老虎台矿冲击地压防治工作介绍ppt
- 1. 老虎台矿开采于1907年，井田位于抚顺市区的南部，抚顺煤田的中部。井田东西走向长4.95km，南北宽2.0km，面积约9.6km2,其地理坐标为：东经123°54‘42“～123°58’17”，北纬41°51‘07“～41°52’10”。井田西部以矿区坐标E3450m与西露天矿（原胜利矿）井田相毗连，东以矿区坐标E8400m（含50m老龙煤柱）与原龙凤矿（已关闭）、泰和煤矿井田相邻，上部为东露天矿，南自煤层露头，北至F1与F18断层一、老虎台矿概况XX矿业集团有限责任公司老虎台矿 冲击地压防治工作介绍二0一八年四月
- 2. 一、老虎台矿概况 二、老虎台矿冲击地压防治发展经历 三、防治冲击地压理念 四、四位一体综合防治冲击地压措施 五、冲击地压的预测预报 六、冲击地压的防治措施 七、冲击地压的安全防护措施 八、防治冲击地压的几项重点工作 九、值得注意的几个冲击隐患和问题 十、冲击地压复合灾害防治 十一、从生产布局及采面设计的源头防治冲击地压 十二、冲击地压防治效果
- 3. 老虎台矿开采于1907年，井田位于抚顺市区的南部，抚顺煤田的中部。井田东西走向长4.95km，南北宽2.0km，面积约9.6km2,其地理坐标为：东经123°54‘42“～123°58’17”，北纬41°51‘07“～41°52’10”。井田西部以矿区坐标E3450m与西露天矿（原胜利矿）井田相毗连，东以矿区坐标E8400m（含50m老龙煤柱）与原龙凤矿（已关闭）、泰和煤矿井田相邻，上部为东露天矿，南自煤层露头，北至F1与F18断层。由于执行国家“保城限采”政策，现井田面积减少为6.886 km2。井田地面标高+80.0m，最高洪水位+98.8m。 矿井田共有两层煤，一层煤（本层煤）是矿井主采煤层；三层煤（B组煤或下部煤）多被岩浆侵入吞蚀或相变为页岩，煤层极不稳定，目前尚未开采。一层煤厚度最大110m，最小0.6m，平均58m。煤层倾角一般15°至60°，局部向斜构造带煤层倾角达到90°。煤层是由数个分层组成的复合煤层，最多38层。煤层中夹有炭质页岩、泥质页岩、泥质粉砂岩、砂岩和烛煤。夹矸厚度0.05～15m之间,局部夹矸增厚,最厚达32m(位于井田西翼)。根据夹矸厚度及特征，将复合煤层自上而下分为二、三、四、五共四个分层。煤层厚度东薄西厚、南薄北厚，分层数增多。煤层顶板为油母页岩，厚度25.81～362.35m，平均为194.08m。煤层底板为凝灰岩，厚度8.00～51.50m，平均为29.75m。 一、老虎台矿概况
- 4. 抚顺矿区区域地质构造图泰和煤矿老虎台矿东露天矿西露天矿
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- 6. 矿井采用斜、竖井结合阶段水平大巷开拓方式，井田内共布置11条井筒（10条斜井和1条竖井）。其中：主井1条，副井6条，回风井4条。主井负责矿井运煤、入风，副井负责入风、运人、下料、排水，回风井负责回风。通风方式为两翼对角式负压机械抽出式，入风井7条，回风井4条。原煤提升方式为斜井皮带，辅助提升为斜井串车。 矿井设计能力300万t/a，核定能力240万t/a。采用走向长壁综合机械化分层放顶煤采煤法开采。
- 7. 矿井巷道布置示意图
- 8. （一）老虎台矿冲击地压发展演化历程 老虎台矿自从1970年以后（开采-580m 水平）就有冲击地压发生，且随着开采深度的逐步增加，冲击地压的频度与强度也逐年增加，最严重的阶段为1993~2001年（开采-730m及-830m水平）。 总体上看发展演化历程可分为弱冲击阶段、严重冲击阶段、强烈冲击阶段、弱化冲击阶段四个阶段: 第一阶段1988年以前为弱冲击阶段，其特征为： （1）冲击地压的震级大都小于1级，很少有1级以上事件发生。 （2）地质构造带附近、孤岛工作面是冲击地压的多发区。 （3）冲击频度低，破坏程度轻，范围小。 开采-580m及以上水平，此阶段，矿井全部采用倾斜分层上行炮采水运水沙充填采煤法，采煤工作面全部是木支护。二、老虎台矿冲击地压防治发展经历
- 9. 第二阶段1989~1995年为严重冲击阶段，其特征为： （1）冲击震级提高，但一般都在2级以下，很少有2级以上事件发生。 （2）地质构造带附近、孤岛工作面、采掘工作面仍是冲击地压的多发区。 （3）冲击破坏范围增大，钢棚折梁断腿现象增多，地面略有震感。 开采-730m水平。此阶段，矿井采用倾斜分层上行炮采水运水沙充填采煤法及实验综合机械化放顶煤开采，但依然以炮采为主，综放开采为辅。 第三阶段1996~2003年为强烈冲击阶段，其特征为： （1）2级以上冲击地压事件明显增多，最大的震级3.7级。 （2）地质构造复杂区域与深部高应力区是冲击地压的多发区。 （3）冲击破坏范围更大，巷道冒顶、片帮、底鼓严重，个别巷道甚至顶底板合拢报废、采煤面封闭，地面有明显震感。 开采-730m、-830m水平。此阶段，矿井采用倾斜分层上行炮采水运水沙充填采煤法及综合机械化放顶煤开采，但以综放开采为主，炮采为辅。综放开采回采第一分层，炮采回采孤岛煤柱及断层下盘采区。
- 10. 1997年3月12日一次1.5级冲击地压造成-630m主巷新翻修的12m木棚全部震垮冒顶，现场作业人员被埋3人死亡。此次冲击地压发生在综放回采63006工作面运输及回风石门、运输及回风顺槽，第一分层开采，背斜轴部，地表以下710m。 1998年5月30日的一次2.5级冲击地压造成-630m主、副巷道第三联络道断面整体缩小，主巷新翻修的13m巷道高度由原来的3.25m缩小到1.5~1.7m、宽度缩1~2m，副巷40m新翻修的U型支架顶底板移近2.05m，仅剩1.2m高。 此次冲击地压发生在综放回采68008工作面运输及回风石门、运输及回风顺槽，第一分层开采，向斜轴部，地表以下760m。 2000年4月30日，78001三期运输顺槽掘进工作面发生3.0级冲击地压，伴随大量瓦斯涌出及煤尘飞扬，将140m巷道全部摧毁，巷道断面由震前的12m缩小到2m，风筒多处被冲断破碎，中断供风，7名作业人员爬出后仅10分钟，巷道瓦斯浓度接近100%，积尘厚度达10mm以上，5天后才恢复通风。第一分层开采，地表以下860m。
- 11. 2001年1月6日和12日，55001综放工作面先后两次发生2.7级和2.8级冲击地压造成运输顺槽200m巷道不同程度破坏，其中最为严重地段为移动变电站附近40m巷道全部闭合，U型支架全部变形、部分棚卡子及棚樑棚腿断裂，移动变电站掉道、歪斜，乳化泵箱严重损坏变形，防爆开关8个￠12mm螺栓全部震断、开关盖飞出5m远，两次冲击造成5人死亡，工作面被迫封闭。第一分层开采，断层附近，地表以下710m。 第四阶段2004年以后为弱化冲击阶段 （1）冲击地压的强度与频度都呈下降趋势。 （2）地质构造区域或深部高应力集中部位仍为冲击地压发生的主要区域。 （3）破坏程度呈大幅度下降趋势，支架破损、人员伤亡明显减少。 此阶段，矿井全部采用综合机械化放顶煤开采，一分层回采基本结束，逐步进入二分层开采，“四位一体”冲击地压防治技术逐步形成。
