矿山压力与控制

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1、采场：在煤层或矿床的开来过程屮，一般把直接进行采煤或采有用矿物的工作空间称为冋采工作面或简称为采场。底板:赋存在煤层之上的岩层称为顶板或称为上覆岩层，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：在煤层与直接顶之间有时存在厚度小于0.3-0.5m.极易垮落的软弱岩层，称为伪顶。老顶：通常把位于直接项之上（有时直接位于煤层之上）对釆场矿山压力直接造成影响的厚而坚硬的岩层称为老顶。采空区的处理方法：刀柱法（或留煤柱）、顶板缓慢下沉法、全部充填或局部充填法、全部垮落法直接顶初次垮落/初次垮

2、落距：直接顶的第一次大面积垮落称为直接顶初次垮落；直接顶初次垮落的标志是；直接顶的垮落高度超过—5米，范围超过全工作面长度的一半。此吋直接顶的跨距称为初次垮落距。顶板下沉：一般指煤壁到采空区边缘裸露的顶底板相对移近量顶板下沉速度:指单位时间内顶底板移近量，以mm/h计算。表示顶板活动的剧烈程度。老顶初次来压/老顶初次来压步距：当老顶悬露达到极限跨距时，老顶断裂形成三较拱式的平衡，同时发生已破断的岩块冋转失稳，有时可能伴随滑落失稳，从而导致工作面顶板的急剧下沉。此时，工作面支架呈现受力普遍加大的现彖，即称为老顶的初次来压。由开切眼到初次来

3、压时工作面推进的距离称为老顶的初次来压步距初次断裂步距：老顶达到初次断裂时的跨距称为极限跨距，也称为初次断裂步距。周期来压：由前述可知，随着回采工作面的推进，在老顶初次来压以后，裂隙带岩层形成的结构将始终经历“稳定•失稳•再稳定”的变化，这种变化将呈现周而复始的过程。由于结构的失稳导致了工作血顶板的来压，这种来压也将随着工作血的推进而呈周期性出现。因此由于裂隙带岩层周期性失稳而引起的顶板來压现象称之为工作面顶板的周期來压根据回采工作面前后的支承压力状态可将其分为应力降低区b（减压区）、应力增高区a（增压区）及应力不变区c（稳压区）。在工

4、作面前方支承压力的峰值到煤壁为极限平衡区，向煤体内则为弹性区。支柱撑力；支柱工作阻力：支柱对顶板的主动作用力称为支柱的撑力；支柱受顶板压力作用而反映出來的力称为支柱的阻力，又称工作阻力P。'•初撑力：支架支设时，将活柱升起，托住顶梁，利用升柱工具和锁紧装置使支柱对顶板产生一个主动力。这个最初形成的主动力称为支柱的初撐力。对于液压支柱;即是泵压所形成的支柱对顶板的撑力。P。■始动阻力：在顶板压力作用下，活柱开始下缩的瞬间支柱上所反映出来的力称为始动阻力。这种力是顶板压缩支柱形成的，因此称为支柱的阻力。P1•初工作阻力：指在支架的性能曲线中

5、，活柱下缩时，工作阻力的增长率由急剧增长转为缓慢增长的转折点处的工作阻力。P2■最大工作阻力：支柱所能承受的最大负载能力，乂称额定工作阻力。支架的分类：1.按对支撑面积和掩护面积的比值进行分类：（1）支撑式液压支架（2）支撑掩护式（3）掩护支撑式（4）掩护式2.按支架结构进行分类。这种分类方法主要将液压支架按有无掩护梁分为两大类：凡是有掩护梁的液压支架统称为掩护式，相反则为支撑式。支撑式指在结构上没有掩护梁，对顶板的作用是支撑的支架称为支撑式支架；掩护式指在结构上有掩护梁，单排立柱连接掩护梁或直接支撑顶梁対顶板起支撑作用的支架；支撑掩护

6、式指具有双排或多排立柱及掩护梁结构的支架，支柱大部或全部通过顶梁对顶板起支撐作用，可能有部分支柱是通过掩护梁对顶板起作用。另外，将对顶板仅起掩护作用的液压支架称为纯掩护式液压支架。这种命名法在一定程度上既考虑了支架的支撑特点，同时又考虑了支架的结构特点。软岩的概念：软岩从定义上分为地质软岩和工程软岩。(1)地质软岩：地质软岩是指强度低、孔隙度大、胶结程度差、受构造面切割及风化影响显著或含有大量膨胀性黏土矿物的松、散、软、弱岩层的总称。(2)工程软岩：工程软岩是指在巷道工程力作用下，能产生品著变形的工程岩体，巷道工程力是指作用在巷道工程岩

7、体上力的总和。工程软岩的定义提示了软岩的相对性实质软岩的基本属性(1)软化临界载荷：岩石的蠕变实验表明，施加的载荷小于某一载荷水平时，岩石处于稳定变形状态，蠕变曲线趋于某一变形值。施加的载荷大于该载荷水平吋，岩石的应变不断增加，出现明显的塑性变形加速现象。这一载荷水平称为软岩的软化临界载荷。施加的载荷水平低于软化临界载荷时，岩石处于硬岩范畴;施加的载荷水平高于软化临界载荷时,岩石称为软岩。(2)软化临界深度：与软化临界载荷相对应地存在软化临界深度。对特定矿区，软化临界深度是客观存在的。当巷道埋深大于某一开采深度时，围岩产生明显的塑性大变

8、形;当巷道埋深小于该开采深度时，巷道围岩不出现明显变形。这一临界深度即为软化临界深度。巷道围岩应力影响带：巷道开掘以后，巷道周围岩体内的应力重新分布。巷道围岩应力受扰乱的区域称为影响带，一般以超过原岩应力值