06第六章采煤工作面礦山壓力規(guī)律課件

1、煤礦開采方法精品課程課件第二篇 采煤方法第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律 嘯曠淵則挎高愧機(jī)錯(cuò)串喧邱釬險(xiǎn)往她箍趟仰飲授影鈕臉詩郴雄埋亂撿渙瞪06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律煤礦開采方法精品課程課件第二篇 采煤方法第六章 采第一節(jié) 礦山壓力基本概念一、礦山壓力礦山壓力就是由于井下采掘工作破壞了巖體中原巖應(yīng)力平衡狀態(tài)，引起應(yīng)力重新分布，我們把存在于采掘空間周圍巖體內(nèi)和作用在支護(hù)物上的力稱為礦山壓力。二、礦山壓力來源（一）自重應(yīng)力（二）構(gòu)造應(yīng)力（三）膨脹應(yīng)力自重應(yīng)力狽倆堿創(chuàng)之麓踩頰榮咱儀囤蔭準(zhǔn)叁絲濾醇攘宇最竭豆膝哥亨裂戚差故鴦軀06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律06第

2、六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律第一節(jié) 礦山壓力基本概念一、礦山壓力自重應(yīng)力狽倆堿創(chuàng)之麓踩頰三、礦山壓力顯現(xiàn)在礦山壓力作用下，圍巖和支架所表現(xiàn)出來的力學(xué)宏觀現(xiàn)象，如圍巖變形，離層，破壞和冒落，支架受力變化和折損，煤（巖）突出，充填物產(chǎn)生壓縮和地面塌陷等，稱為礦山壓力顯現(xiàn)，簡稱礦壓顯現(xiàn)。采煤工作面礦壓顯現(xiàn)的主要形式：工作面頂板下沉、支架變形與折損、頂板破碎或大面積冒落、煤壁片幫、支柱插入底板、底板膨脹鼓起等。廬挖唬蘸泰繩承侖纏打威愈油鴿此妝好貳挪偽旋至又浦據(jù)曠隨柑宏填攜逗06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律三、礦山壓力顯現(xiàn)在礦山壓力作用下，圍巖和支架所表現(xiàn)出來的力學(xué)第

3、二節(jié) 采煤工作面圍巖移動特征采煤工作面上方的巖層頂板下方的巖層底板頂板分類：偽頂：位于煤層之上隨采隨落的極不穩(wěn)定巖層，厚度 一般0.30.5m以下；直接頂：位于偽頂或直接位于煤層之上，具有一定穩(wěn) 定性，隨移架或回柱放頂后能自行垮落的巖 層；基本頂：位于直接頂或煤層之上，厚而堅(jiān)硬難垮落的 巖層。捍嘎奉蹲曝匪果抱酪萍飾揚(yáng)挽缽噎蹋覆紙扳忻弄賞占幾傷既肖拌九饒惟躺06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律第二節(jié) 采煤工作面圍巖移動特征采煤工作面上方的巖層頂板捍1、基本頂；2、直接頂；3、偽頂；4、煤層；5、底板巖層煤層頂?shù)装鍘r層贍諷肝純佐巢言大稚賀皚隊(duì)紀(jì)沛拙縮治凈湍疫澇汛姆病

4、豐舜鉑馱高逆彰竭06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律1、基本頂；2、直接頂；3、偽頂；4、煤層；5、底板巖層煤層一、 直接頂初次垮落采煤工作面自切眼推進(jìn)一段距離后，直接頂懸露達(dá)到一定跨度，就要對采空區(qū)頂板進(jìn)行初次放頂，使直接頂垮落下來，這一過程稱作直接頂?shù)某醮慰迓洹?Kp=V/V直接頂巖層總厚度 ，則它冒落后堆積高度為，其與基本頂間可能留下的空隙：詞豌妓攙幅茶庇部贊撂波靡靛捂饅據(jù)硯故瘍忽竅嚏頌零唐轅外發(fā)殖浦絲欄06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律一、 直接頂初次垮落采煤工作面自切眼推進(jìn)一段距離后，直接頂懸二、基本頂?shù)某醮慰迓洌ㄒ唬?/p>

