冲击地压预测与控制体系

　　文章编号：1003-5923（2005）S3-0003-03

　　冲击地压预测与控制体系

　　潘立友1，2，汤建泉2，杨慧珠2

　　（1、清华大学工程力学系，北京100084；2、山东科技大学，山东泰安271019）

　　“平稳区间”：即煤壁前方缓冲带形成之后。即从图1中的C位置开始，至工作面推进完成为止的全部长度上。该推进区间内，除非坚硬顶板裂断高强度弯曲弹性能释放发生冲击，否则，工作面内部不会发生破坏性冲击地压。

　　4冲击地压事故的控制及相关信息基础

　　综合冲击地压分类研究的成果，可以清楚的看到，控制冲击地压实现的应力条件，是控制煤矿冲击地压发生的关键。必须把采掘工作面推进过程中可能诱发

　　释放的弹性压缩能，限制在足以导致冲击性破坏发生的范围内。为此，在考虑开采方案设计时，应当注意以下“防冲”的时空原则。

　　（1）严格杜绝在原始应力场的构造压缩应力带和采动应力场支承压力的高峰部位布置采煤巷道和推进工作面。

　　（2）最大限度的争取实现在已经历采动释放应力后稳定的“内应力场”（已经历采动破坏的岩层覆盖的重力场）中掘进和维护巷道。

　　保证按上述时间、空间原则进行开采方案设计的相关信息基础，包括：

　　（1）经历构造运动破坏的原始应力场应力大小分布的的信息[4]。

　　（2）不同开采程序和开采参数条件下支承压力大小分布及发展变化规律的信息。

　　上述信息必须针对具体的煤层条件和具体开采部位的实际采用理论计算和实测推断相结合的方法确定。绝对不能对不同开来条件的变化，一成不变的采用统一的经验数据。

　　在有可能发生冲击地压的工作面，应当采取下列措施控制事故的灾害。

　　1）采用“井下岩层动态观测研究方法”（必要时再以“钻孔应力分析”），在取得下列相关信息的基础上，实现对冲击地压可能的时间、地点和强度的预测和预报。

　　①支承压力分布、特别是“内应力场”范围支承压力高峰随采场推进扩展规律‘以此推断可能发生冲击地压的起点、终点（有足够的“内应力场”宽度作为缓冲区）位置以及危险区的全长。推断超前巷道中可能发生冲击性破坏的范围。

　　②老顶裂断来压的规律包括老顶下位岩梁、上位岩梁以及有弯曲弹性能释放威力的坚硬顶板裂断的时间、位置及相应的工作面推进步距等信息。以此作为预测预报顶板裂断诱发冲击地压发生时间、地点以及可能强度的依据。实践证明，老顶裂断是诱发回采工作面冲击地压的主动力。

　　2）在预计发生高强度冲击地压危险的地点，采取降低储存的弹性能和诱发能量等措施，力争把冲击破坏的范围减少到最低限度。

　　3）在有承受冲击地压破坏的工作面和巷道中采用正确的支护方式维护工作空间的安全。例如回采工作面必须采用稳定的可缩性支护，绝对避免采用木棚等不稳定的支护方式。有冲击破坏危险的巷道应以实护顶，护帮要求的锚网支护。

　　5结论

　　（1）冲击地压是与应力条件直接相关的事故，其应力条件的实现都是一定采动条件下岩层运动和破坏的结果。

　　（2）冲击地压分为巷道发生的冲击地压与工作面发生的冲击地压两类。

　　（3）冲击地压事故预测和控制决策体系建设的研究成果是：以控制事故发生的岩层运动条件和应力场应力大小分布条件为核心，在深入揭示不同采动条件下的岩层运动和应力场应力大小分布关系，并取得相应信息基础上，通过优选采动条件（开采方案）实现事故控制的目标。

　　参考文献：

　　[1]宋振骐，蒋宇静.煤矿重大事故预测和控制的动力信息基础的研究[M]北京：煤炭工业出版社，2003。

　　[2]C。A。Tang etal。Numerical studies of the influencee of microstructucture on failure in uniaxial compression-partl：effect of heterogeneity [J]。ntemationnal Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences，2000，37（1）：555-569。

　　[3]C。A。Tang。Numerical simulation of the rock fragamentatinn process Induced by21.Indenters [J]。Intemationnal Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences，2000，37（2）：655-659。

　　[4]齐庆新.冲击地压的摩擦滑动失稳机理[J]。矿山压力与顶板管理，1995，（3）：174-177。