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文档简介

国家煤炭部冲击地压煤层安全开采暂行规定培训勇于跨越追求卓越CONTENTS目录01冲击地压概述02暂行规定总则03冲击倾向鉴定04开采设计与解放层开采CONTENTS目录05掘进与回采安全要求06冲击地压监测预警07冲击地压防治措施08组织管理与应急处置01冲击地压概述冲击地压的科学定义冲击地压的定义与特征冲击地压是煤矿开采过程中,由于煤层及围岩的应力状态改变,导致煤岩体中积聚的弹性能突然释放,产生煤岩体破裂、位移、抛出等现象的动力现象,常发生在深部矿井。冲击地压的主要特征表现为突发性的能量释放,伴随有强烈的震动和声响,对矿井设施和矿工安全构成直接威胁,具有瞬时性、破坏性和难以预测性等特点。冲击地压的形成本质本质是地下岩石在高应力作用下突然失稳破坏的物理过程,由地质构造应力集中、开采活动诱发、煤层物理性质差异及地下水活动等多种因素共同作用导致。冲击地压的成因与影响因素冲击地压的定义冲击地压是煤矿开采过程中,由于煤层及围岩的应力状态改变,导致煤岩体中积聚的弹性能突然释放,产生煤岩体破裂、位移、抛出等现象的动力现象。地质构造应力集中冲击地压常由地质构造复杂、应力集中引起,如断层、褶皱等地质活动区域。开采活动诱发煤矿等地下资源开采过程中,过度开采或不规范操作可改变岩体原始应力平衡,诱发冲击地压。煤层物理性质煤层的硬度、厚度及煤层与围岩的物理性质差异,是导致冲击地压的重要因素。开采深度与强度随着矿井开采深度的增加,地应力集中,开采强度的增大也会加剧冲击地压的发生。

冲击地压的危害与事故案例冲击地压对人员安全的威胁冲击地压发生时伴随强烈震动和煤岩体抛出,可直接导致井下作业人员伤亡,严重时造成群死群伤事故,对矿工生命安全构成重大威胁。

冲击地压对矿井设施的破坏冲击地压会损坏巷道支护结构、机械设备等矿井设施,导致生产中断,造成巨大经济损失,影响煤炭资源的正常开采。

国内冲击地压事故案例2010年山东新汶矿业集团华丰煤矿曾发生冲击地压事故,造成重大人员伤亡,暴露出冲击地压防治工作的重要性与紧迫性。

忽视预警信号的教训某煤矿因未重视地压异常信号,未及时采取防治措施,导致冲击地压事故发生,造成人员伤亡和财产损失,警示需严格落实监测预警机制。02暂行规定总则规定的制定目的与依据

