防治煤矿冲击地压细则冲击危险性预测监测效果检验PPT课件

冲击危险性预测、监测、效果检验（44-55条）第1页/共63页第四十四条第四十四条 冲击地压矿井必须进行区域危险性预测(以下简称区域预测)和局部危险性预测(以下简称局部预测)。区域预测即对矿井、水平、煤层、采（盘）区进行冲击危险性评价，划分冲击地压危险区域和确定危险等级；局部预测即对采掘工作面和巷道、硐室进行冲击危险性评价，划分冲击地压危险区域和确定危险等级。 解读 （1）本条是关于冲击地压矿井必须进行冲击地压危险的区域预测与局部预测的规定。属于对规程第二百三十四条的补充规定，强调必须。第2页/共63页第四十四条（2）依据：冲击地压矿井在水平、采（盘）区和煤层的开拓设计和开采的两个阶段，需要根据冲击危险性实施区域性防范措施，其依据是冲击地压矿井的区域危险性预测结果。 在回采工作面、巷道和峒室的设计、采掘及维护两个阶段，也需要根据冲击危险性实施局部性防范措施，其依据是冲击地压矿井回采工作面、巷道和峒室的局部危险性预测结果。冲击地压区域与局部预测要为冲击地压监测与防治方案制定奠定基础。第3页/共63页第四十四条 （3）实际执行要点明确了“区域”与“局部”范围和对象： 区域，即矿井、水平、煤层、采（盘）区； 局部，即采掘工作面和巷道、硐室。明确了“预测”=“评价”： 评价，给出冲击地压危险区域和确定危险等级第4页/共63页第四十四条区域预测局部预测开拓设计前采掘活动前时机目的指导区域防范指导局部防治开拓方式采掘部署开采顺序采煤方法与工艺采区巷道布置开采顺序煤层钻孔卸压煤层爆破卸压煤层注水顶板爆破预裂巷道防冲支护底板卸压保护层选择对象矿井水平煤层采(盘)区工作面巷道硐室区域预测（评价）局部预测（评价）第5页/共63页第四十五条解读 （1）本条是关于冲击地压危险区域预测与局部预测方法和预测结果分类的规定。根据不同的预测结果制定相应的防治措施。第四十五条 区域预测与局部预测可根据地质与开采技术条件等，优先采用综合指数法确定冲击危险性，还可采用其他经实践证明有效的方法。预测结果分为四类：无冲击地压危险区、弱冲击地压危险区、中等冲击地压危险区、强冲击地压危险区。根据不同的预测结果制定相应的防治措施。第6页/共63页第四十五条（2）执行要点： 强调了冲击危险性影响因素：地质与开采技术条件 明确了预测方法：优先采用综合指数法确定冲击危险性，还可采用其他经实践证明有效的方法。 明确了评价结果分级：预测结果分为四类：无冲击地压危险区、弱冲击地压危险区、中等冲击地压危险区、强冲击地压危险区。 强调了分区管理原则：根据不同的预测结果制定相应的防治措施第7页/共63页第四十五条采煤方法巷道布置顶板管理方法采掘顺序煤柱地质因素开采因素管理因素冲击地压影响因素 冲击地压影响因素开采深度煤岩物理力学性质煤岩层的结构特点顶板岩层的厚度断层煤层厚度变化褶曲第8页/共63页第四十五条地质因素及指数序号影响因素因素说明因素分类评估指数1W1同一水平煤层冲击地压发生历史（次数/n）n=00n=112n32n332W2开采深度hh400m0400mh600m1600mh800m2h800m33W3上覆裂隙带内坚硬厚层岩层距煤层的距离dd100m050md100m120md50m2d20m34W4煤层上方100m范围顶板岩层厚度特征参数Lst,Ls50m050mLst70m170mLst90m2Lst90m3第9页/共63页第四十五条地质因素及指数序号影响因素因素说明因素分类评估指数5W5开采区域内构造引起的应力增量与正常应力值之比 =（g-）/10%010% 20%120% 30%230%36W6煤的单轴抗压强度RcRc10MPa010MPaRc14 MPa114MPaRc20MPa2Rc20MPa37W7煤的弹性能指数WETWET202WET3.513.5WET52WET53第10页/共63页第四十五条煤的单轴抗压强度 