湖南科大矿山压力

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1、矿山岩体的原岩应力及其重力分布原岩（原岩体）：地壳中没有受到人类活动影响的岩体称为原岩体，简称为原岩。原岩应力（地应力、岩体初始应力、绝对应力）：存在于地层中未受工程扰动的天然应力称为原岩应力。原岩应力的形成：板块边界受压、地幔热对流、地球内应力、地心引力、地球旋转、岩浆侵入和地壳非均匀。原岩应力场：天然存在于原岩内而与人为因素无关的应力场称为原岩应力场（主要组成部分有自重应力场和构造应力场）。原岩应力分布规律：1实测铅直应力基本上等于上覆岩层重量。2水平应力普通大于铅直应力。3平均水平应力与铅直应力的比值随深度增加而减少。4最大水平主应力和最

2、小水平主应力一般相差很较大。孔圆形周边的应力分布：1孔周围形成切向应力集中现象，最大切向应力值在孔的周边的2rh。2应力集中系数：2rh。3孔的影响范围与断面有关。矿山压力（二次应力）：由于矿山开采活动的影响，在巷道周围岩体中形成的和作用在巷道支护物上的力定义为矿石压力。矿山压力显现：由于矿山作用使巷道周围岩体和支护物产生的种种力学现象，统称为矿山压力显现。矿山压力控制：所有减轻、调节、改变和利用矿山压力作用的各种方法，均叫住矿山压力控制。支撑压力：在岩体内开掘巷道后，巷道围岩必然出现应力重新分布，一般将巷道两侧改变后的切向应力增高部分称为支撑

3、压力。（支撑压力是矿山压力的重要组成部分）受力状态（单轴——三轴）=切向应力(大——小)、抗压强度（低——高）、破坏顺序（外——里）自稳的条件：周边最大应力》弹性极限。三区的形成（减压区、增压区、稳定区）：周边最大应力《弹性极限。（有时候也分为极限平衡区和弹性区）。第三章采场顶板活动规律采场（回采工作面）：在煤层或矿床的开采过程中，一般把直接进行采煤或采矿物的工作空间称为回采工作面或采场。顶板：赋存在煤层之上的岩层称为顶板或上覆岩层。底板：位于煤层下方的岩层称为底板。直接顶：一般把直接位于煤层上方的一层或几层性质相近的岩层称为直接顶。伪顶：在煤

4、层与直接顶之间有时存在厚底小于0.3——0.5m，极易跨罗的软弱岩层，称为伪顶。老顶：通常把位于直接顶之上对采场矿山压力直接造成影响的厚而坚硬的岩层称为老顶。处理采空区方法：1留煤柱法（损失大、浪费资源）2顶板缓慢下沉法（较少见）3全部（部分）充填法（成本高、工艺复杂）4全部垮落法（工作面的变化）有关采场上覆岩层活动规律的假说：1压力拱假说2悬臂梁假说优点：可以解释工作面近煤壁处顶板沉量小，支架载荷也少，而距煤壁越远则两者均大的现象。同时也可以解释工作面前方出现的支撑压力及工作面出现的周期来压现象。缺点：所计算的底板下沉量和支架荷载与实际所测得

5、的数据相差甚远。3铰接岩块假说优点：正确的阐明了工作面上覆岩层的分带情况，并初步涉及岩层内部的力学关系及其可能形成的结构。缺点：未能对铰接岩块间的平衡条件做进一步的探讨。4预成裂隙假说优点：为了有效地控制顶板，应保证支架具有足够的初撑力和工作阻力，并应及时支撑住顶板岩层，使各岩层之间保持挤紧状态，借助于彼此之间的摩擦阻力，阻止岩层破断岩块之间的相对滑移、张裂与离层。5砌体梁优点：具体给出了断裂岩块的咬合方式及平衡条件，同时还讨论了老顶破断时在岩体中引起的扰动，很好地解释了采场矿山压力显现规律，为采场矿山压力的控制及支护设计提供了理论依据。缺点：

6、没有对此结构的平衡条件做出推导与评价。直接顶初次垮落：直接顶第一次大面积垮落（直接顶的垮距称为初次垮落距）。直接顶初次垮落的标志：1直接顶垮落高度超过1——1.5m，2范围超过全工作面的一半。初次垮落距大小确定因素：1直接顶岩层的强度2分层厚度3直接顶内节理裂隙的发育程度。当直接顶厚度小于或等于老顶时，均易于形成离层。极限跨距（初次断裂步距）：老顶达到初次断裂时的跨距。老顶的梁式破断（误差大）板式破断（计算复杂、误差小）采场上覆岩层所形成的结构的失稳条件：1结构的滑落失稳（咬合点处的摩擦力大于剪切力）2结构的变形失稳（挤压应力集中、咬合处破坏或

7、塑性小）形成稳定状态有两种情况：1完整状态下的稳定（按固定梁或简支梁分析）2破裂状态下的稳定（按砌体梁来分析）第四章采场矿山压力显现规律矿山压力显现程度的指标：1顶板下沉2顶板下沉速度3支柱变形与折损4顶板破碎情况5局部冒顶6工作面顶板沿煤壁切洛老顶的初次来压：工作面支架呈现受力普通加大的现象，即称为老顶的初次来压。初次来压步距：由开切眼到初次来压时工作面推进的距离称为初次来压步距。（一般情况下，老顶的初次来压步距与老顶断裂的极限步距相当）初次来压步距的特点：1回采工作面煤壁上所受的支撑力将随着老顶跨度加大而增加。2老顶来压前，回采工作面的顶板

8、压力并不大，但煤壁内的支撑压力却达到了这种情况下的最大值。3初次来压一般要持续2——3天，顶板出现断裂声，随后产生裂缝。老顶初次来压的对策：1必须掌握