- 12. 老虎台矿冲击地压区域分布特点： 冲击地压发生次数与强度随采深的增加而增多； 分层开采时一分层冲击地压显现强烈； 断层附近、向背斜等地质构造复杂区域是冲击地压多发地带； 孤岛工作面是冲击地压发生严重区域； 工作面开采初期及接近终采时，冲击地压发生频发； 冲击地压在采煤工作面两顺超前200米采动影响范围内显现明显； 掘进工作面发生在掘进面 往外15~200米范围； 二分层及以下分层开采时也偶有冲击地压发生，但强度明显降低； 大断层受采动影响，断层活化，依然发生震级较大的冲击地压（有学者叫矿震）。
- 13. （二）支护改革 为有效防治冲击地压对巷道的破坏，经过多年的实践，先后几次对巷道支护技术进行改革，主要经历了以下四个阶段： 1.低刚性支护技术 炮采期间的木支护与T铁棚支护，是一种低刚性支护技术，这种支护是一种被动的支护形式，支架初撑力较小，没有让压可缩性能，不利于巷道防冲，即在冲击地压发生的瞬间这种支架便被破坏，完全失去了支护作用，造成工作面、巷道冒顶，堵塞巷道中断通风，造成瓦斯积聚，极易引发次生灾害，严重威胁人身安全。
- 14. 20世纪80年代老虎台矿井下炮采时采煤工作面木支护情况
- 15. 2.可缩U型钢支架+锚网索支护技术 为了改进低刚性支护形式支护的不足，提高支护的支护强度和可缩性，上世纪90年代末期开始试验推广使用U型钢可缩支架及锚网索支护技术，这种支护形式在冲击地压发生时有一定的可缩量，使巷道能剩余一定的空间，冒顶堵塞巷道中断通风的现象大大降低，在弱冲击地压区使用比较适合，但支护强度低，不具备高强度支护功能，且对巷道底板没有支护，中等以上冲击地压就会造成巷道严重底鼓，巷道断面瞬间缩小，对生产与人身安全也构成严重威胁。不适合在较严重冲击地压巷道使用
- 16. U型钢支架
- 17. (本页无文本内容)
- 18. 3.锚网索+O型棚复合支护技术 为了解决巷道底鼓问题，本世纪初开始使用锚网索+O型棚全封闭复合支护技术，并根据冲击强度，逐步提高支护强度，由U25提高到U29、U36型。这种支护形式具有整体性，特别是能够有效防止巷道底鼓问题，适合在冲击地压较严重的地点使用。但随着开采深度的逐步增加及地质变化，冲击地压的频度与强度也显逐增加，在强烈冲击条件下，虽然没出现冒顶、底鼓、巷道断面严重变小，但有时巷道变形也很严重。
- 19. (本页无文本内容)
- 20. 4.锚网索+O型棚+液压支架强支护技术 为了适应深部开采地应力高、构造应力高、开采条件复杂，冲击地压强烈的巷道支护需要，受采煤工作面支护改革的启发，老虎台矿从2005年起开始研究将液压支架引进巷道支护技术，即在锚网索+O型棚支护技术的基础上，再加上液压支架进行补强支护。巷道液压支架有垛式液压支架、迈步式液压支架、门式液压支架等，主要用于强冲击地压区域巷道补强支护。液压支架用于巷道支护，有效遏制了冲击地压造成巷道冒顶、底鼓、摧毁支架、中断生产等现象发生，减轻了对作业人员伤害与威胁。
- 21. 巷道岔口抬棚使用垛式支架巷道压力大使用垛式支架支护国内首次使用的巷道防冲液压支架 2004年老虎台矿73001综放面运输顺槽
- 22. 巷 道 防 冲 支 架
- 23. 迈步液压支架
- 24. 综上所述，老虎台矿冲击地压巷道支护技术的发展 由木支护到钢铁支护； 由锚网支护到液压支护； 由单一支护到复合性支护； 由刚性支护到可缩性支护； 由轻型支护到重型支护； 由被动支护到主动支护， 先后经历了刚柔耦合的发展历程。支护技术的变革及支护理念的转变较好地解决了冲击危险巷道的支护难题。 为防止液压支架的损坏，老虎台矿正开展吸能锚杆的防治巷道冲击地压试验工作，与辽宁工程技术大学正开展吸能液压支架的研制工作，目前，已通过专家鉴定，正在进行现场试验。 建筑抗震是指为减轻地震灾害，对建筑采取的工程措施。抗震设防基本目的，就是在一定经济条件下，在工程建设时对建筑物进行抗震设计并采取抗震措施，最大限度地限制和减轻工程结构的地震破坏，以避免人员伤亡和减少经济损失。受冲击地压威胁巷道的支护强度理念一定要借鉴受地震威胁的房屋的建筑抗震理念。（能否做到根据抗冲击地压等级设计巷道支护方法？）
- 25. 日本坂神大地震与中国汶川地震带来的思考 日本坂神大地震：发生于日本时间1995年1月17日清晨5时45分发生在日本神户的一场灾难，地震规模为里氏7.3级，地震烈度达到11度。该地震由神户到淡路岛的六甲断层地区的活动引起，属于上下震动型的强烈地震。由于神户是日本屈指的大城市，人口密集（105万人），地震时间又在清晨，因此造成相当多伤亡，官方统计约有6500人死亡。这次地震造成的经济损失约1000亿美元。 中国汶川地震：发生于北京时间2008年5月12日14时28分04秒，地震规模为里氏8.0级，地震烈度达到11度。由于印度洋板块在以每年约15cm的速度向北移动，使得亚欧板块受到压力，并造成青藏高原快速隆升。又由于受重力影响，青藏高原东面沿龙门山在逐渐下沉，且面临着四川盆地的顽强阻挡，造成构造应力能量的长期积累。最终压力在龙门山北川至映秀地区突然释放。造成了逆冲、右旋、挤压型断层地震。四川特大地震发生在地壳脆韧性转换带，震源深度为10～20千米，与地表近，持续时间较长 （约2分钟），因此破坏性巨大，影响强烈。地震波及大半个中国及亚洲多个国家和地区，北至辽宁，东至上海，南至香港、澳门、泰国、越南，西至巴基斯坦均有震感。汶川地震共造成69227人死亡，17923人失踪。汶川地震造成的直接经济损失8452亿元人民币。 为什么伤亡人数是十倍的比例？“豆腐渣工程” 在中国随处可见！
- 26. 日本阪神地震
- 27. 汶川地震灾区惨状
- 28. （三）抚顺老虎台矿冲击地压发生情况： 冲击地压矿震次数最多的年份：2001年达历史最高峰7221次。 冲击地压矿震超过3级以上次数最多的年份：2002年达历史最高峰21次。 冲击地压事故损失最严重的年份： 2001年55001综放面1月6日2.7级、1月12日2.8级，连续两次冲击地压造成5人死亡，综放面整体封闭。（因为这两起事故冲击，冲击地压防治工作全面启动） 冲击地压矿震最大震级：2002年1月27日发生在78002综放面回风顺槽3.7级（断层带附近巷道）。
- 29. 冲击地压事故可防、灾害可控、隐患可治。 主动措施与被动措施并进，主动措施先行（例如合理生产布局、优化采面设计），被动措施跟进（例如强支护）。 领导是关键，人才是支撑、技术是手段，投入是保障、落实是基础。 巷道强支护是硬道理，给员工构建安全、可靠的作业环境。 冲击地压防治工作不能心存侥幸，科学防范，“产、学、研、用” 一体化。三、防治冲击地压理念
