥長度10.3m，

9、封孔長度5m，裝藥密度2.8Kg/m3。每兩個炮眼一組，串聯(lián)連線，正向起爆。,第七章 沖擊地壓危險的綜合治理,第122條 煤層大直徑鉆孔卸壓1．卸壓鉆孔的布置方式和參數(shù)參照表7-1：,表7-1 卸壓鉆孔的技術(shù)參數(shù)表,,第七章 沖擊地壓危險的綜合治理,2．一般規(guī)定（1）卸壓鉆孔施工前必須查明高應(yīng)力區(qū)的范圍和程度。只允許從低應(yīng)力區(qū)開始施工，由低應(yīng)力區(qū)向高應(yīng)力區(qū)鉆進(jìn)，同時記錄每個鉆孔的鉆屑量、動力效應(yīng)等情況。（2）采用鉆孔卸壓時，

10、要制訂防止誘發(fā)孔內(nèi)沖擊傷人的專門安全措施；在高應(yīng)力區(qū)施工卸壓鉆孔時，推薦使用遠(yuǎn)距離操縱的鉆機(jī)進(jìn)行施工。,第七章 沖擊地壓危險的綜合治理,卸壓鉆孔布置方式及布置參數(shù)a—巷道內(nèi)布置方式；b—采煤工作面布置方式1—鉆孔；2—巷道；3—工作面,第七章 沖擊地壓危險的綜合治理,☆ 兗礦使用的鉆具簡介,1、德國哈澤瑪格TURMAG騰馬FIV S/L型手持風(fēng)動鉆機(jī)。 該鉆機(jī)鉆孔孔徑28～140mm，在煤層或類似巖層內(nèi)鉆孔最深約70米，整機(jī)重

11、量7.5Kg，額定供風(fēng)壓力0.4Mpa，額定扭矩40.6Nm，額定轉(zhuǎn)速550r/min。在濟(jì)三礦使用主要為直徑42mm和76mm鉆頭，直徑42mm鉆頭最多曾鉆進(jìn)30m，未做更深鉆孔嘗試；直徑76mm最深曾鉆進(jìn)16m。 該鉆機(jī)最突出特點是：（1）重量輕，一個人即可操作；（2）鉆桿軸向性好，成孔質(zhì)量高；（3）性能穩(wěn)定，維護(hù)簡單，每工作10小時加一次潤滑油脂即可保證鉆進(jìn)；（4）適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)，適合狹小空間使用；（5）工效高，每完成一個10m

12、深鉆孔監(jiān)測用時約10分鐘。 2、德國哈澤瑪格P75風(fēng)動防沖鉆機(jī)。 該鉆機(jī)主要用于煤層卸壓鉆孔和鉆探施工。由于該鉆機(jī)帶有導(dǎo)軌和固定立柱，其導(dǎo)向性能好，鉆進(jìn)穩(wěn)定，運輸、安裝較方便，使用直徑94mm鉆頭鉆進(jìn)時，最大深度為75m。 3、石家莊賽恩特生產(chǎn)的ZQSJ-90/2.1手持式正反轉(zhuǎn)鉆機(jī)。 該鉆機(jī)主要用于采掘工作面卸壓鉆孔施工和沿空巷道疏放水施工。由于具有反轉(zhuǎn)功能，吸鉆、卡鉆時，可利用反轉(zhuǎn)將鉆桿旋出。,第七章 沖擊地壓危險的綜合治

13、理,風(fēng)動鉆機(jī),大直徑鉆孔強(qiáng)排粉,卸壓效果不佳時的處理方式？,第七章 沖擊地壓危險的綜合治理,第123條 煤層爆破卸壓1．煤層卸壓爆破參數(shù)（1）通過卸壓爆破在工作面前方或巷道兩幫形成一個有足夠?qū)挾龋ù笥?倍采高）的卸壓保護(hù)帶，所以卸壓爆破鉆孔的深度，對巷道兩幫應(yīng)等于保護(hù)帶寬度，對采掘工作面應(yīng)等于保護(hù)帶寬度加上工作面進(jìn)度。（2）爆破孔布置方式應(yīng)根據(jù)具體條件確定，一般布置單排鉆孔。通常用風(fēng)鉆（煤電鉆）打眼，孔徑50～55mm，孔間距1

