补充矿压内容

《补充矿压内容》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、河南理工大学　能源科学与工程学院顾明Tel:13839168351gmhpu@hpu.edu.cn《矿山压力与顶板管理》补充内容10/26/20211学习目的与要求：通过本章学习，要求学生了解矿压名词概念、矿压显现规律、顶板分类（分级）等内容，掌握支架选型计算方法。本章重点：顶板来压规律、顶板分类（分级）、支架选型本章难点：支承压力分布、支架选型计算学习知识点：工作面围岩，矿压名词，直接顶、老顶来压规律，采空区上覆岩层移动、变形和破坏分带，顶板分类、分级，单体支架、液压支架选型计算。10/26/20212第一

2、节 工作面矿压显现规律一、工作面围岩老顶、直接顶、伪顶、煤层、伪底、直接底、老底（动画演示）二、矿压名词原岩应力——岩体采动前，由于自重应力和构造应力等作用形成原岩应力，原岩应力处于平衡状态。应力重新分布——岩体开掘巷道或进行回采后，破坏了原岩应力平衡状态，引起应力发生转移而进行应力重新分布。10/26/20213矿山压力——由于采掘活动而在巷道和工作面周围煤岩体内或支撑物上形成的力，叫矿山压力（简称矿压、地压、岩压）矿山压力显现——在矿山压力的作用下所产生的一系列力学现象，叫矿山压力显现（矿压显现）。如顶板下

3、沉、底板鼓起、煤壁片帮、支架变形、岩层移动、煤的压出等。支承压力——岩体开掘巷道或进行回采后，应力重新分布，在采煤工作面和巷道两侧煤岩体上形成的集中压力，称为支承压力。10/26/20214矿山压力控制——为安全、合理采出煤炭而采用的人为调节、改变和利用矿山压力的工作，叫矿山压力控制（矿压控制）。顶板管理——采煤工作面主要是控制顶板的变形和破坏，在实践中采煤工作面矿压控制俗称顶板管理，顶板管理主要内容是支护采场、处理采空区。10/26/20215三、直接顶初次垮落规律1、垮落过程（动画演示）2、垮落步距l0=8

4、～20m3、矿压显现特点：直接顶与老顶离层、支架载荷增加较小、产生向煤壁方向的水平推力。10/26/20216四、老顶初次来压规律1、来压过程（动画演示）2、来压步距L0=20～403、矿压显现特点：顶板急剧下沉、破碎，支架载荷剧烈增加，应力峰值点K值达到最大(3～5倍)，煤壁片帮多、深，老顶有折断声，空顶面积大时垮落时伴有暴风、地震等。10/26/20217五、老顶周期来压规律1、来压过程（动画演示）2、来压步距L=(1/4～1/2)L03、矿压显现特点：与老顶初次来压类似，但强度较低。10/26/20218

5、六、支承压力分布特点与范围原岩应力区、前应力升高区(前支承压力区)、应力降低区(减压区、免压带)、后应力升高区(后支承压力区)、稳压区(常压区、原岩应力区)应力峰值点(KγH,前方K=3～5,后方K′=1～1.3)应力降低区包括：煤壁压酥带、采场及部分采空区免压带。10/26/2021910/26/202110七、采空区上覆岩层移动、变形和破坏分带垮落带、裂隙带、弯曲下沉带（图12-5及动画演示）10/26/202111一、直接顶分类强度指标D=σc·C1·C2式中σc——直接顶岩石单向抗压强度，MpaC1——

6、节理裂隙系数C2——直接顶分层厚度系数10/26/202112二、老顶分级老顶分级指标Km=Σh/m式中Σh——直接顶厚度，mm——煤层采高，m老顶分级ⅠⅡⅢⅣ老顶来压显现不明显明显强烈极强烈指标Km﹥3～50.3﹤Km≤3～5,L=25～500.3﹤Km≤3～5,L﹥50或Km≤0.3,L=25～50Km≤0.3,L﹥5010/26/202113第三节单体支架一、单体支柱1、木支柱2、摩擦式金属支柱急增阻式HZJA微增阻式HZWA3、单体液压支柱（恒阻式）内注式NDZ外注式DZ10/26/202114二、顶梁

7、1、工字钢梁2、铰接顶梁3、Π型钢梁三、支架支护方式1、带帽点柱2、工字钢棚支护：一梁二柱10/26/2021153、悬臂式支架：一梁一柱，铰接顶梁正悬臂架设、倒悬臂架设（1）齐梁直线柱布置（2）错梁直线柱布置正悬臂、倒悬臂交替架设（3）错梁交叉柱布置正悬臂架设，梁、柱交错10/26/2021164、Π型钢梁对棚支护一梁二柱或一梁三柱，对棚支护，交替迈步前移，交错布置5、特种支架抬棚、丛柱、排柱、斜撑、木垛、切顶墩柱10/26/202117四、单体支架选型计算1、支架规格支柱支柱最大高度HD=MD-b支柱最小

8、高度HX=MX–SL–b-a式中MD——工作面最大采高，mmMX——工作面最小采高,mmb——顶梁高度，mma——支柱卸载高度，mmSL——顶板下沉量,SL=ηMLη——下沉系数，一般0.025～0.05，可取0.04M——工作面平均采高，mL——控顶距，m顶梁常用顶梁长度0.8、1、1.2m10/26/2021182、支护强度估算法按上覆岩层压力Pt=KMγ按最大顶板下沉