防治煤矿冲击地压细则研讨培训第四章区域与局部防冲措施

《防治煤矿冲击地压细则》编写专家组《防治煤矿冲击地压细则》研讨培训第四章区域与局部防冲措施第一章总则第二章一般规定第三章冲击危险性预测、监测、效果检验第四章区域与局部防冲措施第五章冲击地压安全防护措施第六章附则第四章区域与局部防冲措施（56-75条）第五十六条第五十六条冲击地压矿井必须采取区域和局部相结合的防冲措施。在矿井设计、采（盘）区设计阶段应当先行采取区域防冲措施；对已形成的采掘工作面应当在实施区域防冲措施的基础上及时跟进局部防冲措施。解读本条是关于冲击地压矿井采取区域和局部防冲措施的规定，是针对《煤矿安全规程》第二百三十七条制定的条款，明确了冲击地压矿井采取区域和局部防冲措施的必要性和时机。第五十六条冲击地压的发生与区域应力场和采动局部应力集中密切相关。冲击地压区域防冲措施有利于从区域范围降低应力水平，整体上减弱冲击危险程度。区域防冲措施主要包括两个方面，一是从优化开采设计出发的区域冲击危险防范措施，二是从区域范围弱化煤岩体和降低应力水平的预防措施。第五十六条优化开采设计的区域防范措施主要有开拓方式、采掘部署、煤层群的开采顺序、保护层选择、工作面的顺序开采、煤柱尺寸设计、主要巷道位置及层位选择、采煤方法与采煤工艺的选择等。区域范围的预防措施主要有煤体注水、全区域的煤体预卸压、顶板预裂等。局部防冲措施则是针对受到特殊因素影响的或监测有异常的局部区域，采取的局部范围的防治措施，主要有大直径钻孔卸压、煤体卸压爆破、顶底板爆破卸压、顶板定向水力压裂、加强支护等措施。第五十六条区域防冲措施实施的时机是在工作面采掘作业之前。对于优化开采设计的区域防范措施主要在矿井设计、采（盘）区设计阶段进行考虑；对于区域范围弱化煤岩体和降低应力水平的预防措施主要在掘进前或工作面回采前进行。对于特殊因素影响的或监测有异常的局部区域，局部防冲措施，需要在工作面回采过程中发现异常时及时实施。第五十七条第五十七条冲击地压矿井应当选择合理的开拓方式、采掘部署、开采顺序、煤柱留设、采煤方法、采煤工艺及开采保护层等区域防冲措施。解读本条是关于冲击地压矿井采取区域防冲措施的规定。属于《煤矿安全规程》第二百三十七条原有条文规定。第五十七条区域防冲措施是冲击地压矿井防治冲击地压灾害的前瞻性工作，是从根源上开展冲击地压的预防工作。通过采取区域防冲措施，可以极大降低矿井生产过程中的整体冲击危险水平，减少局部防冲措施的工作量，提高生产效率和安全水平。开拓方式：合理的开拓方式是指从矿井整体开拓部署上降低各个开拓区域在回采阶段整体的应力水平。在选取开拓方式进行区域防冲时，主要从有利于降低开拓巷道自身和形成的准备区域（采区、盘区、带区）的应力水平和冲击危险水平来考虑。第五十七条采掘部署：工作面开采和巷道掘进都会在开挖空间附近产生应力扰动。不同回采工作面和掘进工作面引起的应力扰动如果发生叠加，将会明显增大冲击危险水平。因此，工作面的采掘部署应该避免采掘相互扰动，两个采掘工作面应该在时间和空间上留出足够的间隔和距离。开采顺序：合理确定同一煤层开采顺序。针对同一煤层，应优化确定采区间和采区内的开采顺序，尽可能避免形成孤岛采区和孤岛工作面，从而避免在孤岛高应力集中区域进行采掘工作。第五十七条煤柱留设：合理选择煤柱尺寸可降低临空巷的冲击危险。在留设区段煤柱时，应优先选择无煤柱护巷或小煤柱护巷。无煤柱护巷或小煤柱护巷可使邻空巷道处于应力降低区，有效避免和减弱邻空巷道的冲击危险性。在不能进行无煤柱护巷或小煤柱护巷的情况下，可选择留设大煤柱护巷。对于有冲击危险的矿井，应避免留设中等尺寸煤柱护巷。采煤方法：在合理进行开拓布置的基础上，从有利于降低应力集中程度的角度选择合理的采煤方法。对于冲击地压矿井，煤层开采应当采用长壁综合机械化采煤方法。第五十七条采煤工艺：对于冲击地压矿井，应该采用综合机械化采煤工艺，避免采用普通机械化采煤工艺和爆破采煤工艺。