第11页/共63页第四十五条弹性变形能指数第12页/共63页第四十五条开采技术因素及指数序号影响因素因素说明因素分类评估指数1W1保护层的卸压程度好0中等1一般2很差32W2工作面距上保护层开采遗留的煤柱的水平距离hzhz60m030mhz60m10mhz30m2hz0m（煤柱下方）33W3工作面与临近采空区的关系实体煤工作面0一侧采空1两侧采空2三侧及以上采空34W4工作面长度LmLm300m0150mLm300m1100mLm150m2Lm100m3第13页/共63页第四十五条开采技术因素及指数序号影响因素因素说明因素分类评估指数5W5区段煤柱宽度dd3m，或d50m03md6m16md10m210md50m36W6留底煤厚度tdtd=0m00mtd1m11mtd2m2td2m37W7向采空区掘进的巷道，停掘位置与采空区的距离LjcLjc150m0100mLjc150m150mLjc100m250m38W8向采空区推进的工作面，停采线与采空区的距离LmcLmc300m0200mLmc300m1100mLmc200m2Lmc100m3第14页/共63页第四十五条开采技术因素及指数序号影响因素因素说明因素分类评估指数9W9向落差大于3m的断层推进的工作面或巷道，工作面或迎头与断层的距离LdLd100m050mLd100m120mLd50m2Ld20m310W10向煤层倾角剧烈变化（15）的向斜或背斜推进的工作面或巷道，工作面或迎头与之的距离LzLz50m020mLz50m110mLz20m2Lz10m311W11向煤层侵蚀、合层或厚度变化部分推进的工作面或巷道，接近煤层变化部分的距离LbLb50m020mLb50m110mLb20m2Lb10m3第15页/共63页第四十五条 冲击危险性评价方法 综合指数法 冲击地压危险状态等级评定 地质条件对冲击地压 危险状态的影响程度： 开采技术条件对冲击地压 危险状态的影响程度： 冲击地压危险状态等级评定综合评价 WtmaxWt1, Wt2 111max11niiniitWWW221max12niiniitWWWWt0.75冲击地压危险等级无弱中等强第16页/共63页第四十五条Wt危险等级 建议措施0.75强冲击地压危险考虑冲击地压影响因素进行设计，合理选择巷道及硐室布置方案、工作面接替顺序等；优化巷道及硐室技术参数、支护方式和掘进速度等；优化采煤工作面顶板支护、推进速度、超前支护距离及方式、采放煤高度等参数。还应满足：1. 配备完备区域与局部的监测检验设备和治理装备。2. 作业前对采煤工作面回采巷道、掘进煤层巷道迎头及后方的巷帮实施全面预卸压，经检验冲击地压危险解除后方可进行作业。3. 制定监测和治理方案，作业中加强冲击地压危险的监测、解危和效果检验措施；监测对周边巷道、硐室等的扰动影响，并制定对应的治理措施。4. 设置躲避硐室、人员限制区域、确定避灾路线。如果生产过程中，经充分采取监测及解危措施后，仍不能保证安全时应停止生产或重新设计。第18页/共63页第四十六条第四十六条 冲击地压矿井必须建立区域与局部相结合的冲击危险性监测制度，区域监测应当覆盖矿井采掘区域，局部监测应当覆盖冲击地压危险区，区域监测可采用微震监测法等，局部监测可采用钻屑法、应力监测法、电磁辐射法等。解读 （1）本条是关于冲击地压矿井建立区域和局部冲击危险性监测制度的规定，是针对规程第二百三十五条制定的新增条款，明确了冲击地压矿井建立区域和局部监测制度的要求和方法。第19页/共63页第四十六条（2）实际执行要点强制性：必须建立，区域监测与局部监测相结合，具有不可替代性。 