14、～5m。（3）每孔裝藥量按不超過孔深一半或封孔長度不小于5m確定，盡可能提高每米裝藥量，并盡量做到耦合裝藥。藥卷可用非金屬材料綁扎，用安全導(dǎo)爆索連接或多雷管起爆。（4）卸壓爆破的實施地點及時間間隔按沖擊地壓危險地點及工作面推進(jìn)速度確定。,第七章 沖擊地壓危險的綜合治理,第123條 煤層爆破卸壓2．一般規(guī)定（1）鉆孔不裝藥的部分必須用粘土炮泥填滿填實。（2）起爆方法、同時爆破孔數(shù)應(yīng)在措施中明確規(guī)定。（3）所有爆破參數(shù)均應(yīng)按生

15、產(chǎn)地質(zhì)條件和沖擊地壓危險程度進(jìn)行選擇和調(diào)整。（4）在沖擊地壓危險區(qū)域進(jìn)行煤層爆破卸壓，躲炮半徑150m以上，躲炮時間30min以上。在躲炮半徑內(nèi)，對所有通往放炮地點的通道都必須設(shè)置放炮警戒線，并設(shè)專人看守。躲炮地點必須在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定。,第七章 沖擊地壓危險的綜合治理,煤體深孔卸壓爆破鉆孔布置示意圖,第七章 沖擊地壓危險的綜合治理,第124條 頂板爆破卸壓1．沿空巷道深孔小直徑斷頂爆破（1）為防止鄰近采空區(qū)頂板懸露過長而使

16、沿空巷道內(nèi)幫煤體應(yīng)力過大而采取的爆破切落鄰近采空區(qū)頂板的措施。（2）參考爆破參數(shù)：炮眼眼口距采空區(qū)側(cè)煤壁300mm，與頂板成75度夾角朝向采空區(qū)，眼深10～15m，孔徑34mm，間距5m，單排布置。炮孔裝藥長度8～10m，剩余長度全部用炮泥封嚴(yán)封實，藥卷直徑28mm，每孔均勻布置3個同段號電雷管，每次起爆1個孔。,第七章 沖擊地壓危險的綜合治理,第124條 頂板爆破卸壓2．堅硬頂板預(yù)裂卸壓爆破（1）煤層上方賦存有堅硬頂板，工作面

17、開采期間頂板活動劇烈易誘發(fā)沖擊，或者應(yīng)用煤層卸壓效果較差時可采用本措施。（2）鉆孔布置方式：根據(jù)沖擊地壓危險區(qū)域堅硬頂板的賦存情況，由工作面順槽向工作面?zhèn)软敯迨┕ゃ@孔，鉆孔深度到達(dá)煤層上方堅硬巖層，向煤體深處距煤壁水平范圍內(nèi)以支承壓力峰值區(qū)卸壓為準(zhǔn)。每個斷面可布置3-5個鉆孔，鉆孔長度分別以滿足垂直及水平距離為準(zhǔn)。爆破斷面布置距離視頂板來壓距離及沖擊地壓危險程度而定。（3）參考爆破參數(shù)：鉆頭直徑為75mm。每孔裝藥長度按孔深的2/3

18、確定，正向裝藥，藥卷裝在孔底，不裝藥部分用速凝水泥（水泥錨固劑、粘土炮泥）封堵。,第七章 沖擊地壓危險的綜合治理,,在距離切眼120m位置的上、下順槽內(nèi)，在頂部向工作面煤體方向共布置施工10個爆破孔（上、下順槽各布置5個），垂直孔深30m 。,在工作面切眼中間160m范圍內(nèi)，在頂部向工作面前方施工17個爆破孔，間距7.5m(間隔5個支架)，垂直孔深15m，鉆孔直徑Φ42mm。,第七章 沖擊地壓危險的綜合治理,,,由工作面沿空順槽向?qū)?/p>

