06煤矿开采方法第六章+采煤工作面矿山压力规律.ppt

煤矿开采方法精品课程第二篇采煤方法第六章采煤工作面矿山压力规则，第一节矿山压力的基本概念，第一、矿山压力矿山压力破坏了岩体中的原岩应力平衡状态，引起应力的再分布，作用于开采空间周围的岩体内和支护物的力称为矿山压力。 二、矿山压力源(一)自重应力(二)结构应力(三)膨胀应力、自重应力、三、矿山压力出现，在矿山压力的作用下，围岩和支撑台表现出的力学宏观现象，如围岩的变形、离层、破坏和跌落，支撑台受到力的变化和损伤，煤(岩)突出，填充物采煤工作面矿压出现的主要形式有：工作面顶板下沉、支架变形和损伤、顶板破碎和大面积跌落、煤壁悬臂、支柱插入底板、底板膨胀等。 第二节采煤工作面围岩的移动特征，采煤工作面上方的岩层顶板下方的岩层3354顶板的分类：假天：位于煤层上方伴随采煤落下的极不稳定的岩层，厚度一般在0.30.5m以下直接顶上：位于伪顶上或者直接位于煤层上，具有一定的稳定性移动架子或柱子卸下屋顶后自行崩塌的岩层基本顶部：位于直接顶部或煤层上，又厚又硬的岩层。 1、基本上顶2 .直接顶3、伪造顶4、煤层5、底板岩层、煤层顶底板岩层，一、直接顶第一次崩塌，采煤工作面切断眼睛进行距离后，直接顶达到一定宽度后，第一次抬起开采区的顶板，直接顶崩塌落下的过程称为直接顶第一次崩塌。 KP=v/v直接顶岩层的总厚度，延迟堆积高度，与基本顶之间有可能残留的间隙：二，基本顶上的初次崩溃，(一)如果基本顶上的初次崩溃前岩层构造为0，则随着直接顶上的初次崩溃，基本顶呈现在一定范围内浮起的状态， 可以看作是“板”的基本上是采煤工作面方向的长度比推进方向的长度大得多，所以一端被支撑在采煤工作面的煤壁上，一端被支撑在煤柱上的两端上的梁结构。 (二)基本顶层首次坍塌时和第一次被采煤面按压时继续推进，基本顶层逐渐扩展、弯曲，达到一定的跨度时坍塌。 基本的第一次崩溃被称为基本的第一次崩溃。 (3)基本顶部的第一个崩溃步骤被确定，基本顶部最初崩溃时，其最大的悬垂跨度l最初被称为基本顶部的第一个崩溃步骤。 1、一般来说，把基顶看作两端固定梁，把基顶看作梁时的受力分析图，极限崩塌距离(只考虑弯曲距离计算) l初：2、浅部煤层的情况下，把基顶看作简单支撑梁极限崩塌距离l初：近似基顶被破坏后的平衡拱结构，基顶岩梁达到了极限跨度基本顶部断裂后形成的平衡拱，三是以基本顶部的周期被压迫，(一)基本顶部被压迫前的状态是基本顶部第一次坍塌，随着采煤工作面的进行，工作面上方的基本顶部岩层从两端的固定梁状态变化为悬臂梁状态。 如图所示，在采煤工作面不断发展，基本的顶吊臂的跨度达到极限跨度时，基本的顶由于其自重和上霸岩层的载荷，沿着采煤工作面的煤壁，进一步在煤壁的内侧折断或崩塌。 随着采煤工作面的推进，基本上这种“稳定-失稳-再稳定”现象每周反复出现，使采煤工作面的矿山压力周期性明显增加。 这种基本顶的周期性断裂压曲出现在工作面上产生的周期性来压中，被称为基本顶的周期性来压。 (2)在基本顶周表现出压力和矿压特征，在基本顶周表现出压力和矿压特征，1、直接顶2 .托架3 .断裂的基本顶4、卷起砂砾，(3)周期性地确定步幅，基本上两次周期性地将间隔时间称为压迫周期。