1、目 錄1、概述11.1 工作面位置、四鄰關系情況11.2 煤層賦存情況11.3 煤層頂底板巖層結構特征31.4 水文地質情況31.5 地質構造31.6 21200工作面地表沉陷情況41.7 巷道支護及施工工藝42、沖擊危險性程度評價62.1 按沖擊地壓發生可能性指數診斷法62.2 沖擊傾向性評價法72.3 綜合指數法82.4 經驗類比分析法93、結論1121220工作面掘進沖擊地壓危險性評價報告1、概述1.1 工作面位置、四鄰關系情況21220工作面對應地表位于楊大池以北，陳家門西南，錢家溝以西，地表為東低西高的緩坡。本工作面位于21盤區三條下山西翼，從上而下第十個工作面，上部為已采畢的212

2、00工作面，下部為未開掘的21240工作面，西部與躍進井田相鄰（對應躍進煤礦已采畢的23050工作面及正在回采的23070工作面，最小煤柱間距為102m）。21220上巷自21200反風巷開口掘進，外錯21200下巷8m布置，長度924m，方位307，沿2-3煤底板掘進；21220下巷自21延深中部車場開口，長度901m,方位307，沿2-3煤底板掘進。工作面可采長度為739m，傾斜長265m，平均煤厚7.9m，可采儲量202萬噸，工作面對應地面標高+519+586m，工作面標高-191.622 -254.484m，工作面最大采深達815m（根據井上下對照圖進行計算）。（附圖1：21220準備

3、工作面巷道布置平面示意圖）1.2 煤層賦存情況本工作面所采煤層為侏羅系中統下段義馬組23煤，煤層上半部以半亮型塊狀硬質煤為主，煤質較好。下半部以半暗型煤為主，夾矸多煤質較差。工作面煤層從煤軌向西至設計切眼，厚度逐漸變薄，且煤層中夾矸增多。煤層結構復雜，全煤含矸38層。單層厚0.030.8m。煤層產狀：走向105135，傾向SW,傾角：915，一般11.5。圖1 21220工作面巷道布置平面示意圖1.3 煤層頂底板巖層結構特征偽頂為泥巖，厚度0.050.2m，灰黑色，含碳量高，具滑面，極易冒落；直接頂為泥巖，厚度1.04.9m，灰深灰色泥巖、疏松易冒落；老頂為泥巖，厚度31.532.6m，深灰色

4、灰黑色，致密，塊狀構造，含植物化石；直接底為炭質泥巖，厚度4.07.9m，灰黑色，具滑面，局部夾多層薄煤線，松軟，遇水易膨脹；泥巖老頂之上為一組煤，厚度8.61m左右，其中12煤厚0.10.8m，黑色，半暗型，塊狀構造；11煤厚01.64m，黑色，半亮型，以亮煤為主；一組煤頂板為泥砂巖互層厚5.588.66m，深灰色，致密，斷口平整，發育隱水平層理，砂巖：灰色，含粘土質，夾細砂巖條帶狀裂紋，顯示波狀及渾濁狀層理；一組煤之上為侏羅系中統上段和侏羅系上統巨厚礫巖層厚680.2708.7m，礫石成份較雜，以灰色、淺灰色、紫灰色石英砂巖、石英巖為主，含火成巖、石灰巖礫石。礫徑大小不均，小者僅數毫米，一

5、般在310cm之間，最大可達27cm，磨圓度為次圓、次棱角狀，磚紅色砂泥質膠結物；侏羅系之上直接被第四系松散沉積層覆蓋，厚12.818.5m,為土黃色、棕紅色粘土、砂質粘土、多含砂姜，底部通常為粘土質砂姜和礫石；老底為泥巖、細中砂巖和礫巖，厚度29.736.2m，泥巖：灰灰黑色，含粘土質較多，塊狀結構，含少量根化石及少量滑面。砂巖：灰色，長石、石英細砂巖夾泥巖條帶，硅泥質膠結。礫巖：淺灰色。礫石主要成份為淺灰色石英砂巖，泥砂質基底式膠結。（附圖2：煤系地層綜合柱狀圖）1.4 水文地質情況水文地質條件中等，地表無威脅性水源。在21200工作面回采過程中，老頂砂礫巖水順采后裂隙進入工作面采空區，在

6、下巷積聚。根據此情況分析，預計21220工作面上巷掘進中可能會出現老頂砂礫巖水順裂隙滲出，引起巷道頂板淋水和巷幫滲水。在21200工作面采空區低洼處有一定量積水，上巷掘進期間，要制定探放水措施，及時對21200工作面采空區積水進行探放，并及時完善排水系統，保證排水能力。1.5 地質構造本工作面地質構造較簡單，在21200工作面下巷掘進時揭露2條正斷層，落差分別為0.4m和1.5m，預計該斷層會延伸到本工作面上巷，掘進中會揭露該斷層。本工作面距地表較深，頂板壓力大，煤層節理發育。1.6 21200工作面地表沉陷情況21200工作面對應地表由于采動塌陷、回填復墾，現地表裂縫不明顯。根據21132工