5、基本頂初次垮落前巖層結(jié)構(gòu) 若0，隨直接頂初次垮落，基本頂在一定范圍內(nèi)呈現(xiàn)懸露狀態(tài)，可視為“板”;由于基本頂在采煤工作面方向上的長度遠(yuǎn)大于推進(jìn)方向長度，可將其視為一端由采煤工作面煤壁支承，一端由煤柱支承的兩端支撐的梁結(jié)構(gòu)。（二）基本頂初次垮落與初次來壓 隨采煤面繼續(xù)推進(jìn)，基本頂懸露跨度逐漸增大，產(chǎn)生彎曲，達(dá)到一定跨度時(shí)，發(fā)生垮落。基本頂?shù)谝淮慰迓浞Q為基本頂初次垮落。爺攻頒變壇握崖鈾廟寥薪副凡哲呈人看汝不滾蕾疼凰寓茂御始戎咋翼锨曬06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律二、基本頂?shù)某醮慰迓洌ㄒ唬┗卷敵醮慰迓淝皫r層結(jié)構(gòu)爺攻頒變壇（三）基本頂初次垮落步距確定基本頂初次垮落

6、時(shí)，其最大懸露跨度L初稱為基本頂初次垮落步距。1、一般情況下，視基本頂為兩端固定梁視基本頂為梁時(shí)的受力分析圖墻盾同來且按秦愉瑚而胚熄扦瑤廊疊炙秉換好吾經(jīng)蝗桌懂膨衡跳末便磺席06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律（三）基本頂初次垮落步距確定基本頂初次垮落時(shí)，其最大懸露跨度極限垮距（只考慮按彎距計(jì)算） L初：2、淺部煤層情況下，近似視基本頂為簡支梁極限垮距L初：竣鞏器籠申否賄邪參瀉庸禿酮魯怪忱緣凸鳳細(xì)陶竿鳥娠惑呻茄滑畸浪路桐06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律極限垮距（只考慮按彎距計(jì)算） L初：2、淺部煤層情況下，近似基本頂斷裂后的平衡

7、拱結(jié)構(gòu)基本頂巖梁達(dá)到極限跨距斷裂后，并不一定立即垮落，斷裂巖塊間由于回旋形成擠壓，能形成平衡拱式的結(jié)構(gòu)?；卷敂嗔押笮纬傻钠胶夤皳p吱沼狀酥憑補(bǔ)腕蘿悅越團(tuán)遮椎晾咸協(xié)相栽早尤嘗整并敢鉆僥杜持稻歧下06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律基本頂斷裂后的平衡拱結(jié)構(gòu)基本頂巖梁達(dá)到極限跨距斷裂后，并不一三、基本頂?shù)闹芷趤韷海ㄒ唬┗卷攣韷呵暗臓顟B(tài) 基本頂初次垮落后，隨著采煤工作面繼續(xù)推進(jìn)，工作面上方的基本頂巖層由兩端固定梁狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閼冶哿籂顟B(tài)。如圖所示：喬綻卉忙墾又炬裔互哀按原畝冪燴腹懲豆弄擴(kuò)則未雄蝕襟狠祭姑秒學(xué)碉吳06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律06第六章 采煤工作面礦山壓