- 30. 四、“四位一体” 综合防治冲击地压措施 预测预报：区域预测、局部预测 防治措施：区域防治措施、局部防治措施 效果检验：对已经采取区域防治措施和局部防治措施的冲击危险区域，进行效果检验，检验方法与预测预报方法相同。如检验结果显示仍有冲击危险或防治措施落实不到位，则需要重新制定设计，进一步实施防治措施。直到防治措施有效，经检验确认无冲击危险后，方可在采取安全防护措施的条件下组织生产。 安全防护：采取加强支护、个体防护、防冲击屋、压风自救、物件捆绑、人员控制等多种安全防护措施，保证作业人员人身安全。
- 31. 五、冲击地压的预测预报 冲击地压危险性预测预报工作包括区域预测和局部预测两部分。 区域预测：是对矿井进行冲击危险区域划分，根据自然地质条件与开采技术因素，及以往冲击地压发生规律和防治冲击地压工作经验，初步将矿井各生产区域划分为 ：严重冲击危险、中等冲击危险、弱冲击危险和无冲击危险四级。 局部预测：是综合运用钻屑法、矿压观测法、电磁辐射法、微震监测法、气体分析法等技术手段，对严重冲击危险区域和中等冲击危险区域中有人员作业的局部地点进行冲击危险性预测预报。
- 32. 1. 钻屑法 钻屑法是通过在煤层中打直径42mm的钻孔，根据排出煤粉量的变化规律和有关动力效应，鉴别冲击危险的一种方法。其理论基础是钻出煤粉量与煤体应力状态具有定量关系，即在其它条件相同的煤体内，当应力状态不同时，其钻孔的煤粉量也不同，当单位长度钻孔的排粉率增大或超过标定值时，表示应力集中程度增加和冲击危险性提高。钻屑法具有施工方便、设备简单、投入少、预测准确等优点，但钻屑法不能做到实时监测，而且现场施工人员测试过程存在人身危险。 钻孔：孔径42mm，检测深度一般为采高的3~5倍，一般取8~10m 。 钻具：使用手持式风动钻机，麻花钻杆，每节长1m，插接式联接，20kg量程的弹簧称用于称量煤粉重量。 方法：测定每钻进1m排出的煤粉量。 指标：钻屑量的临界值4.5kg，即S≥4.5kg有冲击地压危险，S<4.5kg则无冲击地压危险；如打钻过程中有明显动力现象，也认定为有冲击危险。
- 33. 2. 电磁辐射法 煤岩电磁辐射是煤岩体受载变形破裂过程中向外辐射电磁能量的一种现象，与煤岩体的变形破裂过程密切相关。电磁辐射法正是依据这一原理，通过监测煤岩体电磁辐射信号，来预测煤岩灾害动力现象，其主要参数是电磁辐射强度和脉冲数。电磁辐射强度主要反映了煤岩体的受载程度及变形破裂强度，脉冲数主要反映了煤岩体变形及微破裂的频次。 使用电磁辐射仪，可以测得煤岩体电磁辐射强度值和脉冲数在随着采掘过程的变化呈规律性变化，由电磁辐射强度值和脉冲数的变化可以反映出煤岩体受压、承载和破坏的情况。 在对大量的现场历史数据的处理中，我们发现利用每批次测试数据的电磁幅射强度最大值和脉冲数的平均数作为一种趋势预测的媒介手段可以比较准确地体现整体的应力发展态势，而且较易在现场中使用。 常用的电磁辐射仪分为KBD5型（便携式）和KBD7型（固定式）两种。根据矿井实际情况采取临界值法，电磁辐射强度值Emax≥200mv，脉冲数N≥1000Hz 。 近期，我们已将KBD5型便携式电磁辐射仪更新为YDD-16型便携式声电监测仪。
- 34. 2. 电磁辐射法 （1）KBD5型电磁辐射仪 工作人员在井下使用KBD5型电磁辐射仪进行测试
- 35. ①KBD5型电磁辐射仪测试方法： 对采区内属严重冲击地压危险区域的巷道，每隔20m~30m布置一个测站，对测站进行定点、编号。每天白班由专业人员，携带KBD5电磁辐射仪按照规定的顺序和位置进行测试，每个测站测试2分钟，测试数据120批。升井后，将电磁辐射仪上的数据传进电脑内，进行处理、分析后，根据数据大小和变化趋势对测试地区的冲击危险性做出预测预报。 ②数据处理方法： 一是按时间方式连接数据，得出的数据曲线反映的是当日整个采区各个地点的数据大小情况，这样可以看出采区的哪个部分数据异常，有冲击危险； 二是按地点方式连接数据，得出的曲线反映的是一个地点（即一个测站）在一段时期内的数据大小变化情况，这样可以根据变化趋势更加精确地判断该地点是否有冲击危险。 将两种方法结合起来使用，先用第一种方法来确定采区的哪部分地点数据异常，再用第二种方法对这些地点进行连续分析，进一步确定危险性。
- 36. ③危险性判定指标： 根据矿井实际情况采取临界值法，电磁辐射强度值Emax≥200mv，脉冲数N≥1000Hz 。 ④应用实例： 数据时间：2005年6月6日~6月11日 超限测点个数：2个 数据超限天数：1天 发生冲击地压时间：2005年6月11日5﹕55 冲击地压震级：2.7级 冲击地压地点：83001运输顺槽 破坏情况：83001运输顺槽50m巷道变形，震坏4节皮带运 输机架子。
- 37. 6月10日以前各测点的数据均无较大变化，6月10日在83001运输顺槽的13#和14#测点出现数据超限，强度值分别达到385mv和507mv，脉冲数超过1500Hz，6月11日即发生冲击地压，随后数据恢复正常。
- 38. 2. 电磁辐射法 （2）KBD7型电磁辐射仪
- 39. ①KBD7型电磁辐射仪测试方法： KBD7型电磁辐射仪，一直安设在井下巷道内，对所在区域50m半径60度发散角范围内的电磁辐射情况进行连续监测，和KBD5型电磁辐射仪一样，每1秒读一批数，数据统计周期可以在1~60秒内自主调整，在一个统计周期内，程序会自动将所有数据做出统计，并最终形成一个强度数据和一个脉冲数据。KBD7型电磁辐射仪与KJ2000瓦斯监测系统相联接，通过监测系统将数据传输到井上的终端机上，工作人员可以在电脑上直接看到电磁辐射强度值和脉冲数的实时数据和变化趋势，来了解所监测区域的煤体受载情况，进而对煤岩动力灾害进行预测 。 ②数据处理方法： 数据统计周期一般与监测系统的巡检周期一致，这样可以尽可能少丢失数据。 因为统计周期比较长，所以数据进行平均后一般会比较稳定，不会出现KBD5型电磁辐射仪数据那样的大的波动。所以KBD7型电磁辐射仪不能像KBD5型电磁辐射仪那样准确地定出一个临界指标值，它是通过看数据的整体变化趋势来进行预测的，当数据趋势出现波动时，即认为异常，当波动较大时，尤其是出现较大峰值时，即认为有冲击危险。
- 40. ③KBD7型电磁辐射仪应用实例 发生冲击地点：83001运输顺槽 发生冲击时间：2005.8.18.18:52、22:05 发生冲击震级：2.2级 冲击破坏情况：巷道底鼓0.3m，震坏4个单体柱子。 显示数据情况：KBD7电磁辐射数据在8月18日0时前有一次波动，之后在上午9时30分至12时出现连续波动，强度最大峰值达到322mv。
- 41. 2. 电磁辐射法 （3）YDD16便携式声电监测仪 是在KBD5便携式电磁辐射监测仪的基础上，融合了声发射及超低频电磁感应技术，是一种便携式、多通道、多信号、非接触定向监测仪器。通过监测煤层电磁辐射/声发射的强度（幅值）反映煤岩体的受载程度及变形破裂强度，监测电磁辐射/声发射的脉冲数（频数）反映煤岩体变形及微破裂的频次，进而进行冲击地压预测预报。