制定目的为适应煤矿生产发展要求,加强冲击地压防治工作,保障煤矿安全生产,保护矿工生命财产安全。

核心依据依据《煤矿安全规程》的有关规定,在总结长期实践经验和近年来科研成果的基础上制定。

制定背景冲击地压是威胁煤矿安全生产的重大灾害之一,为规范冲击地压煤层开采行为,促进安全生产而制定本规定。

适用范围与执行责任适用范围界定本规定适用于所有存在冲击地压威胁的煤矿,包括国有煤矿、地方煤矿以及私营煤矿等,涵盖冲击地压煤层开采过程中的安全管理和监督。

责任主体明确矿务局局长、矿长负责组织实施本规定,是冲击地压防治工作的首要责任人,需确保各项措施落实到位。

实施细则编制要求冲击地压矿井必须按《煤矿安全规程》和本规定编制实施细则,长远规划和年度计划中必须包含防治冲击地压措施,并报矿务局审批及上级主管部门备案。冲击地压防治基本程序冲击倾向鉴定冲击地压矿井、条件类似相邻矿井的煤层及新水平,必须由煤炭工业部指定单位进行冲击倾向鉴定,结果分为强烈、中等、无冲击倾向三类,并报煤炭工业部公布。采取防范措施在开采设计中优先选择无冲击危险煤层或区域布置巷道及峒室,合理确定开采顺序、采煤方法和支护方式,如优先开采解放层,避免形成孤岛煤柱。冲击危险预测预报采用钻屑法、地音监测法、微震监测法等手段,规定实施地点、时间、机具及危险指标,对冲击危险区进行实时监测与预报,建立预测预报工作制度。实行解危措施针对有冲击危险的区域,采取煤层注水、卸压爆破、卸压钻孔、顶板注水或强制放顶等措施,制定施工设计和工艺参数,以减缓应力集中程度。进行效果检查通过监测数据分析、现场实际考察等方式,对解危措施的实施效果进行检查评估,确保冲击危险得到有效控制,必要时调整防治措施。03冲击倾向鉴定鉴定范围与单位冲击倾向鉴定范围有冲击地压现象的矿井、条件类似的相邻矿井的煤层及冲击地压煤层的新水平,必须进行冲击倾向鉴定。鉴定单位资质煤层的冲击倾向鉴定实验工作由煤炭工业部指定单位负责,确保鉴定结果的权威性和专业性。鉴定结果管理鉴定结果需报煤炭工业部,由煤炭工业部负责公布,作为冲击地压煤层安全开采的重要依据。鉴定结果分类与方法

冲击倾向鉴定结果分类煤层冲击倾向的鉴定结果分为强烈冲击倾向、中等冲击倾向和无冲击倾向三类。冲击倾向鉴定方法依据鉴定方法应符合《煤层冲击倾向鉴定试行技术规范》,由煤炭工业部指定单位负责实验工作。04开采设计与解放层开采

开采设计原则优先开采解放层开采煤层群时,应尽可能首先开采无冲击地压煤层作为解放层;当冲击地压煤层的顶底方向都有解放层时,优先开采上解放层;当全部煤层群是冲击地压煤层时,优先开采危险性最小或厚度最小的煤层。

合理布置巷道与峒室开拓巷道及永久峒室应布置在岩层或无冲击地压危险的煤层中;服务期不超过2年的峒室可布置在解除冲击危险的煤层地段内,保护带宽度不得少于3.5倍采高。

优化开采顺序与推进方向各煤层、水平、阶段和采区按合理顺序开采,向斜构造中从轴部开始回采;采区一翼内各工作面向同一方向推进,避免相向回采,回采工作背向采空区方向推进,避免形成孤岛煤柱,断层附近工作面背向断层或斜交断层推进。

选择适宜采煤方法应选择不留煤柱、少掘巷道、避免大面积悬顶的采煤方法,尽量采用冒落法管理顶板的长壁开采方法;缓倾斜或倾斜煤层在采取有效安全措施前提下应采取无煤柱护巷。

规范煤柱留设与顶板管理必须留设煤柱时,煤柱形状应规则,不得有尖角处;开采前应进行煤层注水,并按照防治冲击地压要求合理确定顶板管理、支护、放炮等回采工艺。设计说明书核心内容专门设计内容与工程图要求

设计说明书除一般采掘工程设计内容外,需涵盖地质条件、开采条件、冲击地压危险程度、防治冲击地压的生产技术措施、专门措施及特殊生产技术性措施等关键信息。地质条件内容要求

包括煤层的地质年代、赋存情况,地质分层及其冲击倾向和有关物理力学性质、顶底板的岩性和厚度,地质构造等基础数据。开采条件内容要求

明确开采范围、贮量、开采程序、采煤方法和巷道布置,以及上下煤层及本煤层相邻地区的开采情况,如遗留煤柱、开采边界、工作面错距、开采时间等。冲击地压危险程度评估

根据本区地质条件、过去发生冲击地压的情况、相邻地区及地质开采条件相似地区发生冲击地压情况,科学评价本地区的冲击地压危险程度。专门设计工程图组成

必须包含采掘工程图与地质构造图、上下煤层对照图、防治冲击地压专门措施的工程图以及地测剖面和柱形图,确保设计内容直观清晰。

解放层开采规定01解放层优先开采原则开采煤层群时,应尽可能首先开采无冲击地压煤层作为解放层;当冲击地压煤层的顶底方向都有解放层时,优先开采上解放层;若全部煤层群是冲击地压煤层,应优先开采危险性最小或厚度最小的煤层。