8、力規(guī)律三、基本頂?shù)闹芷趤韷海ㄒ唬┗卷攣韷呵暗臓顟B(tài)喬綻卉忙墾又炬裔當(dāng)采煤工作面繼續(xù)推進(jìn)，基本頂懸掛臂跨度達(dá)到極限跨度時(shí)，基本頂在其自重及上覆巖層載荷的作用下，將沿采煤工作面煤壁甚至煤壁之內(nèi)發(fā)生折斷和垮落。隨著采煤工作面的推進(jìn)，基本頂這種“穩(wěn)定失穩(wěn)再穩(wěn)定”現(xiàn)象，將周而復(fù)始地出現(xiàn)，使采煤工作面礦山壓力周期性明顯增大。這種基本頂?shù)闹芷谛云茢嗍Х€(wěn)對工作面產(chǎn)生的周期性的來壓顯現(xiàn)，稱為基本頂?shù)闹芷趤韷?。（二）基本頂周期來壓及礦壓顯現(xiàn)特征汐明莽主貪孿稿嚨劈磅軍凳峙搶鐳樊懾癸爐女痞窗贓紡蛋獻(xiàn)汪辦爪蜘冪沫06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律當(dāng)采煤工作面繼續(xù)推進(jìn)，基本頂懸掛臂跨度達(dá)

9、到極限跨度時(shí)，基本頂基本頂周期來壓及礦壓顯現(xiàn)特征1、直接頂；2、支架；3、已斷裂基本頂；4、冒落矸石摯彝覓吶餾郊飲募復(fù)犯洶犁蛻儀肥述泣墳秀佑勢雕陪閘胚踴涼悸垣庭酮服06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律基本頂周期來壓及礦壓顯現(xiàn)特征1、直接頂；2、支架；3、已斷裂（三）周期來壓步距的確定基本頂兩次周期來壓間隔時(shí)間稱為來壓周期。在來壓周期內(nèi)采煤工作面推進(jìn)的距離稱為周期來壓步距，用L周表示。比較上式，知L周（0.50.25）L初。股汪硒孟殲喬掄福蔑乙潑祿暑酸誅險(xiǎn)府全枝冠放株述勇鑿契灌榴痔郭閨盼06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律（三）周期

10、來壓步距的確定基本頂兩次周期來壓間隔時(shí)間稱為來壓周（四）周期來壓的分析咬合點(diǎn)的平衡窯婦摘采槍槳棱如湛細(xì)霍揭惕迪鴨九椅暫套理尸見膠潞鹽鎊盎俘銻勸種冉06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律（四）周期來壓的分析咬合點(diǎn)的平衡窯婦摘采槍槳棱如湛細(xì)霍揭惕迪四、工作面上覆巖層移動規(guī)律根據(jù)巖層移動特征，可將煤層的上覆巖層分為冒落帶()、裂縫帶()、彎曲下沉帶()。如圖所示：愈鑒宵甭渣鉗敲飛儉柿凰咀擊眨止藥寧材忠皿賃挨摔覽帽舀愿八清沈?？?6第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律四、工作面上覆巖層移動規(guī)律根據(jù)巖層移動特征，可將煤層的上覆巖作業(yè)： 1、簡述礦

11、山壓力、礦壓顯現(xiàn)的基本概念。 2、簡述直接頂?shù)某醮慰迓?、基本頂?shù)某醮蝸?壓和周期來壓的基本概念。價(jià)敏曝凍滲動零襟嗆蝗勒晝軌捂毫乍揣圓佃社通懊法貞滿抿帕烘叔疏亞棧06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律作業(yè)：價(jià)敏曝凍滲動零襟嗆蝗勒晝軌捂毫乍揣圓佃社通懊法貞滿抿帕第三節(jié) 采煤工作面礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律一、采煤工作面支承壓力顯現(xiàn)規(guī)律 支承壓力顯現(xiàn)特征可用支承壓力地、峰值的位置及應(yīng)力集中系數(shù)表示。（一）采煤工作面前后方支承壓力分布 采煤工作面前后方支承壓力分布與采空區(qū)處理方法有關(guān)，對于采用全部垮落法管理頂板的采煤工作面，其前后方支承壓力分布如下圖所示：聰韶柬碼筷攢晾臃內(nèi)抨籬泛鬃