- 42. 监测主机YDD16便携式声电监测仪电磁辐射天线声发射天线2.电磁辐射法 (3)YDD16便携式声电监测仪 冲击地压区域巷道每隔20~30m布置一个测点，向煤体施工一根锚杆作业测试基点，每1~2天测试一次数据。
- 43. 3. 矿压观测法 随着煤岩体内采动应力场的形成和变化，必然会导致煤岩体内形成局部应力集中，局部应力集中程度较高区域还会发生煤岩变形破坏。通过对工作面支架阻力，两巷超前支护阻力、顶底板移近情况的测试，了解采场来压程度、来压步距、来压征兆、冲击地压与采动的关系，并对冲击地压及采场大面积来压进行预测预报。矿压观测法采用的设备相对简单，便于人员操作，设备成本相对较低，但相对来说监测精度较低，受监测区域其他因素影响较大，且预测时效性相对较差 。
- 44. 监测方法：综采工作面均匀设置10台液压支架支护阻力测定仪，对支护阻力进行连续观测。在两顺槽每隔100m，设置一台顶底板动态仪，对顶底板移近速率进行观测。顶板具备安装条件的巷道，每隔100m安装一台顶板离层仪，观测顶板离层量。3. 矿压观测法液压支架支护阻力监测、顶底板动态仪布置示意图
- 45. 4. 微震监测法 微震监测法就是采用微震网络进行现场实时监测，在整个矿井范围布置若干测站，微震事件发生后，各个测站会接收到微震事件发生过程中释放的能量波，通过统计各个测站的监测数据，来确定微震事件震源位置、发生时间，并计算其释放的能量；进而统计微震事件的发生频率和能量释放情况，结合微震事件分布的位置判断潜在的矿山动力灾害活动（冲击地压）规律，通过识别矿山动力灾害活动规律（冲击地压）实现对矿井冲击危险的评价和预警。 微震是岩体破裂的萌生、发展、贯通等过程失稳的动力现象。在矿山，微震是由地下开采活动诱发的，其震动能量为102～1010J，对应里氏地震震级为0～4.5级；震动频率低，大约0～150Hz；影响范围从几百米到几百公里，甚至几千公里。监测的微震活动被称为微震事件，一个微震事件包含微震活动发生的时间、地点及剧烈程度等情况。
- 46. 波兰EMAG公司引进的ARAMIS微地震监测系统，微震监测系统由井上、下两部分构成。井上地面信息收集站是微震系统的中央控制室，由数字信号接受装置、配备GPS时钟的传输系统控制模块、主通道切换模块以及配电装置组成。 井下设置16个拾震器，由地面中央控制室的配电装置通过通讯电缆向井下拾震器提供35V直流电源，拾震器感应到地震波之后，转换成数字信号通过通讯电缆传送给地面信息收集站。使用ARAMIS WIN软件对数据处理后，可以对微震源进行坐标定位和能量计算，并将计算结果投影在矿井平、剖面图上，自动形成数据报告。系统可以监测震动能量大于100J、频率范围在0~150Hz的微震动事件。 该套系统的理论定位精度可以达到水平方向误差±20m（X，Y），垂直标高误差±50m（z）。
- 47. 利用微震监测进行冲击危险的预测预报，主要是采取统计对比的方法进行宏观上的预测。通过记录统计微震活动发生的时间、空间、强度分布及其变化，分析波速、频谱的变化情况，来找出微震活动的变化趋势，预测微震事件可能发生的区域和强度。主要从以下几方面进行了研究： 进行震源定位，划定微震活动带 微震活动在空间分布上的迁移性 微震活动的重复性和填空性 微震小事件震中分布面积的变化与大事件位置的关系 微震序列的研究
- 48. 老虎台矿微震系统拾震器布置方式：井下分四个水平共安设了16个拾震器，井田东西两翼各8个，其中-830m水平3个，-680m水平4个，-580m水平5个，-430m水平4个。 测站布置的总体原则是：既要将监测有效范围覆盖整个井田，又要偏重于现生产采区和冲击地压多发区，以保证微震事件监测的完整性和重要微震事件监测的准确性。 实现微震事件的定位，需要有至少4个拾震器接收到地震波。老虎台矿现在的拾震器布置方法，保证了东、西两个深部生产采区煤层顶板、底板各有3个拾震器，并在浅部东、西两翼各设置2个拾震器，以提高对微震事件标高定位的准确度。
- 49. 老虎台矿微震监测系统拾震器布置图-830-680-580-430
- 50. 微震监测事件波形图
- 51. 微震监测事件定位图
- 52. 微震事件波形频谱分析（高频）
- 53. 微震事件波形频谱分析（低频）
- 54. 微震事件平面投影图
- 55. 微震事件剖面投影图
- 56. 某工作面微震事件统计分析表
- 57. 某工作面微震事件统计预测预报图表
- 58. 5. 气体分析法 气体分析法也是目前老虎台矿采用冲击地压预测方法之一，主要是通过对综放面架后采集气样成分的分析，来预测工作面冲击地压危险性。综放开采时随着工作面的推进，采空区的空间增大，大量的气体聚集在采空区内，特别是靠近工作面的破碎煤炭与空气接触氧化后，产生CO等，而且受矿井通风压力的影响，采空区产生不同程度的漏风也使采空区内的煤炭发生氧化，与煤体本身涌出的CO2、CH4、C2H6气体积存在采空区内。经过长期观察发现采空气内的气体成分受大气压力、采空区瓦斯抽放以及采空区内煤岩层压力增大、出现裂隙、煤体破碎、断裂下沉、冒落等而发生波动，在采空区气体发生波动时，在一定范围内所采集的气样就会发生明显变化。 采集气样时应固定位置和时间，一般在综放面上、下隅角各取一个点，架后每约15m 一个点，向采空区方向采气样，采气管插入采空区深度3m～5m。气样采集后要表明地点、位置和时间，并及时送到地面气体化验分析室进行化验分析。老虎台目前使用的是GC-4085矿井自动气象色谱仪进行气样分析，在预测冲击地压方面主要测定CO、C2H6、O2等作为参考气体。
- 59. 进行气体分析法预测冲击地压时，采用ф8mm中空的铜（铁）管，为便于携带，可做成0.7～1.0m长一段并能连接，采气管的尾段可连接采气球和集气球 。 采空区气体浓度发生波动变化时，特别是O2、 CO、CO2、CH4、 C2H6等气体的变化，一般情况下O2浓度由17%左右很快下降到10%以下、CO2上升到10%以上、C2H6上升到1000PPm以上，CO和CH4明显上升时，发生冲击地压的机率增加 。
- 60. 63002工作面气体分析曲线图 83001工作面气体分析曲线图
- 61. 六、冲击地压的防治措施 冲击地压防治措施包括区域防治措施和局部防治措施两部分，并优先考虑和采取区域防治措施。 区域防治措施：采取开采保护层，合理的开拓方式、采区布局、开采顺序、巷道布置、采煤工艺、区域高压注水、区域卸压钻孔等降低应力集中程度； 局部防治措施：采取煤层预注水、高压注水、卸压钻孔、卸压爆破等措施，改变采场及巷道附近煤岩体的物理力学性能，减弱积聚弹性能能力和释放速率。 转移应力集中区，变浅部冲击为深部冲击、强冲击为弱冲击。