明确了区域冲击地压危险性监测范围及方法：区域监测应当覆盖矿井采掘区域，可采用微震监测法等 明确了局部冲击地压危险性监测范围及方法：局部监测应当覆盖冲击地压危险区，可采用钻屑法、应力监测法、电磁辐射法等第20页/共63页第四十六条 区域监测主要采用微震监测法， 区域监测应当覆盖矿井采掘区域，能兼顾全矿井范围内其它具有诱发如采空区塌陷、区域断层地震等破坏性动力灾害的区域。第21页/共63页第四十六条局部监测应当覆盖冲击地压危险区。 第一组第二组第十组第十一组组更换第22页/共63页 解读 （1）本条是关于采用微震监测法进行冲击地压区域监测的规定，是针对规程第二百三十五条制定的新增条款，明确了采用微震监测法进行冲击地压区域监测的布置与功能要求。第四十七条 采用微震监测法进行区域监测时，微震监测系统的监测与布置应当覆盖矿井采掘区域，对微震信号进行远距离、实时、动态监测，并确定微震发生的时间、能量（震级）及三维空间坐标等参数。第四十七条第23页/共63页 覆盖范围要求采用微震监测法进行区域监测时，其监测与布置应当覆盖矿井采掘区域。由于采掘活动区域的实时变动，微震监测台网也应实时进行调整，并且每两年至少对微震台网进行一次优化布置。监测区域震动信号范围监测目的采 区大于500m范围的震动信号（低频）评估多个工作面开采影响区内的冲击危险性回采工作面500m范围内的震动信号（中频）评估本工作面开采影响区内的冲击危险性掘进工作面200m范围内的震动信号（高频）评估本掘进工作面影响区内的冲击危险性第四十七条第24页/共63页第四十八条 采用钻屑法进行局部监测时，钻孔参数应当根据实际条件确定。记录每米钻进时的煤粉量，达到或超过临界指标时，判定为有冲击地压危险；记录钻进时的动力效应，如声响、卡钻、吸钻、钻孔冲击等现象，作为判断冲击地压危险的参考指标。解读 （1）本条是关于采用钻屑法进行冲击地压区域监测的规定，是针对规程第二百三十五条制定的新增条款，明确了采用钻屑监测法进行冲击地压的具体要求。 第四十八条第25页/共63页 钻屑法：通过在煤层中打直径为4250mm的钻孔，根据排出的煤粉量变化规律以及打钻过程中的有关动力效应鉴别冲击危险的一种方法。 煤粉量：记录每米钻进时的煤粉量，达到或超过临界指标时，判定为有冲击地压危险；第四十八条第26页/共63页 钻屑法记录表第四十八条第27页/共63页钻屑法及其冲击地压危险判断标准钻屑粒度：根据钻屑粒度判断冲击地压危险动力效应：根据声响、卡钻、吸钻、钻孔冲击等现象，判断冲击地压危险。第四十八条第28页/共63页29第四十九条 采用应力监测法进行局部监测时，应当根据冲击危险性评价结果，确定应力传感器埋设深度、测点间距、埋设时间、监测范围、冲击地压危险判别指标等参数，实现远距离、实时、动态监测。 可采用矿压监测法进行局部补充性监测，掘进工作面每掘进一定距离设置顶底板动态仪和顶板离层仪，对顶底板移近量和顶板离层情况进行定期观测；回采工作面通过对液压支架工作阻力进行监测，分析采场来压程度、来压步距、来压征兆等，对采场大面积来压进行预测预报。解读 （1）本条是关于采用应力监测法进行冲击地压区域监测的规定，是针对规程第二百三十五条制定的新增条款，明确了采用应力监测法进行冲击地压局部监测的布置与功能要求。 第四十九条第29页/共63页 应力监测法局部监测要求 监测区域的选择依据：冲击危险性评价结果 测点（应力传感器）布置参数 埋设深度 测点间距 埋设时间 监测范围 冲击地压危险判别指标 系统功能要求： 远距离 实时 动态应力传感器应深入至巷道帮部应力集中区，帮部压力传感器最大深度一般不小于巷高的2倍。浅部传感器埋深一般位于b与2b之间，深部传感器埋深一般位于2b和3b之间。对于巷帮塑性区宽度较大，应力集中区远离巷帮的巷道，应适当增大埋深。 