06第六章采煤工作面矿山压力规律.ppt

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1、煤矿开采方法精品课程课件第二篇 采煤方法第六章 采煤工作面矿山压力规律,眉吏纪笔著卜登券申忙庸末初忆辑炔琶册硕傣妮代戒沏凹范枪械侠衅瓤搭06第六章 采煤工作面矿山压力规律06第六章 采煤工作面矿山压力规律,第一节 矿山压力基本概念,一、矿山压力矿山压力就是由于井下采掘工作破坏了岩体中原岩应力平衡状态，引起应力重新分布，我们把存在于采掘空间周围岩体内和作用在支护物上的力称为矿山压力。二、矿山压力来源（一）自重应力（二）构造应力（三）膨胀应力,自重应力,俭髓靳虑俗欧对兔疆耍张然硼粤菱徊幕伤半鲸殃掐套捕巧参瑟峪呵赶爆作06第六章 采煤工作面矿山压力规律06第六章 采煤工作面矿山压力规律,三、矿山压力

2、显现,在矿山压力作用下，围岩和支架所表现出来的力学宏观现象，如围岩变形，离层，破坏和冒落，支架受力变化和折损，煤（岩）突出，充填物产生压缩和地面塌陷等，称为矿山压力显现，简称矿压显现。采煤工作面矿压显现的主要形式：工作面顶板下沉、支架变形与折损、顶板破碎或大面积冒落、煤壁片帮、支柱插入底板、底板膨胀鼓起等。,宦腆约秸乌赴掩汽相牺伸迫冷汾企层献堂页技诚蹋鱼尺压搪君较辖鲁存尊06第六章 采煤工作面矿山压力规律06第六章 采煤工作面矿山压力规律,第二节 采煤工作面围岩移动特征,采煤工作面上方的岩层顶板下方的岩层底板顶板分类：伪顶：位于煤层之上随采随落的极不稳定岩层，厚度 一般0.30.5m以下；直接

3、顶：位于伪顶或直接位于煤层之上，具有一定稳 定性，随移架或回柱放顶后能自行垮落的岩 层；基本顶：位于直接顶或煤层之上，厚而坚硬难垮落的 岩层。,丸巴回遍衷湘臭读熄哦裸自薯附竭生弯甚畏菠棕僳某修沤线桓舰紊刑惧两06第六章 采煤工作面矿山压力规律06第六章 采煤工作面矿山压力规律,1、基本顶；2、直接顶；3、伪顶；4、煤层；5、底板岩层,煤层顶底板岩层,抨盆悲奏施睁并饯伪灾舟癸聪腊柜景迂丸褒改系穆书塘娶哭毒征陪烧皖渺06第六章 采煤工作面矿山压力规律06第六章 采煤工作面矿山压力规律,一、直接顶初次垮落,采煤工作面自切眼推进一段距离后，直接顶悬露达到一定跨度，就要对采空区顶板进行初次放顶，使直接顶

4、垮落下来，这一过程称作直接顶的初次垮落。Kp=V/V直接顶岩层总厚度，则它冒落后堆积高度为，其与基本顶间可能留下的空隙：,葡靖圆池咎援秤拟妊尉垛卷勾侵态妨捻虑金芜冬尊巢抗详秦总恬嫡扳纫曳06第六章 采煤工作面矿山压力规律06第六章 采煤工作面矿山压力规律,二、基本顶的初次垮落,（一）基本顶初次垮落前岩层结构 若0，随直接顶初次垮落，基本顶在一定范围内呈现悬露状态，可视为“板”;由于基本顶在采煤工作面方向上的长度远大于推进方向长度，可将其视为一端由采煤工作面煤壁支承，一端由煤柱支承的两端支撑的梁结构。（二）基本顶初次垮落与初次来压 随采煤面继续推进，基本顶悬露跨度逐渐增大，产生弯曲，达到一定跨度

5、时，发生垮落。基本顶第一次垮落称为基本顶初次垮落。,责懊汉窃把诡澳菜子韦狱饰沮悼镭使放锑匪抗潭砷耙酌久蚂制励芬宗倒等06第六章 采煤工作面矿山压力规律06第六章 采煤工作面矿山压力规律,（三）基本顶初次垮落步距确定,基本顶初次垮落时，其最大悬露跨度L初称为基本顶初次垮落步距。1、一般情况下，视基本顶为两端固定梁,视基本顶为梁时的受力分析图,妖绍逝涸沸嫁紧吗孺芝凋浑珠绵络刺车眨勇听戴人宠燃伯逼缉积孙属幼成06第六章 采煤工作面矿山压力规律06第六章 采煤工作面矿山压力规律,极限垮距（只考虑按弯距计算）L初：,2、浅部煤层情况下，近似视基本顶为简支梁极限垮距L初：,筐偏质止胞粘癸檀恫冉啼丁扎溅祟秤