- 62. 防治冲击地压应遵从的基本原则： 调整开采顺序，调整采区和工作面布置，实现无煤柱开采，避免形成应力高度集中。 调整开采方向，与地应力方向平行回采和掘进，降低冲击危险性和冲击危害程度。 扩大应力释放范围以降低应力集中程度与应力释放速度。 控制煤层存贮能量的条件，改变煤体承载能力，使应力集中程度下降。 控制顶板能量的突然释放与加载。 改善底板中的支承能力与加大煤层和顶板的变形。 优先开采无冲击倾向和无冲击危险煤层。 最大限度地降低构造对冲击地压的影响。
- 63. 1. 开采保护层 在开采煤层群的条件下，首先开采没有冲击倾向，或冲击危险性小的煤层，由于其采动影响，使有冲击地压危险的煤层在采掘过程中不再发生冲击地压，这样先采的煤层称为保护层。如果保护层位于危险层上方，成为上保护层，位于下方称为下保护层。而处于有效卸载范围内的后采的煤层称为被保护层 。 开采保护层后，形成了解放带，从而起 到减缓冲击地压的作用。实测表明，在被保 护了的煤层进行开采时，支承压力峰值降低 了。故在被保护层中，支承压力峰值降低了， 但作用范围加大了。这说明，解放作用的实 质在于改善了被保护层开采中能量积聚与释 放的空间分布状况。 1-工作面影响区的边界线；2-支承压力带； 3-卸压带；4-充分移动带；5-冒落带； 6-增压带；7-支承压力分布 保护层采煤工作面影响范围内矿压重新分布简图
- 64. 老虎台矿主采煤层为特厚煤层，平均厚度达58m，不仅具有冲击危险，而且瓦斯含量高。因此，将顶分层作为保护开采，在卸除地应力、释放冲击能量的同时，还可以起到大量排放瓦斯的作用。图为开采78002、83001综放面保护83002综放面示意图。 决定保护范围和保护程度的基本因素是采空区宽度、岩体的结构和强度、采深、开采煤层的倾角和厚度、开采方法和时间等。 老虎台矿实测结果证明了2-4m高度的煤巷其减压区在围岩4-6m范围内，15-20m高度的采空区其减压区在围岩的20米范围内。保护层被保护的垂直距离为：上部20m范围内为被保护的范围，下部50m为被保护的范围。
- 65. 2. 优化采掘布局 合理的开拓布置和开采方式对于避免应力集中和叠加，防止冲击地压关系极大。大量实例证明，多数冲击地压是由于开采技术不合理而造成的。不正确的开拓开采方式一经形成就难于改变，临到煤层开采时，只能采取局部措施，而且耗费很大，效果有限。故合理的开拓布置和开采方式是防治冲击地压的根本性措施。 老虎台矿按煤层赋存标高 及产状划分东、中、西三个综 采区，实行综合机械化放顶煤 开采。形成“两采两准一备” 的采掘生产布局，每个采区布 置一个回采工作面，并严格按 矿井生产能力编制生产计划、 控制推进速度 ，控制开采强度。 避免忽快忽慢、忽高忽低、忽 干忽停。
- 66. 冲击地压煤层开采的基本原则是： 开采煤层群时，开拓布置应有利于保护层开采。 划分采区时，应保证合理的开采顺序，最大限度地避免形成煤柱等应力集中区。 采区或盘区的采面应朝一个方向推进，避免相向开采，以免应力叠加。 在地质构造等特殊部位，应采取能避免或减缓应力集中和叠加的开采程序。 有冲击危险的煤层的开拓或准备巷道、永久硐室、主要上(下)山、主要溜煤巷和回风巷应布置在底板岩层或无冲击危险煤层中，以利于维护和减小冲击危险。 开采有冲击危险的煤层，应采用不留煤柱垮落法管理顶板的长壁开采法。 顶板管理采用全部垮落法，工作面支架采用具有整体性和防护能力的可缩性支架 。
- 67. 3. 卸压钻孔 卸压钻孔是利用钻孔的方法消除或减缓冲击地压危险的解危措施。利用卸压钻孔可以释放煤岩体中聚积的弹性能，消除应力增高区。其实质是利用高应力条件下，煤层中聚集的弹性能来破坏钻孔周围的煤体，使煤层卸压、释放能量，消除冲击危险。 卸压钻孔法实际上是基于施工钻屑法时产生的钻孔冲击现象，钻进愈接近高应力带，煤体中积聚的能量愈多，钻孔冲击频度越高，冲击强度也越大。钻孔可以起到破裂和软化煤体的作用。当在煤体中进行卸压钻进时，在钻孔周围的高应力作用下，在钻孔周围会形成一个比钻孔直径大得多的破碎区，从而在钻孔周围一定区域范围内煤岩体的应力集中程度下降，或者高应力转移到煤岩体的深处或远离高应力区，实现对局部煤岩体进行解危的目的或预卸压的作用 。 钻孔孔径一般取75-120mm，老虎台矿一般情况施工Φ89mm钻孔，钻进深度10-40m，使用2.0kw爬道钻机或7.5kw液压钻机。
- 68. 在有冲击地压危险的掘进工作面，实施超前卸压钻孔，采取 “两掘一钻” 方式作业，即在每天三班作业的一循环中利用一个小班时间打卸压钻孔，两个班掘进。每天打7～14个超前卸压钻孔，上下两排布置,孔深为10m，以此来掩护掘进施工，使掘进工作始终在卸压范围内进行，有效杜绝煤掘工作面前方矿震的发生 。煤掘工作面后方10m以外巷道的两帮垂直于煤壁施工卸压钻孔，防止后防冲击。
- 69. 回采工作面施工卸压钻孔措施，在重点区域巷道的两帮垂直于煤壁施工卸压钻孔，孔径φ89mm，孔深40m，每组间距5m，每组2个孔，仰角10度 。
- 70. 卸压钻孔效果分析：选择老虎台矿83002南顺掘进工作面“煤岩体电磁辐射强度”变化情况来检验卸压钻孔措施卸压解危效果。从图中可以看出，电磁辐射强度有明显变化。卸压钻孔前，电磁辐射强度发生连续大幅度震荡，强度值在60-140mv之间，震荡幅度80mv；卸压钻孔后，电磁辐射强度值在60mv上下波动，震荡幅度15mv。这表明，卸压钻孔后，煤体应力集中情况明显下降，起到了解危减震作用 。
- 71. 4. 高压注水 冲击地压是煤岩受载变形达到峰值强度后，由于变形局部化而发生的失稳破坏现象。只有在发生失稳破坏时，才会发生冲击地压，也就是说冲击地压与煤岩的破坏形式有关。煤层注水就是通过压力水的物理化学作用，增加煤层含水率或煤层中水的饱和度来改变煤岩变形状态，软化煤体降低煤层的冲击倾向性，将煤体内可以逆转的弹性能转化为不可逆转的塑性能，使其不发生失稳破坏，从而避免冲击地压的发生。 高压注水使煤体内的裂隙在高压水的作用下继续扩展，并产生新的微裂隙，并将形成贯通的裂隙网；同时，煤体内的层理等弱面在高压水的作用下软化，增加煤的分层数、减小煤的分层厚度；另外，煤中的粘土矿物亲水性很强，其吸附水后，粘结力被弱化，破坏了粘土的胶结作用，粘土矿物强度随吸水量增加而随之降低。因此，在实施高压注水措施后，会使煤体的内部结构遭到破坏，煤体的强度会大幅度降低，达到降低煤体冲击倾向性的目的。 利用3D2-SZ型高压注水泵进行高压注水，额定压力17Mpa，工作压力一般在8.0-13.0Mpa，流量135L/min。注水后要求煤体全水份达到４％以上。