第四十九条第30页/共63页 应力监测法局部监测要求 监测区域的选择依据：冲击危险性评价结果 测点（应力传感器）布置参数 埋设深度 测点间距 埋设时间 监测范围 冲击地压危险判别指标 系统功能要求： 远距离 实时 动态同一测区内不同埋深传感器沿巷道走向间距不大于1-2m不同测区内相同埋深传感器沿巷道走向间距不大于20m重点监测区域应缩小测区间距。第四十九条第31页/共63页 应力监测法局部监测要求 监测区域的选择依据：冲击危险性评价结果 测点（应力传感器）布置参数 埋设深度 测点间距 埋设时间 监测范围 冲击地压危险判别指标 系统功能要求： 远距离 实时 动态掘进巷道测点滞后迎头距离不大于50m已成型巷道（大巷、回采巷道、上山、下山等）或硐室布置时间应早于周围采掘活动开始前30天第四十九条第32页/共63页 应力监测法局部监测要求 监测区域的选择依据：冲击危险性评价结果 测点（应力传感器）布置参数 埋设深度 测点间距 埋设时间 监测范围 冲击地压危险判别指标 系统功能要求： 远距离 实时 动态依据冲击危险性评价结果，布置在具有冲击危险的巷道内。第四十九条第33页/共63页 应力监测法局部监测要求 监测区域的选择依据：冲击危险性评价结果 测点（应力传感器）布置参数 埋设深度 测点间距 埋设时间 监测范围 冲击地压危险判别指标 系统功能要求： 远距离 实时 动态第四十九条第34页/共63页 应力监测法局部监测要求 监测区域的选择依据：冲击危险性评价结果 测点（应力传感器）布置参数 埋设深度 测点间距 埋设时间 监测范围 冲击地压危险判别指标 系统功能要求： 远距离 实时 动态应力指数：测点垂直应力与煤的单轴抗压强度的比值第四十九条第35页/共63页 应力监测法局部监测要求 监测区域的选择依据：冲击危险性评价结果 测点（应力传感器）布置参数 埋设深度 测点间距 埋设时间 监测范围 冲击地压危险判别指标 系统功能要求： 远距离 实时 动态第四十九条第36页/共63页 可采用矿压监测法进行局部补充性监测顶板的突然破断是诱发矿井冲击地压的重要因素，因此通过动态监测、检测井下岩体变形，可以测定顶底板运动和围岩变形规律，确定弹性能聚集分布区域，预测井下冲击地压的危险性。顶板下沉及离层监测顶板变形监测，按测量方式为直接式测量与间接式测量。所谓直接式测量是通过仪器仪表直接测量下沉量，间接式测量是将下沉量转变为相应的光信号、电信号、磁信号等，再由数据采集设备将这些信号还原为位移值，使得矿井巷道顶板位移的监测自动化、智能化。目前，国内多数矿井都在采掘工作面区域安装了能够在线实时、自动测定和记录顶底板位移的变形监测系统，并根据传输到地面的变形数据评价冲击地压的危险性第四十九条第37页/共63页巷道围岩变形监测巷道围岩的变形是岩体作用的结果，同时也是判断岩体应力变化和岩层破裂的依据。国内外现有的巷道围岩变形量测量方法及仪器按其工作原理可以分为机械式测量仪器、电测式测量仪器、超声波测距法、激光测距法、光学测绘仪器、近景摄影测量法等。第四十九条第38页/共63页地表下沉监测冲击地压危险性 矿区地表的移动或下沉变形是煤层开采上覆岩体结构受力变形演化的综合反映，煤层采动引起上覆岩层垮落、断裂、离层、弯曲以至地表形成塌陷。特殊的地质岩层特性往往能造成更大的能量瞬间释放，触发冲击地压，同时造成剧烈的地表下沉。因此，地表下沉监测成为监测冲击地压危险性的有效手段。第四十九条第39页/共63页 解读 （1）本条是关于冲击地压矿井建立区域和局部监测方法的规定，是对规程第二百三十五条的细化和补充，明确了冲击地压矿井建立区域和局部监测方法的实施步骤。 （2）实际执行要点A 分析冲击地压类型，在此基础上选择合适的区域和局部监测方法。第五十条 冲击地压矿井应当根据矿井的实际情况和冲击地压发生类型，选择区域和局部监测方法。可以用实验室试验或类比法先设定预警临界指标初值，再根据现场实际考察资料和积累的数据进一步修订初值，确定冲击危险性预警临界指标。