采场矿山压力显现基本规律.ppt

《采场矿山压力显现基本规律.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第四章采场矿山压力显现基本规律本章介绍：矿压显现指标老顶初次来压、周期来压顶板压力估算影响矿压显现的因素放顶煤开采矿压显现规律第一节矿压显现指标一、矿压显现：在矿山压力作用下，煤岩体及支护物所表现出的种种力学现象。二、矿压显现指标：1、顶板下沉S（mm）——煤壁到采空区边缘范围内顶、底板间相对位移。顶板绝对下沉不易得到，一般以距煤壁4米处下沉量为工作面顶板下沉量。可以每米采高每米推进度下沉量S/L/M为比较标准。工作面顶底板移近曲线1—顶板绝对下沉曲线；2—顶板相对移近量（下沉）曲线；3—底版臌起曲线2、顶板下沉速度V（mm/h）——单位时间顶板下沉量。3、支柱变形与折损——观察喷液、

2、下缩、压裂、折断等。4、顶板破碎度——单位面积中顶板冒落面积所占百分比。5、局部冒顶——小范围顶板垮落。6、大面积冒顶——顶板沿工作面煤壁切落。7、煤壁片帮——煤壁因支承压力作用发生的剪切坍塌破坏。8、底臌——底板塑性变形。9、支柱插入底板——底板松软，对顶板管理很不利。第二节老顶初次来压一、初次来压的形成：初采——初次放顶——老顶悬露跨度增大——老顶断裂——形成平衡结构——失稳——初次来压初次来压——老顶平衡结构第一次失稳而施加给工作面以大型压力的过程。初次来压步距——第一次来压时，工作面距开切眼的距离（推进距离）。“砌体梁”对初次来压的解释：来压时工作面顶板切断情况二、初次来压时矿

3、压显现特点：1、来压前，顶板压力无明显增大；2、煤壁内部支承压力增高，煤壁片帮严重；3、顶板有板炮声响；4、顶板下沉速度急剧增加，由1mm/h到5~20mm/h；5、支柱载荷急剧增加；6、顶板出现切断（直接顶沿煤壁切断）。三、预防措施：初次来压前无明显征兆，工作面顶板压力不大，致使支架稳定性差，来压猛，易造成顶板事故。1、增大支撑力2、增加稳定性3、加强矿压观测及地质、开采资料4、加强日常支护质量管理。四、来压条件：1、有老顶存在；2、直接顶垮落后不能充填满采空区。五、初次来压步距和来压强度影响因素1、老顶的力学性质、厚度、破断岩块之间的相互咬合情况；2、地质构造。来压是老顶断裂（结构

4、失稳）施力于工作面的结果；来压期间重点措施是：增加支护强度；增强支架稳定性；保护煤壁，减少片帮。第三节老顶周期来压一、周期来压的形成：有初次来压必有周期来压。初次来压——老顶悬顶跨度增大——老顶断裂——平衡结构——失稳——周期来压。周期来压——老顶平衡结构周期性失稳而施加给工作面以大型压力的过程。周期来压步距——两次来压期间工作面推进距离。（周期来压步距=1/2初次来压步距）“砌体梁”理论对周期来压的解释：二、周期来压时的矿压显现：1、顶板下沉量急剧增加；2、支柱载荷普遍增加；3、煤壁片帮严重；4、当支撑力不足时，工作面回出现台阶下沉；5、如果支护参数选择不合理，会发生冒顶、切顶。（周

5、期来压显现一般较初次来压时有所缓和）三、预防措施：同初次来压，同时加强统计观测。第四节顶板压力的估算顶板压力是工作面支护设计的一个重要参数。一、估算法：1、经验估算法：实质——以直接顶沿煤壁断裂、老顶平衡结构失稳时最不利状态作为顶板压力估算的依据（最大可能载荷）。1）直接顶载荷：2）老顶载荷：（按直接顶载荷的倍数估算）经大量观测，最大压力时也不超过平时的2倍。故：因且所以有：即：顶板压力相当于4~8倍采高岩柱重量。2、从老顶结构平衡关系估算：实质：直接顶载荷全部由支架承担，老顶载荷仅当老顶结构失稳时产生。（失稳：滑落失落、变形失稳）1）滑落失稳估算：老顶载荷=两岩块重量-咬合处摩擦力2

6、）变形失稳估算：支撑力与顶板下沉量为双曲线关系：即：式中：——实测顶板下沉量；——要求控制顶板的下沉量；——顶板下沉量为时，老顶的作用力。实测要求（承载系数）3、威尔逊估算法：实质——只估算直接顶载荷，载荷与支撑力不同线，从而有附加载荷。的大小受直接顶垮落角的影响。所需支撑力P依据直接顶形状，按照力系平衡求出。二、实测法第五节影响采场矿山压力显现的主要因素一、采高与控顶距：图中：L——控顶距So—顶板最终下沉量SL—控顶范围内最大下沉量Lo—弯曲老顶前后最大曲率点间距有：且：故有：因为故：即：其中由（硬岩取小，软岩取大）顶板下沉量与采高、控顶距成正比；采高增大，上覆岩层活动范围大，不易

7、形成平衡结构；采高增大，煤壁不稳定，矿压显现严重；控顶距增大，顶板稳定性差。二、工作面推进速度及工序：1、推进速度影响=时间对顶板下沉（变形）的影响。加快推进速度减少控顶时间减少无工序下沉量。对破碎顶板，加快推进速度，可改善顶板状况。2、工序影响：落煤引起顶板下沉速度增加；放炮影响范围：上、下15m，剧烈区上、下5m放顶引起顶板下沉速度增加；影响范围：上20m下10m剧烈范围：上15m下5m落煤、放顶——改变顶板支撑条件，顶板移动加强。注意：加