- 72. （1）综采工作面注水：83002回采面采用每4天一个循环进行往复的高压注水工作。第一天注5#、11#、89#、95#架对应的架前煤壁，第二天注17#、23#、77#、83#架对应的架前煤壁，第三天注29#、35#、65#、71#架对应的架前煤壁，第四天注41#、47#、53#、59#架对应的架前煤壁。钻孔垂直于煤壁，孔径42mm，孔深20m，50架往上仰角70度，50架往下仰角30度。使用橡胶封孔器封孔，封孔距离不得小于7m，注水压力不低于8Mpa。
- 73. （2）巷道注水：55002综放工作面，为使工作面始终位于卸压带内，在顺槽对待采煤体实施高压注水。注水孔规格为开孔孔径φ89mm，孔深15m，终孔孔径φ42mm，回风顺槽孔深90m，孔间距15m， 仰角5度；运输顺槽孔深100m，孔间距15m，仰角15度。
- 74. 封孔方法：在煤体上先钻深度10-15m孔径Φ89mm的钻孔，再在Φ89mm的钻孔内继续向里打Φ42mm的钻孔，然后将封孔套管插入Φ89mm的钻孔中，封孔套管与Φ89mm的钻孔长度相适应，管壁上有若干小孔洞，在孔口使用聚氨酯封孔。再将注水管插入封孔套管中，并向封孔套管内注玛丽散封孔。在封孔套管外侧0.5-2m管壁上无孔洞，在封孔套管外端管壁上焊接玛丽散注入管，在封孔套管外端用法兰板封堵。 填充物经过10-20min时间即可达到强度，通过注水管向钻孔内注水。这种封孔方法结构简单，运输、拆装便捷，封孔速度快、效果好，且承受注水压力高，使用时间长。
- 75. （3）岩层注水：在实践中，老虎台矿还使用了岩层注水法，其基本原理与煤层注水相类似。83002综放面的回采过程中，回风顺槽南侧赋存的F25断层始终对83002安全生产造成一定威胁。为了降低构造应力，针对F25断层实施卸压注水工作。在-730m西部流水巷布置9个钻场，每间隔50m布置一个，每个钻场布置两个钻孔，共18个钻孔，钻孔仰角15°，钻孔方位角以钻场中心分别向左右各偏5°。
- 76. 高压注水效果分析：选择55002回风顺槽作为高压注水解危措施的考察地点。考察参数为 “煤岩体电磁辐射强度”。从图可以看出，高压注水前后电磁辐射强度有所下降；高压注水前，电磁辐射强度发生连续大幅度震荡，强度值在100-200mv之间，震荡幅度100mv；高压注水后，电磁辐射强度值基本在100mv波动，震荡幅度50mv。对电磁辐射指标的分析说明，高压注水后，冲击危险性明显下降，起到了解危减震作用。
- 77. 5. 卸压爆破 深孔爆破技术是将控制爆破技术引入到冲击地压防治领域中。岩石的破碎起始于炮孔中装药的起爆，爆成气体瞬间冲击孔壁，最靠近炮孔周围的爆炸脉冲压力大大超过岩石的强度，使岩石表现出有如流体的性质。由于衰减的速度很大，这一区域压力脉冲的能量消耗于粉碎这一带岩石的过程中，这一区域称为粉碎区。 上覆岩层粉碎区以及裂隙区形成以后，工作面前方岩体内积聚的应力得到释放，使集中应力一部分趋于均布，一部分向纵深处的非破碎带转移，降低了爆破段岩层轴向方向的应力梯度；在径向方向，处于高应力状态的岩体，将向破碎区方向产生一定的“流变”，岩层内的弹性潜能有充足的释放空间，降低了径向方向上的地应力梯度。因此，深孔爆破能够有效的降低顶板岩层的能量积聚，促使应力得到释放，从而降低了冲击地压发生的危险性。 在严重冲击地压区域的底板也应实施立孔松动卸压爆破，解决巷道底板的底鼓现象和深部冲击现象。
- 78. 施工方法：深孔爆破孔径42mm，孔深10~20m，爆破孔间距6.0m，每两个爆破孔中间打一个卸压孔，每孔装药量4.5㎏，用黄泥和水炮泥封孔，封孔长度不小于5.0m。为保证达到起爆效果，每孔内装2个炮头，每隔10个药卷一个炮头，每个炮头加工2个瞬发电雷管，药卷间用导爆索联接。放炮时每孔内两个炮头的4个雷管采取并联方式连接，孔与孔之间采取串联方式连接。一次起爆3个孔 。
- 79. 卸压爆破效果分析：选择83002回风顺槽作为卸压爆破解危措施的考察地点。比较措施采取前后的钻屑量和电磁辐射测试数据变化情况，发现钻屑量明显降低，电磁辐射强度值和脉冲值均有明显的下降趋势。说明卸压爆破后，冲击危险性明显下降，起到了解危减震作用。
- 80. 三者解危卸压的有效性：高压注水 >卸压爆破 >卸压钻孔。 实际应用时：卸压钻孔比较方便，应用较多；高压注水效果好，应用较多；卸压爆破施工麻烦，对巷道影响大，安全性差，应用较少。 冲击地压防治的理念和措施基于煤与瓦斯突出防治的理念和措施，高压注水卸压 、爆破卸压 、钻孔卸压在两种灾害防治上都得到了广泛应用，取得的效果都十分明显。但是，由于人为认知上的原因，实际应用差距极大，即：防治冲击地压卸压措施的落实远远落后于防治煤与瓦斯突出卸压措施的落实。 冲击地压比煤与瓦斯突出更难防！防治煤与瓦斯突出落实到位，就不会突出；防治冲击地压措施即使全部落实到位，依然还有可能发生冲击地压，因为冲击地压发生的机理很复杂，规律很难掌握，因为重力、构造应力、采动应力不可能全部卸除。 煤与瓦斯突出不可能人为造成，而冲击地压确可以人为造成！
- 81. 七、冲击地压的安全防护措施 党的安全生产方针是“安全第一，预防为主，综合治理”，而这里面的“安全第一”首先是“以人为本”，率先保证人的安全。因此，在现有防治技术还不能根治冲击地压的情况下，采取安全防护措施就显的尤为重要。 加强巷道支护，减缓冲击强度，保留生存空间； 个体防护装备，保护作业人员身体重要部位免受冲击伤害； 构筑防冲击屋，为固定看守性岗位提供安全环境和避难场所； 压风自救系统，为避难人员提供新鲜空气； 设备物件捆绑，防止冲击地压发生过程中设备物件飞扬伤人； 作业人员控制，避免群死群伤重特大事故，利于事故救援。
- 82. 1.加强巷道支护 采取相应的防治冲击地压控制对策，提高巷道支护的结构效应： 两个“强弱强” 一是支护和煤体构成“强弱强”结构。 1）（强）外强结构－冲击传递区的大结构： 对外强结构，合理布局，减少外界震源扰动载荷，降低其应力集中和 发生破坏的程度。 2）（弱）中间的弱结构－消波吸能区： 在外强结构与巷道支护之间设置弱结构，形成消波吸能区，使得震波 传播的能量衰减指数增加，吸收弹性能，减缓对巷道的冲击。利用打 缷压钻孔、注水、宽巷等措施扩大巷道缷压松动圈范围，增加缓冲层 厚度。 3）（强）内强结构－支护保护区小结构： 提高支护强度，形成内强结构，抵抗冲击，保护巷道。
- 83. 二是支护自身的“强弱强”性能 (强）较强的初撑力：支护要具有较强的初撑力，能够抗拒较大压力和冲击。 （弱）良好的可缩性：支护要具有良好的可缩性能，在强大的压力和冲击下能主动缷压，以防支护受损。 （强）较高的支护强度 ：支护要在井下各种环境下及受冲击后仍然有较高的支护强度 ，保持正常的支护性能。强化支护，不舍得投入防不了冲击地压（日本的建筑为什么抗震?）。