7、作面巖移觀測結果推斷：21200工作面的最大下沉量約為600mm。1.7 巷道支護及施工工藝本工作面上下巷均采用全斷面錨網（索）架36U-6.0m三心拱可縮性支架配合液壓抬棚復合支護，棚距0.8m,凈斷面18.5m2；進切眼采用錨網索架工字鋼梯形棚架型梁單體柱雙抬棚抬棚復合支護；擴切眼采用錨網索架工字鋼梯形棚架型梁單體柱雙抬棚復合支護，切眼凈斷面22.5m2。均采用綜掘機掘進，切眼采用二次成巷施工工藝。在各重點沖擊危險區域采取增強支護強度（結合礦壓顯現和現場情況，采取縮小支架棚距和錨桿索間排距、加大錨索長度等措施），提高抗沖擊能力。圖2 煤層地系綜合柱狀圖2、沖擊危險性程度評價根據義煤集團公司

8、沖擊地壓危險程度評價標準（試行），結合我礦實際，分別采用沖擊地壓發生可能性指數診斷法、沖擊傾向評價法、經驗類比法及綜合指數法等對21220工作面沖擊地壓危險程度進行評價。2.1 按沖擊地壓發生可能性指數診斷法1、采動應力場分布規律max=krH （1-1）式中：max采掘面最大應力，MP； r 上覆巖層平均密度，一般取2.5104N/m3; H 采深，m;取815m; K 煤層上應力集中系數，根據理論和礦山壓力分布的一般規律，應力集中系數為2；在放頂煤采場如果出現較大塑形區，可取1.61.8；在頂板出現來壓或煤柱等特殊條件時，一般取2.53.5；根據理論和礦山壓力分布的一般規律，取2。則：21

9、220工作面最大應力為40.75MPa。2、測定煤巖體沖擊傾向性根據中國礦業大學所做常村煤礦煤巖樣沖擊傾向性鑒定（采樣地點為21132工作面），所采煤層沖擊傾向性實驗室試驗結果，煤層的沖擊傾向性指數Wet（彈性能指數）為9.88。3、應力和沖擊傾向性對“發生沖擊地壓”事件的隸屬度（1） 應力隸屬度 （1-2） 式中： （1-3） c 煤層單軸抗壓強度，MPa；取11.48MP。則：由1-1式得出21220最大應力為39.3MPa，由1-3式求得Ic為3.55，由1-2式求得UIC取值為1.0。（2） 沖擊傾向性對“發生沖擊地壓”事件的隸屬度Uwet （14）煤層沖擊傾向性指數Wet（彈性指數）

10、為9.88，則Uwet由1-4式取Uwet為1.0。4、沖擊地壓發生的可能性指數U （15）則，U=1。5、沖擊地壓發生的可能性表1-1 沖擊地壓發生可能性評價指標U00.60.60.80.80.90.91.0可能性不可能可能很可能能夠經驗算21220工作面發生沖擊地壓可能性指數為1.0；根據表2-1判斷，21220工作面具備發生沖擊地壓的可能性。2.2 沖擊傾向性評價法根據中國礦業大學所做常村煤礦煤巖樣沖擊傾向性鑒定（采樣地點為21132工作面），煤層煤樣的動態破壞時間為79.9ms，沖擊能量指數為3.25，彈性能指數為9.88，煤層上覆砂巖巖樣的彎曲能指數UWQ為1.983kJ。表21 煤

11、的沖擊傾向性分類、指數分類指標無沖擊弱沖擊強沖擊動態破壞時間DT /ms5005050050沖擊能指數KE1.55.01.55.0彈性能量指數WET2.05.02.05.0表22 頂板沖擊傾向性分類、指數分類指標無沖擊弱沖擊強沖擊彎曲能指數/KJUWQ1010UWQ100UWQ100根據表2-1評價煤層沖擊傾向性為弱沖擊傾向性；根據表2-2評價頂板沖擊傾向性為無沖擊傾向。2.3 綜合指數法1、根據開采地質因素確定的沖擊礦壓危險狀態等級評定的綜合指數Wt1。 （3-1）式中Wt1采礦地質因素確定的沖擊地壓危險指數；Wimax表3-1中第i個地質因素中的最大指數值；Wi采掘工作面周圍第i個地質因素

12、的實際指數；n1地質因素的數目。表3-1地質條件確定沖擊礦壓危險等級序號因素沖擊礦壓危險狀態影響因素沖擊地壓危險指數最大值實際沖擊地壓危險指數1W1該煤層發生過沖擊礦壓302W2開采深度223W3頂板堅硬厚巖層距煤層50m334W4開采區域內構造應力集中335W5頂板巖層厚度特征參數Lst50226W6煤的抗壓強度Rc=16Mpa207W7煤的沖擊能量指數WET3.2542Wt1=Wi/Wimax0.572、根據開采技術條件確定影響沖擊地壓危險指數Wt2。 （3-2）式中Wt2采礦地質因素確定的沖擊地壓危險指數；Wimax表3-2中第i個開采技術因素的危險指數最大值；Wi采掘工作面周圍第i個開

