矿长资格培训《矿井顶板灾害防治》

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1、矿长资格培训矿井顶板灾害防治主讲：邹义怀电话：13985181401《矿井顶板灾害防治》目录第一章矿山岩石基本性质第二章煤层顶板第三章采场顶板活动规律第四章采场顶板支护及采空区处理第五章采场顶板事故及防治第六章巷道冒顶事故及防治前言顶板灾害防治的重要性：2005年贵州煤矿事故统计事故发生特点：煤矿顶板事故总的分为：采场顶板事故及巷道顶板事故1、采场①绝大多数发生在使用单体支柱和木支柱工作面约占93%；②由直接顶造成的事故约占93%，老顶造成的事故约占7%；③局部冒顶70%，大型垮落30%；④机炮道26%，放顶线15%，上下两口15%，

2、其他44%。2、巷道掘进头占48%，交叉点43%，其他9%。掘进头和交叉点是防治重点。顶板事故原因（技术原因、管理原因）防治措施（监测、支控、管理）[复习思考题]1、简述顶板灾害防治的重要性及煤矿顶板事故的特点？第一章矿山岩石基本性质岩石——是矿物的凝聚体（由各种造岩矿物或岩屑在地质作用下按一定规律组合而成）按成因：岩浆岩、沉积岩、变质岩按固体矿物颗粒间的结合特征：固结性、粘结性、散粒状按力学强度和坚实性：坚硬岩石、松软岩石煤矿中常见：砂岩、石灰岩、砂质页岩、泥质页岩、粉砂岩等第二章矿山岩石基本性质一、岩石的物理性质主要是岩石的容重、

3、碎胀性、软化性1、容重单位体积（包括空隙体积）岩石的质量，t／m3、g／m32、碎胀性岩石破碎后的体积比破碎前体积增大的性质。常用Kp表示：碎胀性在顶板管理中的作用：（1）利用岩石破碎后体积膨胀的性质，采动后顶板破碎体积增大充填采空区从而进一步减小顶板垮落高度，减少上部岩层的垮落的下沉；（2）利用岩石碎胀性系数可用来预测或计算采空后顶板垮落高度；从而进一步预测和计算采场顶板压力，给采场支护设计提供依据；3、水胀性岩石遇水而膨胀的性质。＝浸水后厚度膨胀量／原始厚度4、软化性岩石侵水后其强度降低的性质。二、岩石的变形性质是岩石在不同类型受

4、载下发生形状和体积变化的特性。1、弹性变形卸载后岩石的变形能完全恢复到原始状态。（a）线弹性——直线关系（b）完全弹性（非线性弹性）——非直线（C）滞弹性——曲线关系2、塑性变形指岩石在外力作用下当超过其屈服极限应力时仍能发生变形，撤去外力后不能完全恢复原始状态的性质，亦称残余变形。（a）理想塑性（b）硬化现象3、一般岩石变形性质岩石是兼有弹性和塑性的材料。岩石受力后既可能出现弹性变形，也可能出现塑性变形，且往往同时出现。①εp—瞬时弹性变形（卸载后立即恢复）②εr—后效弹性变形（卸载后经过一定时间才恢复）③εe—塑性变形（永远恢复不

5、了的变形）４、岩石的流变性质通常把随时间因素而变化的应力应变现象称流变性质。①蠕变——即应力不变（恒定载荷），应变随时间增长而增大的现象。②松驰——应变不变，应力随时间延长而减小的现象。③弹性后效——卸载后，弹性变形逐渐恢复的现象。④粘性流动——岩石蠕变发生一段时间后卸载，部分变形永久不能恢复的现象。三、岩石的强度在载荷作用下岩石变形，达到一定程度就会破坏。1、抗压强度——岩石试件在压缩时所能承受的最大压应力值。分单向、双向、三向抗压强度2、抗拉强度——岩石试件在拉伸时所能承受的最大拉应力值。3、抗剪强度——岩石抵抗剪切的极限强度。三

6、向等压抗压强度＞三向不等压抗压强度＞双向抗压强度＞单向抗压强度＞抗剪强度＞抗拉强度四、岩石的破坏类型研究表明：不论加载方式如何，岩石总是被拉坏或剪坏。拉坏（岩石断裂面明显离开，断裂面间没有错动）剪坏（岩石断裂不离开，断裂面一定发生错动）岩石被压坏的原因是因为与压应力不垂直的平面上出现剪应力，当剪应力达到极限时被剪切破坏。五、岩体的强度1、岩体的结构2、岩体的强度岩体存在结构面（弱面），岩体的强度首先取决于软弱结构面强度，其次取决于岩体结构本身的强度。τσ岩石强度弱面强度[复习思考题]1、何为岩石的碎胀性，并说明其在顶板管理中的重要性。

7、2、何为岩石的变形性质，岩石的变形性质有哪些？3、何为岩石的强度，主要的强度指标有哪些？4、说明岩石的强度关系。5、为什么说岩石总是被拉坏或剪坏？6、岩体的结构有哪些？7、岩体的强度和岩石的强度哪个大？第二章煤层顶板位于煤层上面的岩层叫顶板，位于煤层下面的岩石叫底板。一、顶板1、伪顶——紧贴煤层，随采随落，厚度一般0.3m～0.5m。2、直接顶——位于伪顶或煤层（无伪顶时）之上，由一层或几层岩层组成，一般能随回柱放顶及时垮落。3、老顶——位于直接顶之上（有时直接位于煤层之上）厚而坚硬的岩层。能维持很大的悬露面积而不随直接顶垮落。二、底

8、板1、直接底——位于煤层之下、厚度较小（约0.2m～0.4m），常由泥岩、页岩、粘土岩组成。2、老底——位于直接底或煤层（无直接底时）之下，一般由砂岩或石灰岩等坚固的岩层组成。[复习思考题]1、何为煤层的顶板和底板，怎样