- 84. （1）全封闭U形钢棚（O型棚）支护 全封闭U形钢棚（O型棚）支护方法，具有初撑力大，支护强度高，抗冲击能力强，支护结构完整等特点。实现了对巷道的全断面支护，对两帮和底板的控制能力强，可以有效降低巷道两帮收敛和底鼓速度，减少巷道维修施工量。发生冲击地压时，可以有效保护巷道，保护作业人员和设备安全。即使冲击载荷过大时，O型棚可以通过 搭接部收缩来卸压，仍然保 持完整的支护结构，有效遏 制冲击地压造成巷道冒顶、 底鼓、摧毁支架及颠翻设备 等现象，可以避免因巷道破 坏造成通风系统中断引起瓦 斯积聚，减轻冲击地压对作 业人员造成的人身伤害程度。 严禁采用刚性支护、架喷支 护、综掘机掘进。
- 85. （2）巷道垛式液压支架支护 对于巷道岔口、构造区域、煤柱边缘等冲击危险性较大地点巷道，使用巷道垛式液压支架，提高巷道支护强度。每组垛式液压支架由四根液压支柱与高强度的顶梁、底梁组成，尤其注重加强了对巷道底板的支护强度，对减缓冲击强度和有效保护巷道空间具有十分明显的效果。沿巷道方向将若干支架相邻摆放支撑，即形成牢固的巷道空间。
- 86. （3）巷道超前液压支架支护 采煤工作面两端头和掘进工作面掌子头等超前应力集中区域，受动压影响显著，顶底板来压大，易发生冲击地压。使用巷道超前支护支架，可以提高巷道支护强度，减缓巷道顶板移近速率，有效保护巷道，防止冲击地压和顶板事故。 巷道超前支护支架，两架并列组成一组，相邻的两个底座之间连接有移架千斤顶，可在各种矿井巷道内进行自移行走式支护。支撑状态时，立柱伸出，顶梁和底座分别支撑巷道的顶底板。自移行走时，前面一组中的一架降架，即立柱收回，此时千斤顶和防倒千斤顶处于随动状态，顶梁离开顶板后，千斤顶和移架千斤顶伸出，由于 后面的支架处于支撑状态，前面的这 架将被向前推移一个千斤顶行程，然 后其立柱升起，支架处于支撑状态。 这时后面的支架立柱降低顶梁离开顶 板，然后千斤顶和移架千斤顶缩回， 则后面的支架被向前拖移了一个行程。 立柱升起，支架重新处于支撑状态。
- 87. （4）防冲巷道液压支架支护 采煤工作面顺槽处于原生煤体或邻近地质构造的巷道，有严重冲击地压危险，采用防冲巷道液压支架支护。这类巷道受采掘扰动大，矿压显现强烈，巷道顶底板及两帮收敛速度很快，巷道维修维护工程量巨大，且极易发生冲击地压。这类巷道应当杜绝刚性支护，采用高强度可缩封闭式支护。 防冲巷道液压支架由顶梁、底梁和2根液压支柱构成。拱型顶梁由2段弧形梁铰接组成，底梁由2个底座和 1段中节铰接组成，顶梁和底梁间 由液压支柱支撑。支架整体呈O型， 与O型可缩钢棚同时使用，交替平 行布置安装在O型棚棚空内。防冲 巷道液压支架具有初撑力大、支护 能力强等特点，实现了对巷道的全 断面支护，对巷道底板和两帮控制 能力强。能够有效维护巷道断面， 防止巷道底鼓，保护作业人员和设 备安全。 上述4种加强支护都是在锚网支护的基础上进行的。
- 88. 2.个体防护装备 研究表明，发生冲击地压后，人员受伤的主要部位是脑部，占90%以上，其次是胸部的机械损坏，包括肋骨折断等占60%。而内部器官的损坏主要是肺、心、胃等占19%，再其次为上下肢的折断也占19%。原有的矿用胶帽佩戴时，盔体与人体头部之间间隙较小，没有缓冲材料，发生冲击时，冲击力直接作用于人体头部。而且，胶帽的抗冲击强度不足，发生冲击时易破裂失效，绑绳过细，易被震飞或脱落。为保护作业人员人身安全，抚顺矿业集团公司研发了防冲击个体防护装备，包括防冲击头盔和防冲击背心，并申请了专利。 防冲击头盔采用轻便的化工原料抗冲击的ABS树脂制作。防冲击头盔内的盔体与人体头部之间夹填有较厚的缓冲材料制作的缓冲垫圈，减缓了碰撞时人体头部受到的冲击，使防冲击头盔抗冲击强度增大，可以有效地防护外界对人体头部的冲击，且防冲击头盔上有长度可随意调节的宽帽带，佩戴舒适，操作方便，不易脱落。可以使作业人员在冲击地压发生过程中，头部免受撞击，得到保护。
- 89. 防冲击背心是在背心形外套内设有高强度护板。背心形外套由前襟、后襟及2块肋板构成，2块肋板分别寄存定在后襟两侧。两侧的肋板与前襟间绑带连接，在背心形外套内设的高强度护板为4块，分别置入背心形外套的前襟、后襟和2块肋板处。 井下作业工作服不具备防护能力。防冲击背心的护板采用轻便的化工原料抗冲击的ABS树脂制作。防冲击背心内设坚固的护板穿着方便，可在发生冲撞时减缓物体对人体的冲击力， 有效保护人体胸部和内脏器官。 可使作业人员在冲击地压发生 过程中，胸部及内脏提高抗冲 击能力免受伤害，从而大幅度 降低因冲击地压带来的人身伤 害，达到安全生产的目的。
- 90. 3.防冲击屋 防冲击屋也是抚顺矿业集团公司研发的一种防冲击人身防护设施，适用于冲击地压危险区域的固定性看守岗位，为长时间作业固定岗位作业人员提供一个配备防护措施的安全环境。在冲击地压区域的看守性岗位地点，选择煤质较好处构筑防冲击屋。其构筑方法是：掘2m深峒室，巷道断面NO.3.5，按700mm间排距全断面布置树脂半长锚固锚杆，铺正编金属网，架设U29以上O型棚，棚距700mm，搭接部上三道卡缆，棚间上四道铁拉筋固定，用木杠刹 实帮顶，铁棚内铺背板，背板上安 设海棉减震板。防震屋内接入压风 自救系统。发生冲击地压时，由于 防冲击屋的支护强度大，受破坏较 小，可以维持足够的生存空间。人 员发生颠簸和碰撞时，有减震板缓 冲，不会发生伤害。即使在外界被 封堵的情况下，也可以利用压风自 救系统安全地等待救援。
- 91. 4. 压风自救系统 压风自救系统由风泵、管路、供风嘴、防护袋等部分构成，风泵产生高压空气通过管路输送到作业地点，在压风管路接出支线管路并在支线管路上安装供风嘴，用防护袋将供风嘴套在袋中。当发生煤与瓦斯突出及冲击地压等事故时，通风系统受到破坏，瓦斯等有毒有害气体会威胁作业人员人身安全。作业人员可以钻进压风防护袋内，打开供风嘴阀门，压风管路内的高压空气可以为避险人员提供新鲜空气。 （1）安设地点 ①回采工作面在架前每10个架子（15m）安设一组，每组2个呼吸嘴。 ②上三角点处架后安设一组供4人同时使用的压风自救系统。 ③回风顺槽、回风斜巷、回风平盘及运输顺槽，每50m安设一组，不低于5人同时使用的压风自救系统，上述的地点中，有拆换、回搞撤、维修棚子处，10m范围内必须安设一组可供同时最多作业人数使用的移动压风自救系统。 ④工作面外围回风巷道内，有人作业的地点，必须安设一组，可供同时最多人数使用的压风自救系统。
- 92. ⑤掘进工作面压风自救系统第一组距工作面距离为掘进工作面10m范围内，要求该组压风自救系统，在放炮其间可移动至距工作面20m以外的地点，严禁落煤时被崩坏，然后在巷道内每间隔50m设置一组，距工作面前两组保证9个呼吸嘴，其它每组不得少于5个呼吸嘴。放炮地点设置一组。 （2）安装及技术要求 ①安装高度一般为1-1.5米，避灾人员能顺利进入防护袋内。 ②各部件之间连接牢固可靠，严密不漏气。 ③调解好调节螺钉，单个进气量大于0.15m3/min。 ④减压噪音适度，小于85dB。 ⑤供风管路及泵站压力为0.3-0.7MPa。 ⑥主供风管径不少于50mm，支管管径不少于25mm，风管与压风自救系统之间软连接，管路上总入风阀门处于常开状态，风水管路接设在巷道腰线以下，以防震动时脱落伤人或折断。 ⑦气源中氧气浓度不少于20%。 ⑧其它有毒有害气体不超过《煤矿安全规程》的规定。