13、采技術因素的實際危險指數；n2開采技術因素的數目。表3-2 開采技術條件確定沖擊礦壓危險評定指數序號因素沖擊礦壓危險狀態影響因素沖擊礦壓危險指數最大值實際沖擊礦壓危險指數1W1工作面距殘留區或停采線的垂直距離332W2未卸壓的厚煤層333W3未卸壓一次采全高的煤厚/m334W4兩側采空，工作采面斜長425W5沿采空區掘進巷道426W6接近采空區的距離小于50m，接近煤柱的距離小于50m227W7掘進工作面接近老巷的距離小于50m，接近分叉的距離小于50m318W8面接近落差大于3m的斷層距離小于50m219W9面接近煤層傾角劇烈變化的皺曲距離小于50m2010W10面接近煤層侵蝕或合層部分22

14、11W11開采過上解放層或下解放層，卸壓程度-2-212W12采空區處理方式20Wt2=Wi/Wimax0.613、根據開采地質和開采技術條件評定的沖擊地壓危險指數Wt1、Wt2,用式3-3確定出沖擊地壓危險狀態等級評定的綜合指數Wt，最終根據表3-3確定沖擊危險程度。 （33）得出，Wt為0.61。表33 綜合指數法分類、指數分類指標ABCDE無沖擊弱沖擊中等沖擊強沖擊不安全綜合指數Wt0.30.30.50.50.750.750.950.95根據3-3表分析結果，21220工作面為中等沖擊工作面，在掘進過程中必須采取相應的解危措施。2.4 經驗類比分析法1、采深 21220工作面最大采深84

15、0m，具備發生沖擊地壓的深度條件。2、斷層 21220工作面上巷掘進期間預計揭露F21200-1、F21200-3兩條斷層，是影響上巷掘進期間發生沖擊地壓的因素，特別是斷層面前后30m極易發生沖擊地壓。3、 煤柱 21220工作面切眼緊鄰常-躍井田邊界煤柱，煤柱邊界以西為躍進煤田采空區，煤柱應力集中，可能導致開切眼及其附近巷道的沖擊地壓災害。4、停采線和采空區 21220工作面上巷沿21200采空區掘巷，上下巷外段分別在21區延深煤柱工作面采空區下向實體煤掘進，特別是在21200工作面停采線和里段開切眼附近以及21延深煤柱工作面西采空區邊緣等區域施工時，煤體受側向應力和煤柱支撐壓力以及擾動等綜

16、合作用，存在較高應力集中，具有發生沖擊地壓的可能。5、 鄰近的21200工作面回采期間沖擊地壓情況。21220上部為21200工作面，該工作面于2011年4月開始回采，2012年11月回采完畢。在回采過程中，根據SOS微震監測系統的統計，每天發生104J（含104J）以下能量的微震事件約25次，均無明顯破壞，其中該工作面下巷共發生2次105J較大能量的微震事件，詳細情況如下：（1）微震事件記錄2012年1月14日23:15分，震源位置在21200下巷距設計停采線以里26m處，能量為2.02105J，震級為1.84級，破壞位置在工作面下端頭以外120160m范圍。2012年6月24日10:22分

17、，震源位置21200下巷距設計停采線以里90m處，能量為3.20105J，震級為1.95級，破壞位置距設計停采線以里80120m范圍，距工作面下端頭以外110150m。（2）現場破壞情況21200回采工作面發生的2次105J微震事件中，巷道有輕微震動，巷道底板有少量頂煤震落，底板底鼓量不明顯，巷道兩幫無移近量，設備和支架未造成破壞，人員無傷害，沒有影響生產。以此推斷，21220工作面煤體中聚集一定的彈性能，特別是下巷和局部高應力區域在掘進期間受擾動影響會加劇應力集中，具備發生沖擊的危險性。3、結論結合沖擊地壓發生可能性指數診斷法、沖擊傾向評價法、經驗類比法及綜合指數法等分別對21220工作面沖

18、擊地壓危險程度進行評價，經綜合分析，得出如下結論：（1）、21220工作面存在沖擊危險性。（2）、21220工作面沖擊地壓危險等級為中等。（3）、上巷為沿空掘巷，布置在減壓區內，應力集中度相對較弱，屬弱沖擊危險區域。下巷和切眼均布置在實體煤中，受采深和煤柱以及擾動影響，應力高，屬于中等沖擊危險區域。（4）、結合21220工作面巷道布置和局部高應力分布，提前預測了6個重點沖擊危險區域，在施工過程中必須重點監控，超前防范。（附圖3：21220工作面沖擊危險區域劃分示意圖）沖擊危險區域一：上巷口以里30180m區域。該區域受21200工作面停采線附近集中應力、21延深煤柱工作面采空區側向支承壓力、一條落差0.4m的F21200-3斷層影響，易發生沖擊地壓。沖擊危險區域二：下巷口以里30130m區域。該區域受21延深煤柱工作面采空區側向支承壓力影響，沖擊危險性較大