采場(chǎng)礦山壓力顯現(xiàn)基本規(guī)律.ppt

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1、第四章采場(chǎng)礦山壓力顯現(xiàn)基本規(guī)律本章介紹：礦壓顯現(xiàn)指標(biāo)老頂初次來(lái)壓、周期來(lái)壓頂板壓力估算影響礦壓顯現(xiàn)的因素放頂煤開(kāi)采礦壓顯現(xiàn)規(guī)律第一節(jié)礦壓顯現(xiàn)指標(biāo)一、礦壓顯現(xiàn)：在礦山壓力作用下，煤巖體及支護(hù)物所表現(xiàn)出的種種力學(xué)現(xiàn)象。二、礦壓顯現(xiàn)指標(biāo)：1、頂板下沉S（mm）——煤壁到采空區(qū)邊緣范圍內(nèi)頂、底板間相對(duì)位移。頂板絕對(duì)下沉不易得到，一般以距煤壁4米處下沉量為工作面頂板下沉量。可以每米采高每米推進(jìn)度下沉量S/L/M為比較標(biāo)準(zhǔn)。工作面頂?shù)装逡平€1—頂板絕對(duì)下沉曲線；2—頂板相對(duì)移近量（下沉）曲線；3—底版臌起曲線2、頂板下沉速度V（mm/h）——單位時(shí)間頂板下沉量。3、支柱變形與折損——觀察噴液、

2、下縮、壓裂、折斷等。4、頂板破碎度——單位面積中頂板冒落面積所占百分比。5、局部冒頂——小范圍頂板垮落。6、大面積冒頂——頂板沿工作面煤壁切落。7、煤壁片幫——煤壁因支承壓力作用發(fā)生的剪切坍塌破壞。8、底臌——底板塑性變形。9、支柱插入底板——底板松軟，對(duì)頂板管理很不利。第二節(jié)老頂初次來(lái)壓一、初次來(lái)壓的形成：初采——初次放頂——老頂懸露跨度增大——老頂斷裂——形成平衡結(jié)構(gòu)——失穩(wěn)——初次來(lái)壓初次來(lái)壓——老頂平衡結(jié)構(gòu)第一次失穩(wěn)而施加給工作面以大型壓力的過(guò)程。初次來(lái)壓步距——第一次來(lái)壓時(shí)，工作面距開(kāi)切眼的距離（推進(jìn)距離）?！捌鲶w梁”對(duì)初次來(lái)壓的解釋：來(lái)壓時(shí)工作面頂板切斷情況二、初次來(lái)壓時(shí)礦

3、壓顯現(xiàn)特點(diǎn)：1、來(lái)壓前，頂板壓力無(wú)明顯增大；2、煤壁內(nèi)部支承壓力增高，煤壁片幫嚴(yán)重；3、頂板有板炮聲響；4、頂板下沉速度急劇增加，由1mm/h到5~20mm/h；5、支柱載荷急劇增加；6、頂板出現(xiàn)切斷（直接頂沿煤壁切斷）。三、預(yù)防措施：初次來(lái)壓前無(wú)明顯征兆，工作面頂板壓力不大，致使支架穩(wěn)定性差，來(lái)壓猛，易造成頂板事故。1、增大支撐力2、增加穩(wěn)定性3、加強(qiáng)礦壓觀測(cè)及地質(zhì)、開(kāi)采資料4、加強(qiáng)日常支護(hù)質(zhì)量管理。四、來(lái)壓條件：1、有老頂存在；2、直接頂垮落后不能充填滿采空區(qū)。五、初次來(lái)壓步距和來(lái)壓強(qiáng)度影響因素1、老頂?shù)牧W(xué)性質(zhì)、厚度、破斷巖塊之間的相互咬合情況；2、地質(zhì)構(gòu)造。來(lái)壓是老頂斷裂（結(jié)構(gòu)