19、體煤側(cè)頂板施工鉆孔，確定煤層上方垂直20m的，距煤壁水平8-13m的范圍內(nèi)為鉆孔布置范圍，共布置鉆孔3-5個，長度分別約為22m、23m、24m。選用的鉆孔設(shè)備的鉆頭直徑為75mm 。每孔裝藥長度按孔深的2/3計算。,第七章 沖擊地壓危險的綜合治理,3．超深鉆孔堅硬頂板斷裂爆破（1）煤層上方賦存有厚層堅硬頂板，且其覆蓋范圍距離煤層較遠(yuǎn)時（如30～40m），可考慮應(yīng)用本措施。（2）參考爆破技術(shù)參數(shù)：鉆孔扇形布置，向沿空巷道上方和實體

20、煤側(cè)分別布置深度30～60m的鉆孔，鉆孔直徑60～75mm；每組鉆孔數(shù)量4～6個，每組間距離視頂板賦存情況而定。每孔裝藥長度為鉆孔長度的1/3～1/2，裝藥量為2～5Kg/m。鉆孔未裝藥部分用粘土炮泥填滿填實，可采用壓風(fēng)封孔器進(jìn)行壓風(fēng)噴泥封孔。,第七章 沖擊地壓危險的綜合治理,頂板超深堅硬頂板預(yù)裂爆破工藝過程,第七章 沖擊地壓危險的綜合治理,4.一般規(guī)定及建議（1）編制頂板卸壓爆破技術(shù)措施時，一并制定瓦斯檢測、鉆孔、裝藥、爆破等安

21、全措施，由礦總工程師批準(zhǔn)實施。（2）為給相鄰沿空開采的工作面防沖治理提供條件，工作面開采期間可在實體煤巷道上方頂板預(yù)先實施頂板爆破方法。,第七章 沖擊地壓危險的綜合治理,第125條 巷道斷底卸壓1．爆破卸壓參考技術(shù)參數(shù)：爆破鉆孔孔徑一般為75mm，沿巷道單排布置在巷道應(yīng)力較高一側(cè)的底角，孔間距2m～5m，孔深以斷裂堅硬底板為準(zhǔn)。特殊條件下可采取兩側(cè)底角爆破或采用一個爆破斷面多個鉆孔扇形布置。,主要技術(shù)參數(shù)： 在上

22、平巷超前工作面300m施工，每組布置頂、底板、煤層三個鉆孔，組間距3m，孔徑73mm?？咨?0~40m，每孔裝藥20kg，一次起爆4~5組。,第七章 沖擊地壓危險的綜合治理,第125條 巷道斷底卸壓1．爆破卸壓參考技術(shù)參數(shù)：利用鉆機(jī)在距煤幫底腳約200mm 處, 采用42mm鉆頭向底板向下打斜鉆孔, 鉆孔深度為5m, 以能夠破壞整個火成巖厚度為準(zhǔn), 鉆孔間距2m, 鉆孔布置如圖3所示。,第七章 沖擊地壓危險的綜合治理,第125條

23、 巷道斷底卸壓2．鉆孔卸壓參考技術(shù)參數(shù)：卸壓鉆孔孔徑一般為75mm，位置為巷道應(yīng)力較高一側(cè)的底角。鉆孔深度以破壞主要積聚能量的堅硬底板巖層為準(zhǔn)，鉆孔間距一般為1m～3m。,第七章 沖擊地壓危險的綜合治理,第126條 頂板定向水力裂縫法1．定向水力裂縫法分周向預(yù)裂縫和軸向預(yù)裂縫兩種，一般應(yīng)用周向預(yù)裂縫法。在形成周向預(yù)裂縫時，周向預(yù)裂縫的直徑至少應(yīng)為鉆孔直徑的兩倍以上，而且裂縫端部要尖。2．周向預(yù)裂縫法的參考技術(shù)參數(shù)（1）可選用

24、的設(shè)備技術(shù)參數(shù),表7-2 鉆孔設(shè)備性能參數(shù),（2）致裂孔孔間距8m左右，根據(jù)現(xiàn)場頂板巖性確定。鉆孔施工角度可根據(jù)實際進(jìn)行設(shè)計。（3）致裂時間一般在10min左右，根據(jù)現(xiàn)場頂板巖性及致裂效果確定。,第七章 沖擊地壓危險的綜合治理,1、水力致裂技術(shù)基本原理其基本原理是：首先在巖石中鉆孔，然后利用機(jī)械在孔底附近開槽，最后利用高壓水在開槽的尖端形成應(yīng)力集中，致使巖石不斷在尖端被拉裂。2、主要技術(shù)參數(shù)該技術(shù)初始鉆孔直徑42mm，水壓3