在来压周期内采煤工作面前进的距离称为周期，用l周表示。 比较上式，可以知道l周=(0.50.25)L的开头。 (四)根据周期性压力分析、咬合点平衡、四、工作面霸权岩层移动规律、岩层移动特征，可将煤层霸权岩层分为落带(I )、裂缝带(ii )、弯曲下沉带(iii )。 如图所示：作业： 1、矿山压力、矿脉出现的基本概念作简要叙述。 2 .简述了直接第一次崩溃、基本第一次压力和周期性压力的基本概念。 第三节采煤工作面的矿山压力有规律地出现，第一、采煤工作面的支撑压力有规律地出现的支撑压力的特征可以用支撑压力地、峰值的位置和应力集中系数来表示。 (1)采煤作业前的后方支承压力分布采煤作业前的后方支承压力分布与采空区的处理方法有关，对于用所有崩塌法管理顶板的采煤作业面，其前后方向支承压力分布如下图所示：采煤作业前的后方支承压力分布，a :应力上升区； b :应力降低区域c :应力稳定区，采煤作业前后方支撑压力分布的特征，1，采煤作业前前方的煤壁的一端支撑着作业面上方的裂纹带及其上霸权岩层的大部分重量，即作业面的前方支撑压力远远大于作业面的后方。 2、随着采煤工作面的推进，煤壁和采空区的落带向前方移动，作业前的后方支撑压力为移动支撑压力。 3、裂缝带形成了以煤壁和采空区的落地带为前后支撑点的拱形平衡，采煤工作面在减压范围内。 (二)采煤工作面两侧的支撑压力分布，采煤工作面两侧的支撑压力是指工作面两侧的煤柱或煤体的支撑压力。 -卸载胶带-支撑压力带-原岩应力带采集后的应力稳定带lmax-峰值位置，1、采煤工作面两侧支撑压力剧烈的影响区不在煤体边缘，而在距煤体边缘一定距离的地区。 2、采煤工作面两侧煤体边缘处于应力降低区，支撑压力低于原岩应力。 3、采煤工作面两侧的支承压力从形成到向煤体深部移动需要花费时间，因此，要沿着空掘巷稳定，必须在时间上避免不稳定的支承压力作用期。 采煤工作面两侧的支承压力分布规律，二、支承压力在底板上的传递，采煤工作面采煤后，工作面周围形成的支承压力传递到煤层底板上，特别是采煤工作面两侧的支承压力的传递对下部煤层采煤巷道的配置有重要影响。 底板岩层的内压应力的大小与煤柱上方的支撑压力成比例。 底板岩层中的应力分布，1，2 -支撑压力曲线3-原岩应力曲线4，5 -应力变高区域的边界线6-应力降低区的边界线，煤层底板巷道的位置选择，(1)巷道和煤层底板的垂直距离在一定的数值h以上。 h与围岩性质的关系如下表所示。 煤层底板巷道的位置选择，(2)巷道布置在煤柱向底板传递力的影响角之外。 如果巷道配置在煤柱的影响角以内，即使巷道位于比较稳定的岩盘内，也要受到应力上升的影响。 因为巷道配置在煤柱的影响角以外，所以距巷道和煤柱边界的水平距离s为：-煤层倾斜角-的馀角-煤柱的影响角通常在2555之间。 通常，支撑压力越大，或煤柱的尺寸越小，其值越大。煤层底板巷道位置选择、巷道位置选择示意图、巷道到煤壁边缘水平距离的计算图、第四节采煤工作面顶板分类、科学分类可为顶板控制、支架选择、合理支护参数的确定和采空区处理方法提供依据。 一、直接顶分类强度指数D=10RcC1C2式中的Rc-岩石单向抗压强度、MPa； C1-