02卸压有效范围与期限开采解放层的卸压有效范围及滞后时间需根据矿井实际考察结果确定;采用全部垮落法开采时卸压有效期限为三年,全部充填法时为二年,逾期开采被解放层必须检查卸压有效性。

03开采设计审批与标识要求开采解放层需经矿务局总工程师批准,必须将煤柱(含不可采变薄带)的位置和尺寸准确标注在采掘工程图上,并标明煤柱、开采边界的影响范围及有效卸压范围,在影响范围内采掘须采取防治措施。05掘进与回采安全要求掘进工艺安全措施巷道支护技术要求采用高强度支护材料和先进支护技术,如锚杆、锚索支护,提高巷道稳定性,抵抗冲击地压。掘进顺序与方向规范采区一翼内各工作面应向同一方向推进,避免相向回采;回采工作均应背向采空区方向推进,避免形成孤岛煤柱。超前卸压措施在有冲击危险区掘进时,采取卸压爆破(包括超前松动爆破)、卸压钻孔等措施,降低煤层应力集中程度。煤层注水工艺开采冲击地压煤层在回采前应进行煤层注水,通过向煤层注入高压水,预先释放煤层中的应力,降低冲击地压发生可能性。爆破作业安全管理按照防治冲击地压的要求,合理确定放炮等回采工艺,严格控制爆破参数,避免诱发冲击地压。

回采工艺安全措施顶板管理优化优先采用冒落法管理顶板的长壁开采方法,避免大面积悬顶,减少应力集中引发冲击地压的风险。

支护强度提升采用高强度支护材料,如锚杆、锚索支护,提高巷道支护结构的稳定性和承载能力,以抵抗冲击地压。

爆破作业规范严格控制放炮工艺,合理确定爆破参数,避免因爆破引发煤岩体应力突变,必要时采取超前松动爆破等卸压措施。

煤层预注水措施回采前进行煤层注水,通过高压水预先释放煤层中的应力,降低煤层冲击倾向,改善煤体物理性质。

顶板管理与支护要求顶板管理原则开采冲击地压煤层应尽量采用冒落法管理顶板的长壁开采方法,避免大面积悬顶,以减少应力集中。

支护材料选择采用高强度支护材料,如锚杆、锚索支护,提高支护结构的稳定性和承载能力,增强巷道抵抗冲击地压的能力。

支护工艺要求按照防治冲击地压的要求,合理确定支护工艺,确保支护强度满足冲击地压危险区的安全需求,有效控制顶板变形与垮落。06冲击地压监测预警

监测技术概述微震监测系统微震监测系统通过安装在矿井中的传感器捕捉微小震动,分析数据以预测冲击地压风险。

地音监测技术地音监测技术利用地音传感器记录岩石破裂声音,通过声音变化来预警潜在的冲击地压风险。

光纤传感技术光纤传感技术利用光纤作为传感介质,监测矿井内部的应力变化,为冲击地压的预防提供精确数据。01微震监测系统系统组成与工作原理微震监测系统由分布在矿井中的传感器、数据传输设备和中心处理系统构成。传感器捕捉煤岩体破裂产生的微小震动信号,通过数据传输设备实时传送至中心处理系统,经专业软件分析处理,实现对冲击地压活动的监测与预警。02核心功能与技术特点该系统具备实时监测地压活动、定位震源位置、分析震动能量大小等核心功能。其技术特点包括高灵敏度传感器能捕捉微弱震动信号,数据处理速度快,可及时提供预警信息,为冲击地压防治提供科学依据。03在冲击地压防治中的应用在冲击地压防治中,微震监测系统可实时监控矿井内应力变化,通过分析震动数据预测潜在的冲击地压风险。当监测到异常震动时,能及时发出预警信号,以便采取卸压等措施,有效预防冲击地压事故的发生。地音监测技术

地音监测技术的定义地音监测技术利用地音传感器记录岩石破裂声音,通过声音变化来预警潜在的冲击地压风险。

地音监测技术的工作原理通过安装在矿井中的地音传感器,实时捕捉煤岩体在应力作用下发生变形、破裂时产生的弹性波信号,对信号的频率、幅值等特征进行分析,判断冲击地压发生的可能性。