25、0～35MPa（在波蘭最大水壓35 MPa），壓裂時壓力30 MPa，壓裂后壓力15 MPa（壓裂后持續(xù)注水15分鐘，保持壓力15 Mpa），從注水開始至初始壓裂僅持續(xù)幾秒。 3、水力致裂技術(shù)關(guān)鍵在于開槽工藝，開槽操作的好壞直接影響壓裂效果。另外，巖層中裂隙、層理等對壓裂效果影響較大，因此開槽位置應(yīng)避免選擇在裂隙和層理發(fā)育區(qū)。第三，開槽處巖石性質(zhì)對開槽效果影響較大，如開槽位置巖石遇水易粉化或強(qiáng)度較低，則不能形成有效的尖端應(yīng)力集中，無

26、法壓裂。,第七章 沖擊地壓危險的綜合治理,,第七章 沖擊地壓危險的綜合治理,第127條 頂板定向爆破裂縫法1．定向爆破裂縫法與定向水力裂縫法的原理相同，也有周向預(yù)裂縫和軸向預(yù)裂縫之分；不同之處是將高壓水換成了炸藥。定向爆破裂縫法的鉆孔長度、布置方式、制造預(yù)裂縫的數(shù)量、形式等均取決于要破壞巖體的力學(xué)性質(zhì)以及沖擊地壓防治的要求，可參照定向水力致裂方法。2．定向爆破參數(shù)可根據(jù)實際生產(chǎn)條件進(jìn)行具體的設(shè)計和實施，可參照頂板爆破卸壓方法。,

27、第128條 在沖擊地壓危險區(qū)域作業(yè)的所有人員必須熟悉沖擊地壓發(fā)生的征兆、應(yīng)急措施及避災(zāi)路線，發(fā)現(xiàn)異常立即撤出或躲到安全地點避災(zāi)。,第八章 沖擊地壓危險的防護(hù)措施,第129條 沖擊地壓監(jiān)測及解危人員應(yīng)時刻注意圍巖動態(tài)變化情況，發(fā)現(xiàn)有沖擊征兆時，必須及時通知現(xiàn)場人員撤出危險區(qū)域，并設(shè)好警戒，同時將情況向礦調(diào)度室匯報。,第130條 在有沖擊地壓危險的采掘工作面，必須最大限度減少施工人員的數(shù)量，無關(guān)人員要撤離到安全位置。,第八章 沖擊

28、地壓危險的防護(hù)措施,第132條 有沖擊地壓危險的回采工作面必須加強(qiáng)端頭支護(hù)和超前支護(hù)，提高上下端頭和切頂線的支護(hù)強(qiáng)度，加大兩巷超前支護(hù)范圍和強(qiáng)度；工作面出口向外150m范圍內(nèi)，禁止存放剛性材料，正在使用的設(shè)備要生根連牢。,第133條 沖擊地壓危險回采工作面應(yīng)實現(xiàn)遠(yuǎn)距離供電供液，移動變電站距離工作面應(yīng)不少于150m。,第131條 在有沖擊地壓危險區(qū)域，必須采取限制人員通過的措施，具體管理辦法及限制范圍必須在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定。,第1

29、34條 有沖擊地壓危險巷道掘進(jìn)時應(yīng)采取以下安全防護(hù)措施：1．施工區(qū)域內(nèi)的電纜、管線要懸掛固定牢靠。2．將巷道內(nèi)雜物清理干凈，保持退路暢通；備用材料應(yīng)存放在距工作面迎頭150m以外；設(shè)備、管路、物品應(yīng)采取固定措施。3．施工物料盡量放在巷道底板底腳處，且碼放整齊；鉆具、鉆桿等工具不應(yīng)懸掛、斜立在幫部。4．支護(hù)錨桿、錨索應(yīng)當(dāng)采取可靠的防崩措施，并在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定具體方法。5．掘進(jìn)工作面迎頭要安設(shè)保護(hù)網(wǎng)，并采取固定措施，防止迎頭片