十礦三水平進風井二期工程預防衝擊地壓安全施工措施

2021-08-15 10:23:54 字數 3094 閱讀 9181

十礦三水平進風井二期工程

預防衝擊地壓施工安全技術措施

一、工程概況

十礦三水平進風井井口標高為+219.097m,井筒全深1118m(包括井底水窩28m),井底馬頭門底板標高為-870.446m,二期工程中大部分位於-870m水平、處於己組頂板砂岩中。

根據目前施工情況,己組頂板砂岩岩性堅硬(f>10),巷道成型好,頂板穩定,到目前為止沒有發現衝擊地壓現象。但由於垂深已超過800m,施工過程中可能出現衝擊地壓現象,為確保安全施工,特編制此預防衝擊地壓施工安全技術措施。

二、衝擊地壓簡介

衝擊地壓又稱岩爆,是指井巷或工作面周圍岩體,由於彈性變形能的瞬時釋放而產生突然劇烈破壞的動力現象,常伴有煤岩體丟擲、巨響及氣浪等現象。它具有很大的破壞性,是煤礦重大災害之一。

1、煤礦衝擊地壓顯現具有如下特徵

(1)具有突發性。

發生前一般無明顯前兆,衝擊過程短暫,持續時間為幾秒到幾十秒。 一般表現為煤爆(煤壁爆裂、小塊拋射)。淺部衝擊 (發生在煤壁2m~6m範圍內,破壞性大)和深部衝擊(發生在煤體深處,聲如悶雷,破壞程度不同)。

最常見的是煤層衝擊,也有頂板衝擊和底板衝擊,少數礦井發生了岩爆。在煤層衝擊中,多數表現為煤塊丟擲,少數為數十平方公尺煤體整體移動,並伴有巨大聲響、岩體震動和衝擊波。

(2)具有破壞性。

往往造成煤壁片幫、頂板下沉、底鼓、支架折損、巷道堵塞、人員**。

(3)具有複雜性。

在自然地質條件上,除褐煤以外的各煤種,採深從200m~1000m,地質構造從簡單到複雜,煤層厚度從薄層到特厚層,傾角從水平到急斜,頂板包括砂岩、灰岩、油母頁岩等,都發生過衝擊地壓;在採煤方法和採煤工藝等技術條件方面,不論水採、炮採、普採或是綜採,採空區處理採用全部垮落法或是水力充填法,是長壁、短壁、房柱式開採或是柱式開採,都發生過衝擊地壓。只是無煤柱長壁開採法衝擊次數較少。

2、根據衝擊的顯現強度分類 :

(1)彈射

一些單個碎塊從處於高應力狀態下的煤或岩體上射落,並伴有強烈聲響,屬於微衝擊現象。

(2)礦震

它是煤、巖內部的衝擊地壓,即深部的煤或岩體發生破壞,煤、巖並不向已採空間丟擲,只有片帶或塌落現象,但煤或岩體產生明顯震動,伴有巨大聲響,有時產生煤塵。較弱的礦震稱為微震,也稱為煤炮。

(3)弱衝擊

煤或岩石向已採空間丟擲,但破壞性不很大,對支架、機器和裝置基本上沒有損壞;圍岩產生震動,一般震級在2.2級以下,伴有很大聲響;產生煤塵,在瓦斯煤層中可能有大量瓦斯湧出。

(4)強衝擊

部分煤或岩石急劇破碎,大量向已採空間丟擲,出現支架折損、裝置移動和圍岩震動,震級在2.3級以上,伴有巨大聲響,形成大量煤塵和產生衝擊波。

3、根據震級強度和丟擲的煤量分類

(1)輕微衝擊:丟擲煤量在10t以下,震級在1級以下的衝擊地壓。

(2)中等衝擊:丟擲煤量在10t~50t以下,震級在1級~ 2級的衝擊地壓。

(3)強烈衝擊:丟擲煤量在50t以上,震級在2級以上的衝擊地壓。

4、根據發生的地點和位置分類 :