- 93. (本页无文本内容)
- 94. 5.物件设备捆绑 发生冲击地压时，巷道内存放的设备、材料等物件会因剧烈震动而飞扬、颠覆，对作业人员身体撞击、挤压造成人身伤害，这也是冲击地压造成伤亡事故的主要形式之一。为减小冲击地压危害，老虎台矿制定了冲击地压区域物件捆绑规定，对冲击地压区域巷道内存放的所有物件进行捆绑，防止其移动，取得了很好的效果。 （1）捆绑规定 ①冲击地压区域的巷道内严禁存放备用的设备、材料、物件等。因生产需要必须放置在冲击地压区域的设备、材料、物件等，都必须按标准要求及时进行捆绑。 ②各种大型设备，如电机、减速机、注水泵、大型开关、乳化泵、大型运输机中节、液压支架的大型部件等，必须用大铁链进行捆绑，捆绑不得少于两道，且要在左、右两侧或上、下两端均匀分布，防止偏重一侧。
- 95. ③各类管件、铁轨、槽钢、铁板及单体液压支柱等成堆（垛）摆放时，必须用直径4分以上的钢丝绳或大铁链进行捆绑；单个摆放的，用直径不小于3分钢丝绳进行捆绑，捆绑不得少于2道。冲击地压区域安设的各种∮108mm以上金属管路必须用大铁链进行捆绑，每节管路捆绑一道，棚腿喷浆后无法与大铁链栓绑时，可垂直于煤壁打一根锚杆，将管路的大铁链与锚杆连接；∮108mm以下管路可用3分钢丝绳吊挂，所有管路必须节节吊挂。 ④钻机必须用不小于3分钢丝绳或盘圆进行捆绑，钻杆可用双股8#铁丝捆绑，捆绑时不得少于2道。皮带机的每个皮带架，在非行人侧用不小于4分钢丝绳与棚腿栓绑，机头、机尾用戗顶子固定，机头还要用大铁链或4分以上钢丝绳在非行人侧栓绑固定。 ⑤圆木、大拌及其他各类坑木，堆放高度大于0.8m、宽度大于0.6m，必须用不小于4分的钢丝绳进行捆绑；堆放高度小于0.8m、宽度小于0.6m，可用3分的钢丝绳或盘圆进行捆绑，捆绑时不得少于2道，被捆绑物体两端各有四分之一的余量。各种型号铁棚梁、腿堆放时，必须用直径4分以上的钢丝绳或大铁链进行捆绑，单个棚梁、腿可用不得小于3分的钢丝绳或圆盘进行捆绑，捆绑不得少于2道。 ⑥采用O型棚支护时刮板运输机（溜子）机尾用大铁链与底梁进行栓绑；采用U型棚支护时刮板运输机（溜子）机尾用大铁链与底锚杆进行栓绑；刮板运输机（溜子）机头用大铁链或4分以上钢丝绳在非行人侧栓绑固定。
- 96. ⑦金属网成垛堆放超过5捆、风筒成垛堆放超过10节、皮带长度超过10m时，应用盘圆或不小于3分的钢丝绳捆绑，捆绑时不得少于两道，如现场具备条件也可做物料仓放置。金属网堆放数量5捆以下、风筒堆放10节以下、皮带长度小于10m时，铁网、风筒可用8#铁丝捆绑2道；单捆（节）铁网、风筒等及长度5m以下的皮带可用14#铁丝捆绑2道。 ⑧铁卡子、铁管短节、铁链等不易捆绑的物件，应用大拌等木材做物料仓放置，并加盖板，严禁散放。小型工具、小材料等不能捆绑的物件，应制作工具箱放置。工具箱必须用3分以上钢丝绳或盘圆捆绑牢固。 ⑨冲击地压区域的巷道，不得停放车辆。因卸料、装料等特殊情况需停放车辆时，必须用大铁链或用U型棚卡子对车辆进行固定。装、卸料完毕，必须立即推（拉）出冲击地压区域。移动变电列车的设置：运输顺槽长度小于500米的设在运输顺槽外围，大于500米电压不足时可在运输顺槽外侧打环形巷道做移变硐室，不准设置在运输顺槽应力集中区域内。 ⑩成捆悬挂巷帮棚腿上的各种动力电缆、胶管等，必须用不小于4分的双股塑料绳（或其他绳索），视电缆、胶管盘挂直径大小进行绑扎，应间隔0.5～1m绑扎一道，并在两端与棚腿捆绑在一起固定。
- 97. 6. 危险区域人员控制 为防止冲击地压造成集团伤亡事故，应减少井下作业人数。优化生产工艺和劳动组织，把作业人数降到最低，严禁在冲击危险区域组织各种人员密集型生产会战。 （1）区域控制 ①综放工作面停产班作业人数不超过40人，生产班作业人数不超过29人。其中包括保安区瓦斯检查工、打钻工等人员总数不超过6人，如因特殊情况需要增加施工人数，制定施工措施经审批后可借用综采队名额，但总作业人数不准超过规定。 ②炮掘工作面作业人数不超过9人，综掘工作面作业人数不超过15人。 ③冲击地压危险区域巷道每100m内只允许安排1组作业人员施工，每组作业人员不得超过4人。 ④任何人员不得在冲击地压危险区域内逗留、休息，作业人员完成施工任务后要立即撤出，人越少越好。
- 98. （2）时间控制 ①冲击地压危险区域的检修、整修等项施工作业，必须安排在停产班进行。 ②严重冲击地压危险区域，只允许在停产班的后半段，即8时至16时进入作业，其他时段严禁人员通行和作业。瓦斯检查员每班可巡回检查3次，要求即查即走，不准逗留。 ③冲击地压危险区域内爆破作业后，要按照规定的距离和时间躲炮，任何人不得进入警戒区域。 ④所有作业人员入井，必须携带人员定位器，并始终保持开机状态。 时间越短越好，采取游击战术。
- 99. 1. 加强领导，健全专业队伍，保证防冲工作措施有效落实。 抚矿集团公司成立了“抚矿集团老虎台矿冲击地压防治与研究委员会”，并在公司内部抽选精干技术力量，成立了由总工程师为团长的“抚矿集团老虎台矿冲击地压防治与研究内聘专家工作团”，下设采煤、掘进、机电、通风、地质设计、安全监察、综合等7个专业组，分系统组织开展冲击地压防治与研究工作。 老虎台矿成立了以矿长为组长的“冲击地压防治工作领导小组”，统领全矿防治冲击地压工作，组建了专业机构“老虎台矿冲击地压研究与防治办公室”，负责编制防治冲击地压设计、措施，具体实施冲击地压预测预报和统计分析，组织监督防冲工程施工和措施落实。 防冲办配备12名专职人员，其中正副主任2人，专职工程师2人，现场管理及测试7人，基础资料管理1人。保安区钻探队负责实施高压注水和卸压钻孔等防冲措施施工，作业人数15人。 由于从上到下建立了防冲组织机构，明确了责任，从而保证防冲工作措施有效落实。八、防治冲击地压的几项重点工作
- 100. 2.加大资金投入,为冲击地压防治提供有力保障。 加大安全投入是做好冲击地压防治工作的物质保障，多年来抚矿集团及老虎台矿在冲击地压防治方面，投入了大量人力、物力、财力，特别是在资金使用上足额提取安全费用，优先保证“一通三防”及冲击地压方面的资金投入，下大力气引进液压钻机、高压注水泵、个体防护、监测预报等先进的技术设备、设施，提高防冲技术装备水平，大量投入高强度支护材料与装备增强抗冲击能力。 2006-2014年，投入U型钢支架14306架，资金2446万元；投入抗冲击垛式巷道支护液压支架、超前巷道液压支架、防冲巷道液压支架等合计281架，资金2663.5万元。这些投入为老虎台矿防冲工作提供了可靠的物质保障。
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