地音监测技术的应用特点该技术能够实时监测矿井内部的声音变化,对冲击地压的早期征兆较为敏感,可在冲击地压发生前发出预警,为采取防范措施争取时间。

预警机制建立与响应01实时监控系统构建煤矿应安装微震监测系统、地音监测器等设备,实时捕捉矿井内微小震动、应力变化及声音异常,为冲击地压预警提供数据支撑。

02预警信号发布流程当监测数据达到预警阈值时,立即通过广播、信号灯、短信等方式向井下作业人员和管理人员发布预警信号,明确预警级别及应对要求。

03紧急撤离指令执行接到预警信号后,现场负责人需立即启动紧急撤离计划,组织作业人员沿预定安全路线迅速撤离至安全区域,并清点人数确保全员撤离。

04应急救援队伍响应煤矿应配备专业应急救援队伍,接到预警或事故报告后,携带救援设备迅速响应,执行抢险救援、人员搜救及现场处置任务。07冲击地压防治措施

生产技术措施

优化开采设计原则优先开采解放层,开拓巷道及永久峒室布置在岩层或无冲击地压危险煤层中,各煤层按合理顺序开采,避免形成孤岛煤柱,采用长壁开采方法并尽量无煤柱护巷。

巷道支护与顶板管理采用高强度支护材料,如锚杆、锚索支护,提高支护结构稳定性和承载能力,按照防治冲击地压要求合理确定顶板管理方式,优先采用冒落法管理顶板。

回采工艺参数控制开采冲击地压煤层在回采前应进行煤层注水,合理确定放炮等回采工艺参数,采区一翼内各工作面向同一方向推进,回采工作背向采空区方向推进。

煤柱留设规范必须留设煤柱时,煤柱形状应规则,不得有尖角处,服务期不超过2年的峒室可布置在解除冲击危险的煤层地段内,保护带宽度不少于3.5倍采高。

专门防治措施冲击地压危险预测方法规定钻屑法的实施地点、时间、机具、危险指标及预测预报的工作制度;若采用地音监测、微震监测、流动地音探测或顶板动态观测等方法,需在专门设计中明确相应制度。

冲击地压治理方法包括煤层注水,明确实施时间、地点、钻孔布置、注水参数、煤层含水量增加值及工作制度;卸压爆破(超前松动爆破、诱发爆破)、卸压钻孔、顶板注水或强制放顶等措施,需制定施工设计,规定实施的时间、地点、工艺参数及效果检查方法。

特殊生产技术性措施需按照第七章规定的特殊开采措施执行,以进一步保障冲击地压煤层开采的安全性。卸压爆破与钻孔卸压技术卸压爆破技术原理与分类卸压爆破通过控制爆破能量,使煤岩体产生裂隙、释放应力,降低冲击地压风险。主要包括超前松动爆破、诱发爆破等类型,需根据煤层条件设计爆破参数。卸压爆破实施要点实施前需编制专项设计,明确爆破地点、时间、钻孔布置及装药量等参数。施工中严格执行安全规程,爆破后检查效果,确保应力有效释放。钻孔卸压技术核心作用钻孔卸压通过在煤层或围岩中施工一定深度和密度的钻孔,人为制造弱面,促进应力转移与释放。适用于高应力集中区域,是冲击地压防治的重要手段。钻孔卸压工艺参数要求钻孔直径、深度、间距等参数需根据地质条件确定。一般要求钻孔深度达到应力集中区,间距以有效覆盖卸压范围为原则,施工后需监测钻孔变形及应力变化。

煤层注水与顶板管理煤层注水的实施要求开采冲击地压煤层在回采前必须进行煤层注水,需规定实施时间、地点、钻孔布置及注水参数,以预先释放煤层应力,降低冲击风险。

顶板管理的核心原则应选择不留煤柱、少掘巷道、避免大面积悬顶的采煤方法,尽量采用冒落法管理顶板的长壁开采方法,按防治冲击地压要求合理确定顶板管理工艺。

支护技术的安全标准采用高强度支护材料和支护结构,如锚杆、锚索支护,增强巷道稳定性,根据冲击地压危险程度合理确定支护参数,确保支护强度满足安

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