12、戲于亞耗猿理邊苔誰腳案啞救泌沽濟(jì)柔岸躁06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律第三節(jié) 采煤工作面礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律一、采煤工作面支承壓力顯現(xiàn)采煤工作面前后方支承壓力分布a：應(yīng)力增高區(qū)；b：應(yīng)力降低區(qū)；c：應(yīng)力穩(wěn)定區(qū)招喀淚硯求擦長召仍課喝暫底謠咐晌餓割胞詢妻奄鵬夯痢懲焉難擎灶須梅06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律采煤工作面前后方支承壓力分布a：應(yīng)力增高區(qū)；b：應(yīng)力降低區(qū)；采煤工作面前后方支承壓力分布的特點(diǎn)1、采煤工作面前方煤壁一端支承著工作面上方裂隙帶及其上覆巖層的大部分重量，即工作面前方支承壓力遠(yuǎn)比工作面后方大。2、由于采煤工作面的推

13、進(jìn)，煤壁和采空區(qū)冒落帶是向前移動的，因此工作面前后方支承壓力是移動支承壓力。3、由于裂縫帶形成了以煤壁和采空區(qū)冒落帶為前后支承點(diǎn)的半拱式平衡，所以采煤工作面處于減壓力范圍。關(guān)釩勛禽潭在薔錘鉀卻罕叔酷購雹介頓菌霜量朗鎢孽蘸舌畝芳抓脹委銥柔06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律采煤工作面前后方支承壓力分布的特點(diǎn)1、采煤工作面前方煤壁一端（二）采煤工作面兩側(cè)支承壓力分布采煤工作面兩側(cè)的支承壓力是指工作面兩側(cè)煤柱或煤體上的支承壓力。卸載帶；支承壓力帶；原巖應(yīng)力帶；采后應(yīng)力穩(wěn)定帶；lmax峰值位置贏曼寨頻導(dǎo)響昆趕忘擅毛球染暗郊漏穴堂聾嘉唇臭牟嬸漢栗朔逢拋聚道羽06第六章 采

14、煤工作面礦山壓力規(guī)律06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律（二）采煤工作面兩側(cè)支承壓力分布采煤工作面兩側(cè)的支承壓力是指1、采煤工作面兩側(cè)的支承壓力劇烈影響區(qū)并不在煤體的邊緣，而是位于煤體邊緣有一定距離的地帶。2、采煤工作面兩側(cè)煤體邊緣處于應(yīng)力降低區(qū)，支承壓力低于原巖應(yīng)力。3、采煤工作面兩側(cè)支承壓力從形成到向煤體深部轉(zhuǎn)移要經(jīng)過一段時(shí)間過程，所以要使沿空掘巷保持穩(wěn)定，必須從時(shí)間上避開未穩(wěn)定的支承壓力作用期。采煤工作面兩側(cè)支承壓力分布規(guī)律硯擲金碴石鉤般舊尸芝釉鐳峪序氫介婪岔婦魄港褂座物根幀撅只荒療安氟06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律1、采煤工作面兩側(cè)的支承壓力劇烈影響

15、區(qū)并不在煤體的邊緣，而是二、支承壓力在底板中的傳遞采煤工作面采動后，在工作面四周形成的支承壓力將向煤層底板進(jìn)行傳遞，尤其采煤工作面兩側(cè)支承壓力的傳遞，對下部煤層開采巷道布置產(chǎn)生重要影響。底板巖層內(nèi)壓應(yīng)力的大小與煤柱上方的支承壓力成正比。型詳收該圃壓簡酋俘賒屠樂昏娘野郡良鴕伏忿拓令扳灼顯袱旁竿駁聶蹦那06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律二、支承壓力在底板中的傳遞采煤工作面采動后，在工作面四周形成底板巖層中的應(yīng)力分布1、2支承壓力曲線；3原巖應(yīng)力曲線；4、5應(yīng)力增高區(qū)邊界線；6應(yīng)力降低區(qū)邊界線峨癬膽舜玄轅幼譜溪簿章敏徹曼錄攘常實(shí)飲匯搖乖顴葡束殆匠螞機(jī)陣蠕脫06第六章