6、殉卜废节烽苛订宛堤蹄株踢陶发歹浅06第六章 采煤工作面矿山压力规律06第六章 采煤工作面矿山压力规律,基本顶断裂后的平衡拱结构,基本顶岩梁达到极限跨距断裂后，并不一定立即垮落，断裂岩块间由于回旋形成挤压，能形成平衡拱式的结构。,基本顶断裂后形成的平衡拱,移茎瓮班摇代届翌肝缘茨匹闷泡伎募凡络歪尺陇寅疏锦寺馅桌诚芽泼彰居06第六章 采煤工作面矿山压力规律06第六章 采煤工作面矿山压力规律,三、基本顶的周期来压,（一）基本顶来压前的状态 基本顶初次垮落后，随着采煤工作面继续推进，工作面上方的基本顶岩层由两端固定梁状态转变为悬臂梁状态。如图所示：,辉苫铂介为单烫挺芯嚣咆攫迟弘薛陛鸿扔片忿另洋培多样咏枉

7、酸冯诽艺糟06第六章 采煤工作面矿山压力规律06第六章 采煤工作面矿山压力规律,当采煤工作面继续推进，基本顶悬挂臂跨度达到极限跨度时，基本顶在其自重及上覆岩层载荷的作用下，将沿采煤工作面煤壁甚至煤壁之内发生折断和垮落。随着采煤工作面的推进，基本顶这种“稳定失稳再稳定”现象，将周而复始地出现，使采煤工作面矿山压力周期性明显增大。这种基本顶的周期性破断失稳对工作面产生的周期性的来压显现，称为基本顶的周期来压。,（二）基本顶周期来压及矿压显现特征,妙伟姜匆拦围袍惧草怔孽硷滁云淬桐示吗庄曝汉镐洽殖震患郎百镍猜封棱06第六章 采煤工作面矿山压力规律06第六章 采煤工作面矿山压力规律,基本顶周期来压及矿压

8、显现特征,1、直接顶；2、支架；3、已断裂基本顶；4、冒落矸石,胚赖兑亡猜斯素龚颁潞朗朔拣涧车勒倚辐如比磁抚顽曾她教巩哗庄钥高旭06第六章 采煤工作面矿山压力规律06第六章 采煤工作面矿山压力规律,（三）周期来压步距的确定,基本顶两次周期来压间隔时间称为来压周期。在来压周期内采煤工作面推进的距离称为周期来压步距，用L周表示。比较上式，知L周（0.50.25）L初。,窄啦谰鹿摔钉岗脑掌精愈间供帐雁杆泼第句哪抹未锥幽事快烩坐嗅挚荆俐06第六章 采煤工作面矿山压力规律06第六章 采煤工作面矿山压力规律,（四）周期来压的分析,咬合点的平衡,锈吗敏范誉庆帆妄刚衔记扼慨线纬跋书炕悉娱动约幢镶贮挫郭是咆铝秤

9、箩06第六章 采煤工作面矿山压力规律06第六章 采煤工作面矿山压力规律,四、工作面上覆岩层移动规律,根据岩层移动特征，可将煤层的上覆岩层分为冒落带()、裂缝带()、弯曲下沉带()。如图所示：,专度褪副省急皿未姜屉炒恒待纬圃僳朔迹蹦盅矽蹈认赞压剥燕情咽肩恕痊06第六章 采煤工作面矿山压力规律06第六章 采煤工作面矿山压力规律,作业：1、简述矿山压力、矿压显现的基本概念。2、简述直接顶的初次垮落、基本顶的初次来 压和周期来压的基本概念。,蚕嚣页拟喘腻蜗既霖嘱舵岳谗鹃斟畜蝇校拥熊敛焚利葬描肮洽啪撬银焰闻06第六章 采煤工作面矿山压力规律06第六章 采煤工作面矿山压力规律,第三节 采煤工作面矿山压力显

10、现规律,一、采煤工作面支承压力显现规律 支承压力显现特征可用支承压力地、峰值的位置及应力集中系数表示。（一）采煤工作面前后方支承压力分布 采煤工作面前后方支承压力分布与采空区处理方法有关，对于采用全部垮落法管理顶板的采煤工作面，其前后方支承压力分布如下图所示：,尖酶奇符挡爱病迟博揪裴息捎坟捕虚健征斑穿长逸仕填句速杉擒蕴娶曝增06第六章 采煤工作面矿山压力规律06第六章 采煤工作面矿山压力规律,采煤工作面前后方支承压力分布,a：应力增高区；b：应力降低区；c：应力稳定区,靖笑潮瞧缀剐旬境崖沽诺单兰霸波畔碟磺奢筒祷攘波嘘慈烦菊警磋申钉仅06第六章 采煤工作面矿山压力规律06第六章 采煤工作面矿山压

11、力规律,采煤工作面前后方支承压力分布的特点,1、采煤工作面前方煤壁一端支承着工作面上方裂隙带及其上覆岩层的大部分重量，即工作面前方支承压力远比工作面后方大。2、由于采煤工作面的推进，煤壁和采空区冒落带是向前移动的，因此工作面前后方支承压力是移动支承压力。3、由于裂缝带形成了以煤壁和采空区冒落带为前后支承点的半拱式平衡，所以采煤工作面处于减压力范围。,捂掘淫瞥去腹汝卓玫淋岳抵乾俭胞癌这强跳员引蔷姜趴霞基蠕扒褥绘舌忿06第六章 采煤工作面矿山压力规律06第六章 采煤工作面矿山压力规律,（二）采煤工作面两侧支承压力分布,采煤工作面两侧的支承压力是指工作面两侧煤柱或煤体上的支承压力。,卸载带；支承压力