第五十条第40页/共63页 参与释放能量主体： 煤体弹性能量的急剧释放 煤体抛出量：1100吨 巷道破坏长度：150米 破坏半径：140米 震级：12.4ML 震动时间：800吨 巷道破坏长度：150米 破坏半径：80米 震级：3.0ML 震动时间：30秒第43页/共63页实际执行要点当确定监测方法后，需要合理设定预警临界指标，可根据实验的方法或工程类比的方法确定一个临界初值。实验的方法：可采集监测区域煤岩样进行力学测试，采用现场监测量相同的仪器进行室内试验数据采集，分析煤岩试样冲击破坏前监测量的变化规律，通过综合分析确定监测预警初值。第五十条第44页/共63页工程类比的方法： 可采用条件类似的矿井监测临界值作为监测预警临界初值； 再根据现场进行一段时间监测后实际资料和积累的数据进一步修订初值，确定冲击危险性预警临界指标。第五十条第45页/共63页第五十一条 冲击地压矿井必须有技术人员专门负责监测与预警工作；必须建立实时预警、处置调度和处理结果反馈制度。解读 （1）本条是关于冲击地压危险监测预警专职人员与制度管理的规定。相对规程而言，是新增条款。第五十一条第46页/共63页 专门负责监测与预警工作技术人员要求 培训要求：专门经过专业培训 能力要求：胜任冲击地压监测与预警 人数要求：满足24小时实时监测与预警的要求 制度要求 冲击地压实时预警制度在井下现场或井上监控室发现冲击地压危险监测指标超过临界值或现场有明显的动力现象可能具有冲击地压危险时，应立即发出冲击地压危险警示，停止井下作业，撤出人员，并逐级向防冲办、防冲副总、总工程师、防冲行政领导汇报。第五十一条第47页/共63页 制度要求 冲击地压预警处置调度制度接到防冲预警通知后，要由防冲副总及以上分管领导及时组织相应部门及人员分析现场实际冲击地压危险情况，对冲击危险进行认定，确认实施防治工程的可行性和安全性，按冲击危险防治方案和措施实施防治工程，并进行防治效果检验，直至解除冲击危险。 冲击地压预警结果反馈制度现场解除冲击地压危险后，应将处置结果及时逐级反馈到防冲办、防冲副总、总工程师、防冲行政领导，由防冲副总及以上分管领导及时组织相应部门及人员分析现场解除冲击地压危险情况，最后向现场施工单位反馈冲击地压危险预警已解除，安排正常施工生产。第五十一条第48页/共63页第五十二条 冲击地压危险区域必须进行日常监测，防冲专业人员每天对冲击地压危险区域的监测数据、生产条件等进行综合分析、判定冲击地压危险程度，并编制监测日报，报经矿防冲负责人、总工程师签字，及时告知相关单位和人员。解读 （1）本条文是关于冲击地压危险区域日常监测的规定，是新增条文。第五十二条第49页/共63页 日常监测的重要意义对冲击地压危险区域进行监测，是对区域冲击危险作出预警的前提。通过冲击地压日常监测实现冲击地压预警，可使冲击地压防治具有针对性，从而降低防治工作的盲目性，减少不必要的防治工作及投入。及时预警冲击地压危险，有效提高冲击地压防治效果，避免或降低冲击地压危害。第五十二条第50页/共63页不同人员的工作职责： 防冲专业人员：综合分析冲击地压危险区域的监测数据与生产条件等、判定冲击地压危险程度，编制监测日报 防冲负责人、总工程师：签字审核、及时告知相关单位和人员。第五十二条第51页/共63页 冲击危险日常监测方法主要包括微震监测法、应力监测法、钻屑法、电磁辐射法等。冲击地压矿井应确定冲击危险的监测方法及冲击危险判定指标，根据防冲设计、规程措施等要求对冲击危险区域进行日常监测。第五十二条第52页/共63页解读 (1)本条文是关于冲击地压危险现场处置的规定。是规程二百三十六条的细化和扩展。 