四章节回采工作面矿山压力显现基本规律.ppt

第四章 回采工作面矿山压力显现基本规律,衡量矿山压力显现程度的指标：,1顶板下沉2顶板下沉速度3支柱变形与折损4顶板破碎情况5局部冒顶6工作面顶板沿煤壁切落，或称大面积冒顶其他还有：煤壁片帮、支柱插入底板、底板臌起等一系列矿山压力现象。,1 初次来压前回采工作面矿压显现的基本规律,一、直接顶的初次放顶和循环放顶 直接顶初跨条件：1.冒高：11.5m；2.斜长：超工作面1/2。,二、碎胀系数与残余碎胀系数（Kp、Kp）Kp=Kp=Kp 与 Kp 对老顶有什么影响？,2 老顶初次来压 周期来压,一、概念:1老顶初次来压：由于老顶第一次失稳而产生的工作面顶板来压。2老顶初次来压步距：由开切眼到初次来压时工作面推进的距离。3周期来压：由于裂隙带岩层周期性失稳而引起的顶板来压现象称之为周期来压。,图43 老顶断裂成岩块后的转动图46 初次来压前四周围岩的支承压力分布状态A增压区；B减压区；C稳压区,图49 老顶周期来压的力学模型,二、老顶初次来压特点,1工作面顶板急剧发生下沉。2工作面直接顶破碎，甚至产生台阶状下沉。3煤壁内支承压力增大，煤帮变形与塌落。4老顶初次来压较突然，工作面易出现事故。5顶板出现断裂声，并有顶板掉渣现象，顶板产生裂隙。,三、周期来压主要表现形式,顶板下沉急剧增加；顶板下沉量变大，支柱所受的载荷普遍增加，有时还可能引起煤壁片帮、支柱折损、顶板发生台阶下沉等现象。还可能局部冒顶、甚至顶板沿工作面切落等事故发生。,3 顶板压力估算,一、估算法图410 回采工作面的顶板压力,1直接顶载荷Q12老顶的载荷Q2（定性阶段）1）以直接顶载荷的倍数估算,2）用控制老顶变形失稳的位移量来计算,3）按防止老顶沿工作面切落或发生台阶下沉来估算,4)威尔逊估算法图411 威尔逊计算顶板压力的力学模型,4 回采工作面前后支承压力的分布,一、支承压力的形成 支承压力：指在煤层中开巷或回采后形成的垂直方向上的集中应力。,根据现场实测及实验室研究，煤体边缘在支承压力作用下，按其变形特征分为四个区段：.小于原岩应力的松弛区.应力升高的塑性变形区.弹性变形区.原岩应力区,煤体边缘区应力分布,二、支承压力分布,图416 各种采空区支撑条件下工作面前后支承压力分布,图418 工作面前后支承压力分布,极限平衡区分布规律：（1）宽度与开采深度有关：当开采深由100m400m，增长较快；当采深大于400m，几乎与采深成正比增长。（2）宽度与开采厚度有关：薄煤层宽度较小，同样地质条件下，开采厚度增加，极限平衡区将迅速扩大。（3）宽度随煤体抗压强度增加而减小。（4）支架对煤壁的支撑力可起到减少极限平衡区宽度作用。,5 影响回采工作面矿山压力显现的主要因素,一、生产技术因素 1采高与控顶距图419 上覆岩层移动与工作空间顶板下沉的关系,2工作面推进速度影响图420 工作面实际测定的“St”曲线1采煤机距测点15m；2采煤机距测点10m；3放顶过测点5m；4放顶过测点15m；5放震动炮后；6采煤机距测点6m,图421 放炮对工作面顶板下沉速度的影响1放炮经过测点；2测点下4m处放炮；3测点下10m处放炮,图423 放顶对顶板下沉的影响A倾斜向上影响范围；B倾斜向下影响范围,3开采深度4放炮、落煤、放顶影响5煤层分层开采的矿压显现 下分层的矿压显现与上分层相比有以下特点：（1）老顶来压步距小，强度低；（2）支架载荷变小；（3）顶板下沉量变大6上部煤层残留煤柱,二、地质因素,1断层与褶曲 2挤压带与破碎带 3节理、裂隙 4煤层倾角图424 倾角对矿山压力的影响W上覆岩层的重力；Q1垂直于岩层的分力；Q2平行于岩层的分力,