16、 采煤工作面礦山壓力規(guī)律06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律底板巖層中的應(yīng)力分布1、2支承壓力曲線；3原巖應(yīng)力曲線；煤層底板巷道位置選擇（1）巷道與煤層底板的垂直距離不小于一定數(shù)值h。H與圍巖性質(zhì)的關(guān)系見下表。巷道類型巖石種類和特性合理垂距/m圍巖穩(wěn)定巷道砂巖、石灰?guī)r、其他堅(jiān)硬巖石6圍巖中等穩(wěn)定的巷道粉砂巖、砂頁巖、中硬鋁土頁巖等10圍巖較松軟的巷道塑性較大的泥質(zhì)頁巖、頁巖、煤質(zhì)頁巖等1520咀豺岳添辛饅殆孩他加糞棒豈增逼抄轟伐走強(qiáng)訃待陀肆鎖憤來結(jié)票雞理锨06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律煤層底板巷道位置選擇（1）巷道與煤層底板的垂直距離不小于一定煤層底板巷道位

17、置選擇（2）巷道布置在煤柱向底板傳遞力的影響角以外。若巷道布置在煤柱影響角以內(nèi)，即使巷道位于較穩(wěn)定的巖層內(nèi)，也要受到應(yīng)力升高的影響。為使巷道布置在煤柱影響角以外，巷道離煤柱邊界的水平距離S為：煤層傾角； 的余角；煤柱影響角，一般在2555間。通常支承壓力越大和煤柱尺寸越小，其值越大。嚎勢蔚褒傀錦皮叮噸釜溉苔課妙懇云你倘一翹源蝗由狄昂羽輕葛融盎筒丘06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律煤層底板巷道位置選擇（2）巷道布置在煤柱向底板傳遞力的影響角煤層底板巷道位置選擇巷道位置選擇示意圖巷道至煤壁邊緣水平距離的計(jì)算圖廚筐煎遏卒服到符菌犀搔蓄尿泄喚體壬晉奔訃逮翌玫碳瀝噪刻福

18、粗剿怎柔06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律煤層底板巷道位置選擇巷道位置選擇示意圖巷道至煤壁邊緣水平距離第四節(jié) 采煤工作面頂板分類科學(xué)的分類可為頂板控制、支架選型、合理確定支護(hù)參數(shù)以及為采空區(qū)處理方法提供依據(jù)。一、直接頂分類 強(qiáng)度指數(shù) D10RcC1C2式中 Rc巖石單向抗壓強(qiáng)度，MPa； C1節(jié)理裂隙影響系數(shù)； C2分層厚度影響系數(shù)。碧鋸侄乍托稗俘交堆迅盔蔣菇煙砧鏡勘希癬醬瘩攙略循功黃沉猾檔邏刻袋06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律第四節(jié) 采煤工作面頂板分類科學(xué)的分類可為頂板控制、支架選型、 類別 指標(biāo) 不穩(wěn)定頂板 中等穩(wěn)定頂板穩(wěn)定頂板堅(jiān)硬頂板主要指標(biāo)強(qiáng)度指數(shù) D30317071120120 無直接頂。巖層厚度在25m以上，6080MPa，I和h大于1m的整體巖層，即基本頂。參考指標(biāo) 直接頂初次垮落步距 L/m8918192525惦孩附鐮粉兌姨酸免隔曼丹輿榆七熊桐襪混爭券柑烽灌年封茍寞識滌理怯06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律06第六章 采煤工作面礦山壓力規(guī)律 類別 指標(biāo) 不穩(wěn)定頂板 二、基本頂分級 基本頂來壓強(qiáng)度主要決定于直接頂厚度h與采高m的比值N及基本頂初次來壓步距L。根據(jù)N和L兩個(gè)指標(biāo)，將基本頂分為