指标 动态破坏时间 DT/ms 冲击能量指数 KE/kJ
弹性能量指数 WET
强冲击 ≤50 ≥5.0 ≥5.0
强冲击
弱冲击 50~500 5.0~1.5 5.0~2.0 弱冲击
无冲击 ＞500 ＜1.5 ＜2.0
对煤的试样研究表明,煤试块的冲击性在其单向
抗压强度为Rc=16~20MPa时变化较大，当煤的 单向抗压强被小于Rc＜16MPa时,煤试块要发生 冲击,就需要较大的压应力。
（1）突发性 （2）瞬时震动性 （3) 巨大破坏性 (4) 复杂性
(三） 冲击矿压分类 冲击矿压按其显现强度、释放的能量等进
行分类,根据冲击的显现强度，可分为四类： (1）弹射 （2）矿震
（3）弱冲击 （4）强冲击
根据震级强度和考虑抛出的煤量，可将冲 击矿压分为三级：
（1）轻微冲击(I级)。抛出煤量在10t以下， 震级在1级以下的冲击矿压。
(1）对井下巷道的影响 （2）对矿工的影响 （3）对地表建筑物的影响
第二节 冲击矿压发生机理
一、冲击矿压影响因素
（一） 冲击矿压影响因素分析 冲击矿压发生的原因是多方面的，但从
总的来说可以分为三类，即 自然地质因素（应力） 开采技术（采动应力集中） 组织管理措施（防治措施） 。
（二）地质条件对冲击矿压的影响
第十一章煤矿动压现象及其控制
第一节 冲击矿压现象形成特点及分类 第二节 冲击矿压发生机理 第三节 冲击矿压的预测预报及危险性评定 第四节 冲击矿压的防治 第五节 顶板大面积来压
煤矿开采过程中，在高应力状态下积聚有大 量弹性能的煤或岩体，在一定的条件下突然发 生破坏、冒落或抛出，使能量突然释放，呈现 声响、震动以及气浪等明显的动力效应。这些 现象统称为煤矿动压现象。它具有突然爆发的 特点，有的能形成强烈暴风，危害程度比一般 矿山压力显现程度更为严重 。根据动压现象 的一般成因和机理，可把它归纳为三种形式， 即冲击矿压、顶板大面积来压和煤与瓦斯突出。 前两者完全属于矿山压力的研究范畴。
矿井
门头沟 天池
抚顺
城子 大台矿 陶庄
房山
唐山
最小采深,/m
200
240
250
370（2）煤岩的力学特征
1. 在一定的围岩与压力条件下，任何煤层中 的巷道或采场可能发生冲击矿压。
2. 煤的强度越高，引发冲击矿压所要求的应 力越小。
3 .煤的冲击倾向性是评价煤层冲击性的特征参 数之一。 对煤的冲击倾向性评价，主要采用煤的冲 击能量指数KE、弹性能量指数WET和动态 破坏时间DT。
图11-3 冲击能量指 数KE计算图
在单轴压缩状态下，煤样的全“应力—应变”
曲线峰值C前所积聚的变形能ES与峰值后所消耗的 变形能EX之比值
图11-4 弹性能指数WET计算图
WET
sp st
图11-5 动态破坏 时间Dt曲线
煤样在常规单轴压缩试验条件下，从极限 载荷到完全破坏所经历的时间
表11-2 煤的冲击倾向鉴定指标值
苏联阿维尔申教授认为，煤层内的弹性能可由 体变弹性能Uv、形变弹性能Ut和顶板弯曲弹 性能Uw三部分组成，即 U U v Ut U w
q 2 L5 U w 8EJ
由以上两式可以看出，Uw与岩层悬伸长度的五 次方成正比，即L值越大，积聚的能量也越多。 一般，厚度越大的坚硬岩层越不易冒落，形成 的L值也就越大。
图11-7 顶板弯曲弹性能的计算图 a—初次垮落时；b—周期垮落时
煤层厚度对发生冲击矿压也有影响，煤层越厚， 发生冲击矿压越多，越强烈。 煤的湿度也有影响作用。因为煤层含水后，可 使煤层的弹性减小，强度降低，塑性增加，能 减缓发生冲击矿压的危险。
（4） 地质动力因素
实践证明，冲击矿压经常发生在向斜轴部， 特别是构造变化区，断层附近，煤层倾角变 化带，煤层皱曲，构造应力带。 图11-8为冲击矿压次数与巷道距断层距离间的 关系。
图 11-8 冲击矿压与距断层距离的关系
褶皱是岩层在水平应力挤压下形成的，这种 褶皱大部分在沉积岩层中形成。对于巷道及 采面来说，在皱曲的各个部位，出现的危险 性是不一样的，
图11-9 皱曲部分的受力状态及危险性
（三）开采技术对冲击矿压的影响
冲击矿压大多数发生在巷道(72.6%)，采场则 较少(27.4%)。残采区和停采线对冲击矿压发 生影响较大。从统计结果看，89%的冲击矿 压发生在残采区，停采线，断层区域或煤层 超采的地方。发生冲击矿压的区域见表11-3和 图11-10所示。
（2）中等冲击(II级)。抛出煤量在10~50t， 震级在l~2级的冲击矿压。
（3）强烈冲击(III级)。抛出煤量在50t以上， 震级在2级以上的冲击矿压 。
根据国内外的分类方法，冲击矿压可分为 由采矿活动引起的采矿型冲击矿压和由构造 活动引起的构造型冲击矿压。而采矿型冲击 矿压可分为压力型、冲击型和冲击压力型。 在某种程度上，构造型冲击矿压也可看作为 冲击型。 （四）冲击矿压和矿山震动对环境的影响
（1）开采深度 统计分析表明，开采深度越大，冲击矿压
发生的可能性也越大。开采深度与冲击矿压 发生次数的关系如图11-1、11-2所示
图11-1 波兰采深与 冲击矿压的关系
W-冲击指数(开采百万吨煤 炭冲击矿压次数)
图11-2 天池煤矿采 深与冲击矿压的关系
N为冲击矿压次数
表11-1 中国煤矿条件下发生冲击矿压的最小采深
第一节 冲击矿压现象形成特点及分类
（一） 冲击矿压现象
冲击矿压造成煤岩体振动和煤岩体破坏，支 架与设备损坏，人员伤亡，部分巷道垮落破坏 ， 还会引发或可能引发其它矿井灾害，尤其是瓦 斯、煤尘爆炸、火灾以及水灾，干扰通风系统， 严重时造成地面震动和建筑物破坏等，是煤矿 重大灾害之一。
（二）冲击矿压的特点
弱冲击倾向性 Rc≤16MPa 强冲击倾向性 Rc＞16Mpa
（3）顶板岩层的结构特点
顶板岩层结构，特别是煤层上方坚硬，厚 层砂岩顶板是影响冲击矿压发生的主要因素 之一，其主要原因是坚硬厚层砂岩顶板容易 聚积大量的弹性能。在坚硬顶板破断过程中 或滑移过程中，大量的弹性能突然释放，形 成强烈震动，导致顶板煤层型（冲击压力型） 冲击矿压或顶板型（冲击型）冲击矿压。