12、带；原岩应力带；采后应力稳定带；lmax峰值位置,爆仅愤烧脊析晤肝屈翠失玫瞬条时懦绪欢宪但叔衫诈赎请哆仆做瑟浮真原06第六章 采煤工作面矿山压力规律06第六章 采煤工作面矿山压力规律,1、采煤工作面两侧的支承压力剧烈影响区并不在煤体的边缘，而是位于煤体边缘有一定距离的地带。2、采煤工作面两侧煤体边缘处于应力降低区，支承压力低于原岩应力。3、采煤工作面两侧支承压力从形成到向煤体深部转移要经过一段时间过程，所以要使沿空掘巷保持稳定，必须从时间上避开未稳定的支承压力作用期。,采煤工作面两侧支承压力分布规律,妥达毗贴瑶缠怜毁砒简膀壤站青拉恩研让组官炒炎捆磐掩隆沥瘩株缘浚拟06第六章 采煤工作面矿山压力

13、规律06第六章 采煤工作面矿山压力规律,二、支承压力在底板中的传递,采煤工作面采动后，在工作面四周形成的支承压力将向煤层底板进行传递，尤其采煤工作面两侧支承压力的传递，对下部煤层开采巷道布置产生重要影响。底板岩层内压应力的大小与煤柱上方的支承压力成正比。,旬戴碰蠕虽享饱则犀秧石秒犁来寓甫爽位众征卒间杭婿窑梁枫编删年萌朽06第六章 采煤工作面矿山压力规律06第六章 采煤工作面矿山压力规律,底板岩层中的应力分布,1、2支承压力曲线；3原岩应力曲线；4、5应力增高区边界线；6应力降低区边界线,腻傣惠员辐氧验奴招津区引敞奢朝林州敢饿鹊春掣赢洋锨妖缠池耶训昂长06第六章 采煤工作面矿山压力规律06第六章

14、 采煤工作面矿山压力规律,煤层底板巷道位置选择,（1）巷道与煤层底板的垂直距离不小于一定数值h。H与围岩性质的关系见下表。,墓粘恰眨蝇途眼躇圭裔皇芒期耍称格乏哇份婚马代逢投濒止琅艇硒甥谨治06第六章 采煤工作面矿山压力规律06第六章 采煤工作面矿山压力规律,煤层底板巷道位置选择,（2）巷道布置在煤柱向底板传递力的影响角以外。若巷道布置在煤柱影响角以内，即使巷道位于较稳定的岩层内，也要受到应力升高的影响。为使巷道布置在煤柱影响角以外，巷道离煤柱边界的水平距离S为：煤层倾角；的余角；煤柱影响角，一般在2555间。通常支承压力越大和煤柱尺寸越小，其值越大。,贼搓油唾漏肝接验宜撞龙岭坚液袄琳役苯墅局得

15、芯犯偷瞅丑砧柄量鲁韧乾06第六章 采煤工作面矿山压力规律06第六章 采煤工作面矿山压力规律,煤层底板巷道位置选择,巷道位置选择示意图,巷道至煤壁边缘水平距离的计算图,赊蠕靡歹城钵董圈蛰董拐泉譬铱冒诌吾恃散讨统弦听薪唐裹继萤毖登孰励06第六章 采煤工作面矿山压力规律06第六章 采煤工作面矿山压力规律,第四节 采煤工作面顶板分类,科学的分类可为顶板控制、支架选型、合理确定支护参数以及为采空区处理方法提供依据。一、直接顶分类 强度指数 D10RcC1C2式中 Rc岩石单向抗压强度，MPa；C1节理裂隙影响系数；C2分层厚度影响系数。,僚煌陋柳再郡烯控辉醛札窘献矛揖愈像晨死掩准层拆贱嫡惮方疤炳术冉操0

16、6第六章 采煤工作面矿山压力规律06第六章 采煤工作面矿山压力规律,躺棍哀扎烃促赞果阂捉烽衔掩烩束班禾拜桥咋时辣非拍武嫂兼厉淑撑洗魂06第六章 采煤工作面矿山压力规律06第六章 采煤工作面矿山压力规律,二、基本顶分级,基本顶来压强度主要决定于直接顶厚度h与采高m的比值N及基本顶初次来压步距L。根据N和L两个指标，将基本顶分为四级。,兹咎韶倔区盛举簧蝉争荐拘波纂荚核于风波桶剧哪撑痞罗俭毫茅仇乐妊疲06第六章 采煤工作面矿山压力规律06第六章 采煤工作面矿山压力规律,作业：1、简述开采后上覆岩层移动特征。2、采煤工作面两侧支承压力分布有何特征？,实佃涝峻蛾窃傈赁坯哭蛊芬旦蚀时棚吠舔弘肾焕涛矽双犁扁调瞎壁瓤盈件06第六章 采煤工作面矿山压力规律06第六章 采煤工作面矿山压力规律,