缓倾斜、倾斜厚及特厚煤层采用综采放顶煤工艺开采时，直接顶不能随采随冒的，应当预先对顶板进行弱化处理。工作面回采时宜匀速推进，不宜忽快忽慢。生产中需要根据矿震能量释放情况确定合理的工作面推进速度。开采保护层：对于煤层群开采矿井，优先开采无冲击危险或冲击危险小的煤层，作为卸压保护层可有效减弱邻近冲击地压煤层的冲击危险性。第五十八条冲击地压矿井进行开拓方式选择时，应当参考地应力等因素合理确定开拓巷道层位与间距，尽可能地避免局部应力集中。解读本条是关于冲击地压矿井采取区域防冲措施的规定。是对《煤矿安全规程》第二百三十七条内容的细化。是关于冲击地压矿井开拓巷道布置的规定。第五十八条冲击地压矿井开拓巷道的布置对于选择合理的采掘部署、开采顺序，保障矿井安全高效生产至关重要。为了尽可能避免局部应力集中加剧冲击危险性，应在明确特定工程范围内地应力的大小和方向后，选择合理的开拓巷道布置层位，确立开拓巷道位置间距。根据矿井区域地质条件，选择科学合理的地应力测试方法，如应力恢复法、应力解除法、水压致裂法、地球物理方法等，准确掌握区域地应力分布，依据地应力的大小与方向，进行开拓布置。避免将开拓巷道布置在高应力区或应力异常区，确定开拓巷道的掘进方位时要充分考虑地应力方向。第五十八条第五十九条冲击地压矿井进行采掘部署时，应当将巷道布置在低应力区，优先选择无煤柱护巷或小煤柱护巷，降低巷道的冲击危险性。解读本条是关于冲击地压矿井采区巷道布置的规定。第五十九条冲击地压矿井在进行工作面采掘部署时，应掌握巷道围岩的应力分布特征，在保证安全高效回采的前提下，优先选择无煤柱或小煤柱护巷布置巷道。实际执行中应考虑工程地质条件和支承压力分布特征，确定护巷煤柱尺寸，使巷道处于低应力区。护巷煤柱具体尺寸的确定应有专门的设计论证文件。1428425670024681012141618202224262830煤柱宽度/m垂直应力/MPa第五十九条第六十条冲击地压矿井同一煤层开采，应当优化确定采区间和采区内的开采顺序，避免出现孤岛工作面等高应力集中区域。解读本条是关于冲击地压矿井同一煤层开采顺序的规定。第六十条孤岛工作面应力集中程度高，发生冲击地压的危险性增大。应采取合理的开采顺序，尽量减轻或避免孤岛工作面的存在。尽量避免出现跳采情况。第六十条合理规划采区内的开采顺序，重新进行采区接序合理化布置，尽量避免孤岛工作面的产生；对已形成的孤岛工作面，因地制宜，实施诸如卸压爆破、煤层注水、钻孔卸压、定向裂缝等相应措施，消除高应力集中区，保证孤岛工作面安全高效回采。开切眼皮带巷材料道设计停采线停采线停采线3113采空区3111采空区图例：掘进卸压钻孔×××●●●孔深20m，间距1m掘进钻孔布置(间距1m，孔深20m)顶板预裂爆破钻孔布置红色顶板预裂爆破卸压蓝色扇形孔开切眼皮带巷材料道设计停采线停采线停采线3113采空区3111采空区3112工作面图例：棕色绿色3.12冲击破坏区域6.19冲击破坏区域第六十条第六十一条第六十一条冲击地压矿井进行采区设计时，应当避免开切眼和停采线外错布置形成应力集中，否则应当制定防冲专项措施。解读本条是关于采区设计时工作面开切眼与停采线位置的规定。工作面开切眼和停采线外错布置易造成局部应力集中，加剧冲击危险性。在实际执行中，应尽量保持每一个盘（采）区工作面停采线、开切眼位置在同一条直线上，或采用内错布置，降低应力集中程度。即有利于降低冲击危险，也利于后期资源回收。如果必须外错布置，需制定防冲专项措施，包括冲击危险性的评价、监测预测、防治解危措施、效果检测等。第六十一条第六十二条应当根据煤层层间距、煤层厚度、煤层及顶底板的冲击倾向性等情况综合考虑保护层开采的可行性，具备条件的，必须开采保护层。优先开采无冲击地压危险或弱冲击地压危险的煤层，有效减弱被保护煤层的冲击危险性。解读本条文是对冲击地压煤层开采设计时是否采取开采保护层的规定。是对《煤矿安全规程》第二百三十八条第一部分内容的细化。