综合指数及多因素耦合冲击地压危险性评价方法.doc

综合指数及多因素耦合冲击地压危险性评价方法1.1 综合指数法综合指数法通过综合分析开采区域的地质因素和开采技术条件因素确定这些影响因素对冲击地压的影响权重，分别得出地质因素和开采技术条件因素的冲击地压危险指数并取其大值作为冲击地压危险的综合指数，并依据该综合指数对冲击地压危险进行评价预测，确定开采区域的冲击地压危险等级工作面冲击地压危险状态等级评定综合指数用表示，式中，为地质因素影响下的冲击地压危险指数，为采矿技术因素影响下的冲击地压危险指数，其中： （1-1） （1-2）式中：为第个冲击地压影响因素的评估指数；为第i个冲击地压影响因素的最大的评估指数，n为影响因素的个数对冲击地压危险程度按评定其等级的综合指数可定量划分为四级，表1-1给出了划分标准及应采取的对策表1-1 冲击危险状态的分级及对策危险等级危险性指数采取对策A无危险Wt≤0.25正常进行设计及生产作业B弱危险0.25＜Wt≤0.5考虑冲击地压影响因素进行设计，还应满足：(1)配备必要的监测检验与治理设备2)制定监测与治理方案，作业中进行冲击地压危险监测、解危和效果检验C中等危险0.5＜Wt≤0.75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；优化主要巷道及硐室的技术参数、支护方式、掘进速度、工作面超前支护距离及方式等。

还应满足：(1) 配备完备的区域与局部监测检验设备和治理装备2) 作业前对采煤工作面支承压力影响区、掘进煤层巷道迎头及后方的巷帮等区域采取预卸压措施3)设置人员限制区域，确定避灾路线4)制定监测和治理方案，作业中进行冲击地压危险监测、解危和效果检验D强危险0.75＜Wt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等参数还应满足：(1)配备完备的区域与局部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等区域实施全面预卸压，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，作业中进行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，并制定相应的治理措施4) 设置人员限制区域、躲避硐室等，确定避灾路线5) 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表1-2为地质因素对应的冲击地压危险指数评估表，将评价区域地质情况与表1-2对比，可得到评价区域各地质因素的评估指数，然后根据式（1-1）计算评价区域地质因素影响下的冲击地压危险指数Wt1。

表1-2 地质因素对应的冲击地压危险指数评估表序号影响因素因素说明因素分类评估指数1同一水平煤层冲击地压发生历史（次数/）=00=112≤＜32≥332开采深度hh≤400 m0400 m＜h≤600 m1600 m＜h≤800 m2h＞800 m33上覆裂隙带内坚硬厚层岩层距煤层的距离d＞100 m050 m＜d≤100 m120 m＜d≤50 m2d≤20 m34煤层上方100 m范围顶板岩层厚度特征数＜50 m050 m＜≤70 m170 m＜≤90 m2>90 m35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%2＞30%36煤的单轴抗压强度≤10 MPa010 MPa＜≤14 MPa114 MPa＜≤20 MPa2＞20 MPa37煤的弹性能指数＜202≤＜3.513.5≤＜52≥53表1-3为开采技术条件因素对应的冲击地压危险指数评估表，将评价区域开采技术条件因素与表1-3对比，可得到评价区域各开采技术条件因素的评估指数，然后根据式（1-2）计算开采技术条件因素影响下的冲击地压危险指数表1-3 开采技术条件因素对应的冲击地压危险指数评估表序号影响因素因素说明因素分类评估指数1保护层的卸压程度好0中等1一般2很差32工作面距上保护层开采遗留的煤柱的水平距离≥60 m030 m≤＜60 m10 m≤＜30 m2＜0 m（煤柱下方）33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34工作面长度Lm＞300 m0150 m≤＜300 m1100 m≤＜150 m2＜100 m35区段煤柱宽度dd≤3 m，或d≥50 m03 m＜d≤6 m16 m＜d≤10 m210 m＜d＜50 m36留底煤厚度=0 m00 m＜≤1 m11 m＜≤2 m2＞2 m37向采空区掘进的巷道，停掘位置与采空区的距离≥150 m0100 m≤＜150 m150 m≤＜100 m2＜50 m38向采空区推进的工作面，停采线与采空区的距离≥300 m0200 m≤＜300 m1100 m≤＜200 m2＜100 m39向落差大于3 m的断层推进的工作面或巷道，工作面或迎头与断层的距离≥100 m050 m≤＜100 m120 m≤＜50 m2＜20 m310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≥50 m020 m≤＜50 m110 m≤＜20 m2＜10 m311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≥50 m020 m≤＜50 m110 m≤＜20 m2＜10 m31.2 多因素耦合法概述多因素叠加法的相应划分方法见表1-5。

表1-5 多因素叠加法分区分级划分表序号影响因素因素说明区域划分危险等级1W1落差大于3m、小于10m的断层区域前后20m范围强前后20m＜≤50m范围中等2W2煤层倾角剧烈变化(大于15)的褶曲区域前后10m范围中等3W3煤层侵蚀、合层或厚度变化区域前后10m范围强前后10m＜≤20m范围中等4W4顶底板岩性变化区域前后50m范围强前后50m～100m范围弱5W5上保护层开采遗留的煤柱下方区域煤柱下方及距离煤柱水平距离30m范围强距离煤柱水平距离30m＜≤60m范围中等6W6落差大于10m的断层或断层群区域距离断层30m范围强距离断层30m＜≤50m范围中等7W7向采空区推进的工作面接近采空区50m范围内强接近采空区50m＜≤100m范围内中等接近采空区100m＜≤200m范围内弱8W8不规则工作面或多个工作面的开切眼及停采线不对齐等区域拐角煤柱前后20m范围强9W9巷道交叉区域“四角”交叉前后20m范围强“三角”交叉前后20m范围中等10W10沿空巷道煤柱区段煤柱宽6m＜＜10m时弱区段煤柱宽10m≤≤30m时强区段煤柱宽30m＜≤0m时中等11W11工作面超前支承压力区工作面煤壁超前0 m＜≤50m范围强工作面煤壁超前50 m＜≤100m范围中等工作面煤壁超前100 m＜≤150m范围弱12W12老顶初次来压前后20m范围中等13W13工作面采空区“见方”区域单工作面初次“见方”前后50m范围强多工作面初次“见方”前后50m范围强单或多工作面周期“见方”前后20m范围中等14W14留底煤区域底煤厚度0m＜≤1m时弱底煤厚度1m＜≤2m时中等底煤厚度大于2 m时强15W15采掘扰动区域－强说明多个“强冲击危险”等级叠加或“强冲击危险”等级与其它等级叠加时，定为“强冲击危险”等级；1个“中等冲击危险”等级与1个或多个“弱冲击危险”等级叠加时，定为“中等冲击危险”等级；2个及以上“中等冲击危险”等级叠加时，定为“强冲击危险”等级；2个及以上“弱冲击危险”等级叠加时，定为“弱冲击危险”或“中等冲击危险”等级。

多因素叠加分析法是指综合分析综合指数法中对应的各类（种）影响因素及权重，考虑多因素相互叠加影响，评估不同地段冲击地压危险多因素叠加指数和冲击地压危险程度（弱、中等、强），并对采掘区域进行划分。