4、失穩(wěn)）施力于工作面的結(jié)果；來(lái)壓期間重點(diǎn)措施是：增加支護(hù)強(qiáng)度；增強(qiáng)支架穩(wěn)定性；保護(hù)煤壁，減少片幫。第三節(jié)老頂周期來(lái)壓一、周期來(lái)壓的形成：有初次來(lái)壓必有周期來(lái)壓。初次來(lái)壓——老頂懸頂跨度增大——老頂斷裂——平衡結(jié)構(gòu)——失穩(wěn)——周期來(lái)壓。周期來(lái)壓——老頂平衡結(jié)構(gòu)周期性失穩(wěn)而施加給工作面以大型壓力的過(guò)程。周期來(lái)壓步距——兩次來(lái)壓期間工作面推進(jìn)距離。（周期來(lái)壓步距=1/2初次來(lái)壓步距）“砌體梁”理論對(duì)周期來(lái)壓的解釋：二、周期來(lái)壓時(shí)的礦壓顯現(xiàn)：1、頂板下沉量急劇增加；2、支柱載荷普遍增加；3、煤壁片幫嚴(yán)重；4、當(dāng)支撐力不足時(shí)，工作面回出現(xiàn)臺(tái)階下沉；5、如果支護(hù)參數(shù)選擇不合理，會(huì)發(fā)生冒頂、切頂。（周

5、期來(lái)壓顯現(xiàn)一般較初次來(lái)壓時(shí)有所緩和）三、預(yù)防措施：同初次來(lái)壓，同時(shí)加強(qiáng)統(tǒng)計(jì)觀測(cè)。第四節(jié)頂板壓力的估算頂板壓力是工作面支護(hù)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要參數(shù)。一、估算法：1、經(jīng)驗(yàn)估算法：實(shí)質(zhì)——以直接頂沿煤壁斷裂、老頂平衡結(jié)構(gòu)失穩(wěn)時(shí)最不利狀態(tài)作為頂板壓力估算的依據(jù)（最大可能載荷）。1）直接頂載荷：2）老頂載荷：（按直接頂載荷的倍數(shù)估算）經(jīng)大量觀測(cè)，最大壓力時(shí)也不超過(guò)平時(shí)的2倍。故：因且所以有：即：頂板壓力相當(dāng)于4~8倍采高巖柱重量。2、從老頂結(jié)構(gòu)平衡關(guān)系估算：實(shí)質(zhì)：直接頂載荷全部由支架承擔(dān)，老頂載荷僅當(dāng)老頂結(jié)構(gòu)失穩(wěn)時(shí)產(chǎn)生。（失穩(wěn)：滑落失落、變形失穩(wěn)）1）滑落失穩(wěn)估算：老頂載荷=兩巖塊重量-咬合處摩擦力2

6、）變形失穩(wěn)估算：支撐力與頂板下沉量為雙曲線關(guān)系：即：式中：——實(shí)測(cè)頂板下沉量；——要求控制頂板的下沉量；——頂板下沉量為時(shí)，老頂?shù)淖饔昧Α?shí)測(cè)要求（承載系數(shù)）3、威爾遜估算法：實(shí)質(zhì)——只估算直接頂載荷，載荷與支撐力不同線，從而有附加載荷。的大小受直接頂垮落角的影響。所需支撐力P依據(jù)直接頂形狀，按照力系平衡求出。二、實(shí)測(cè)法第五節(jié)影響采場(chǎng)礦山壓力顯現(xiàn)的主要因素一、采高與控頂距：圖中：L——控頂距So—頂板最終下沉量SL—控頂范圍內(nèi)最大下沉量Lo—彎曲老頂前后最大曲率點(diǎn)間距有：且：故有：因?yàn)楣剩杭矗浩渲杏桑ㄓ矌r取小，軟巖取大）頂板下沉量與采高、控頂距成正比；采高增大，上覆巖層活動(dòng)范圍大，不易

7、形成平衡結(jié)構(gòu)；采高增大，煤壁不穩(wěn)定，礦壓顯現(xiàn)嚴(yán)重；控頂距增大，頂板穩(wěn)定性差。二、工作面推進(jìn)速度及工序：1、推進(jìn)速度影響=時(shí)間對(duì)頂板下沉（變形）的影響。加快推進(jìn)速度減少控頂時(shí)間減少無(wú)工序下沉量。對(duì)破碎頂板，加快推進(jìn)速度，可改善頂板狀況。2、工序影響：落煤引起頂板下沉速度增加；放炮影響范圍：上、下15m，劇烈區(qū)上、下5m放頂引起頂板下沉速度增加；影響范圍：上20m下10m劇烈范圍：上15m下5m落煤、放頂——改變頂板支撐條件，頂板移動(dòng)加強(qiáng)。注意：加