(1)煤體衝擊。

發生在煤體內,根據衝擊深度和強度又分為表面、淺部和深部衝擊。

(2)圍岩衝擊。

發生在頂底板岩層內,根據位置有頂板衝擊和底板衝擊。

5、衝擊地壓的影響因素

(1)、地質因素

主要包括開採深度、地質構造、煤巖結構和力學特性等。 開採深度的加大使地應力值增加。一般在達到一定開採深度後才開始發生衝擊地壓,此深度稱為衝擊地壓臨界深度。

臨界深度值隨條件不同而異,一般大於200 m,總的趨勢是隨採深增加,衝擊危險性增加。這主要是由於隨採深增加,原岩應力增大的緣故。 地質構造如褶曲、斷裂、煤層傾角及厚度突然變化等也影響衝擊地壓的發生。

寬緩向斜軸部易於形成衝擊地壓;斷裂如是乙個開採邊界,若回採方向朝向斷層面,則衝擊危險增加;煤層傾角和厚度區域性突然變化地帶,實際是區域性地質構造應力積聚地帶,因而極易發生衝擊地壓。 煤巖結構及效能也是衝擊地壓影響的主要因素。堅硬、厚層、整體性強的頂板(老頂),易形成衝擊地壓;直接頂厚度適中、與老頂組合性好、不易冒落,衝擊危險較大;煤的強度高、彈性模量大、含水量低、變質程度高、暗煤比例大,一般衝擊傾向較強。

(2)、開採技術因素

開採多煤層時,任何造成應力集中的因素,如開採程式不合理、本層回採不乾淨、相鄰兩層開採錯距不合適等,均對防治衝擊地壓不利。從防治衝擊地壓的角度而言,璧式開採優於柱式開採,旱採優於水採,直線工作面優於曲線工作面,冒落法優於充填法。煤柱和開採邊界是最主要的應力集中因素,應盡量避免和減少這些因素的有害影響。

國內外大量實踐表明,衝擊地壓往往伴隨著井下生產過程的某些工序(如爆破、冒頂、採煤等)而發生,這些因素稱為誘導因素。誘導因素本身的能量可能很小,但其誘發衝擊地壓而釋放的能量及其破壞性卻很大。因而,誘導因素也是發生衝擊地壓的乙個不可忽視的因素。

三、預防衝擊地壓領導小組

組長:李雪峰、閆昕嶺

副組長:梁祖軍、曾祥雄、李國軒

成員:許管江、王繼中、李元傑、馬玉明、譚建軍、張海忠及各班班長

四、預防衝擊地壓方案

1、根據衝擊地壓特點知道,衝擊地壓主要有兩種形式,分別是圍岩衝擊和煤體衝擊,因為二期工程中巷道均為巖巷,所以預防衝擊地壓主要是預防圍岩衝擊。

2、在施工過程中加強巖幫控制,每班安排專人不間斷的進行找幫,發現有衝擊地壓、煤炮聲、巖幫小塊岩石拋射等現象時,立即停止一切工作,將人員撤出,並及時通知專案部領導,逐級上報,待執行專項防治措施(防治衝擊地壓措施另批)再行施工。

五、避災

避災路線:工作面→井底車場→井筒→地面

六、安全注意事項

1、此措施貫徹至每位施工人員,要求都必須熟知衝擊地壓知識,具有緊急避險意識;

2、衝擊地壓預兆:一些單個碎塊從處於高應力狀態下的煤或岩體上射落,並伴有強烈聲響,地壓活動劇烈,井幫來壓發生片幫、煤層中產生震動,手扶煤壁感到震動和衝擊、煤炮聲連續不斷、由遠及近,先小後大,先單響後連響等異常響聲,瓦斯湧出量忽大忽小,煤塵飛揚以及在施工過程中打眼時出現眼口收縮等現象;

3、施工隊在打眼、出砟、支護等工序中都必須設專人觀山,觀山人員必須嚴密注意和觀察是否有衝擊地壓預兆,一旦發現有衝擊地壓預兆,立即停工停電撤人,並向地面值班室匯報;

4、進入該工作面的所有人員必須熟悉避災路線,如有衝擊地壓預兆立即按避災路線撤人;

5、施工單位必須密切關注工作面情況,發現有衝擊地壓預兆時及時採取措施進行處理並向防治衝擊地壓領導小組匯報;

6、其它執行已審批措施中有關規定。

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