在对保护层的选择方面提出了具体的选择依据。第六十二条保护层是为消除或削弱相邻煤层冲击地压危险而先开采的煤层（或岩层、分层）。开采保护层是指一个煤层（岩层或分层）先采，能使临近煤层岩体应力得到一定时间的卸载。先行开采的煤层称为保护层，后开采的煤层称为被保护层。开采保护层是防治冲击地压的一项有效的、带有根本性的区域性防范措施。先采的保护层必须根据煤层赋存条件选择无冲击倾向或弱冲击倾向的煤层。第六十二条在冲击危险较大的煤层附近，选取没有冲击危险或危险较小的煤层先开采，然后开采危险较大的煤层。45°45°20m20mM75°20mh1h2ψ121341.被保护层；2.保护层；3.保护区（卸载区）；4.载荷恢复区保护层开采示意图第六十二条保护层作用：降压、减震、吸能保护层φ2δβ12第六十二条实际执行要点根据实际矿井煤层群分布情况，可以采用开采上保护层、开采下保护层或混合开采形式。上保护层下保护层上保护层下保护层1.开采上保护层；2.开采下保护层；3.开采上、下保护层保护层开采方案执行时要充分考虑冲击地压致灾因素的复杂性，综合考虑保护层开采的合理方案，科学制定各煤层的开采顺序。第六十二条第六十三条保护层的有效保护范围应当根据保护层和被保护层的煤层赋存情况、保护层采煤方法和回采工艺等矿井实际条件确定；保护层回采超前被保护层采掘工作面的距离应当符合本细则第二十七条的规定；保护层的卸压滞后时间和对被保护层卸压的有效时间应当根据理论分析、现场观测或工程类比综合确定。解读本条文是对矿井决定采取保护层开采防治冲击地压方案后要注意的保护层的有效保护范围、保护层开采时与被保护层采掘工作面的相互影响距离、保护层的有效时间等有关问题作出详细要求，是对《煤矿安全规程》第二百三十八条第二部分内容的细化。第六十三条处于充分“卸压”的被保护区域，可按无冲击危险管理。在保护层卸压带范围内，卸载作用随着远离保护层而衰减。保护层有效保护范围要结合保护层和被保护层的顶底板岩性、煤层倾角、采高以及保护层开采后上覆岩层运动情况等划定。第六十三条保护层的作用具有时效性，卸压作用和效果会随时间的延长而减小。保护层的时效性一般在1-3年。被卸压煤层50倍采高50倍采高卸压范围首采卸压层裂隙发育卸压区增压区增压区裂隙发育卸压区50m50m被卸压煤层被卸压煤层第六十三条第六十四条开采保护层后，仍存在冲击地压危险的区域，必须采取防冲措施。解读本条文是《煤矿安全规程》第二百三十八条第三部分的内容。保护层开采后，由于保护层开采时间太长，或者在开采被保护层时上覆岩层依然会产生高强度运动等情况下，都会降低保护层开采的减冲效果。在这些情况下，必须采取防冲措施。第六十四条第六十五条冲击地压煤层应当采用长壁综合机械化采煤方法。解读本条是关于冲击地压煤层采煤方法与工艺的规定条款。第六十五条依据根据采煤方法的规定，长度在50m以上的采煤工作面叫长壁工作面，长度在50m以下的采煤工作面叫短壁工作面。冲击地压发生最主要的影响因素是煤岩运动、应力集中和能量积聚；采掘活动将使煤岩体产生形变，引起应力和能量的改变；如果由于工作面布置不合理而导致岩体内的弹性应变能升高，将增大冲击地压发生的危险性。第六十五条解读采用长壁综合机械化采煤方法可形成较大的开采空间，2条回采巷道及两端头距离较远，侧向支承应力区相互干扰小，可降低煤体应力叠加。采用长壁综合机械化采煤方法有利于留设小区段煤柱，减少煤柱应力集中程度，降低冲击地压发生的危险性。长壁综合机械化采煤方法采用整体液压支架支护，支架工作阻力大，对顶板支撑效果好，有利与降低冲击地压危险性，也可为人员提供躲避和防护空间。目前一般做法是工作面长度不低于100m。第六十五条第六十六条缓倾斜、倾斜厚及特厚煤层采用综采放顶煤工艺开采时，直接顶不能随采随冒的，应当预先对顶板进行弱化处理。解读本条是关于综采放顶煤工艺开采的规定。第六十六条直接顶不能随采随冒就会引起大面积悬顶，包括直接顶在内的工作面