第五十三条 当监测区域或作业地点监测数据超过冲击地压危险预警临界指标，或采掘作业地点出现强烈震动、巨响、瞬间底（帮）鼓、煤岩弹射等动力现象，判定具有冲击地压危险时，必须立即停止作业，按照冲击地压避灾路线迅速撤出人员，切断电源，并报告矿调度室。第五十三条第53页/共63页（2）本条文制定的由来或依据 冲击地压发生前往往具有一定的征兆，例如监测区域内煤岩体应力升高往往导致微震监测、应力监测、钻屑法监测数据等超过冲击危险预警指标，或者采掘作业地点出现强烈震动（煤炮）、巷道瞬间底（帮）鼓、煤岩弹射等动力现象。当出现上述现象时，一般可判定监测区域或作业地点具有冲击地压危险，为了确保作业人员安全，应通知生产单位立即停止现场作业，组织人员迅速按冲击地压避灾路线撤出危险区域，并汇报矿调度室。 第五十三条第54页/共63页 由于冲击地压容易诱发瓦斯突出或造成瓦斯浓度超限，导致次生灾害事故发生。因此，判定监测区域或作业地点具有冲击地压危险并组织人员撤离的同时，必须及时切断危险区域的设备电源。第五十三条第55页/共63页第五十四条 冲击地压危险区域实施解危措施时，必须撤出冲击地压危险区域所有与防冲施工无关的人员，停止运转一切与防冲施工无关的设备。实施解危措施后，必须对解危效果进行检验，检验结果小于临界值，确认危险解除后方可恢复正常作业。解读 （1）本条文是关于冲击地压危险区域实施解危措施及效果检验的规定。是规程二百三十六条的细化和扩展。第五十四条第56页/共63页 （2）本条文制定的由来或依据 由于冲击地压危险区域，在实施解危措施过程中，随时可能因扰动影响而诱发冲击地压。因此必须撤出所有与防冲施工无关的人员，并停止运转一切与防冲施工无关的设备，最大限度地减少危险区域作业人员。同时，解危施工人员发现有冲击征兆时，必须立刻撤出危险区域。 由于冲击地压的复杂性以及冲击危险区域的相对隐蔽性，冲击地压危险区域实施解危措施后，冲击危险可能没有完全消除，或由于应力转移使得邻近区域冲击危险性升高。此时如果盲目恢复作业，极有可能发生冲击地压。因此，必须及时对解危效果进行检验。第五十四条第57页/共63页 （3）实际执行要点 防冲措施的效果检验由防冲管理机构的专业人员负责，检验方法主要有钻屑法、应力监测法、微震法等。 弱冲击危险区域解危效果可采用钻屑法检验，中等或强冲击危险工作区域解危效果检验方法一般不少于2种。 采用综合检验时，如果所有检验方法均判定无冲击危险，则解危区域的冲击危险性得到消除；当其中一种检验方法仍具有冲击地压危险时，需继续采取解危措施，直至经检验冲击地压危险解除为止。第五十四条第58页/共63页第五十五条 停采3天及以上的冲击地压危险采掘工作面恢复生产前，防冲专业人员应当根据钻屑法、应力监测法或微震监测法等检测监测情况对工作面冲击地压危险程度进行评价，并采取相应的安全措施。解读 （1）本条文是关于冲击地压危险采掘工作面恢复生产的规定。是规程二百三十六条的细化补充，增加了掘进工作面恢复生产前的冲击危险评价。第五十五条第59页/共63页（2）条文制定依据 采掘工作面停产后，虽然工作面未进行推进，但工作面围岩仍处于缓慢变形和应力调整过程中。围岩缓慢变形和应力调整可使围岩受力状态比采动过程中更接近突变失稳的临界状态，此时突然进行采掘扰动，容易诱发冲击地压。因此，停产3天及以上的采掘工作面，恢复生产前，应由防冲专业人员根据钻屑法、应力监测法或微震监测法等检测监测情况评估工作面的冲击地压危险程度。 如果评价存在冲击地压危险，应采取相应的卸压、防护等安全措施，确认冲击地压危险解除后才能恢复生产作业。第五十五条第60页/共63页（3）执行要点 条件：停采3天及以上的冲击地压危险采掘工作面恢复生产前 冲击地压危险程度评价方法：钻屑法、应力监测法或微震监测法等检测监测情况 评价后的工作：若有危险采取相应的安全措施第五十五条第61页/共63页62Thank you!第62页/共63页感谢您的观看！第63页/共63页