礦山壓力及巖層控制第一章緒論

礦山壓力及巖層控制

MiningPressureandStrataControl課程設(shè)置:32學時講授方法:

基本知識與專家講座相結(jié)合,兼顧雙語教學知識范圍:

煤與非煤，專業(yè)外語參考書目

1、錢鳴高,劉聽成.《礦山壓力及其控制》,中國礦業(yè)大學2、宋振琪主編.《實用礦山壓力控制》,山東科技大學3、任德惠主編.《井工開采礦山壓力與控制》,重慶大學4、岑傳鴻主編.《頂板災害防治》,中國礦業(yè)大學5、姜福興主編.《礦壓控制設(shè)計》,山東科技大學6、蔣金泉主編.《礦山壓力監(jiān)測》,山東科技大學7、黃自偉主編.《礦壓測試儀表》,山東科技大學8、美國西弗吉尼亞大學S.S.Peng主編的講義9、澳大利亞B.H.G.Brady、英國E.T.Brown主編《RockMechanicsForUndergroundMining》目錄第一章緒論第二章礦山壓力及礦山壓力顯現(xiàn)第三章采場上覆巖層運動和發(fā)展的基本規(guī)律第四章采場上覆巖層的運動范圍第五章采場礦山壓力顯現(xiàn)與上覆巖層運動間的關(guān)系第六章回采工作面頂板控制設(shè)計第七章巷道礦壓控制第八章沖擊地壓防治第九章綜采放頂煤采場的礦壓控制第十章礦柱支護采礦法的巖體控制第十一章崩落采礦法的巖體控制第一章緒論

本章提要

礦山壓力研究的基本任務礦山壓力研究的歷史幾種主要礦山壓力假說幾種主要礦山壓力假說的區(qū)別了解本課程礦山壓力研究的特點

有較多的基本概念有較多的礦山壓力假說

本章特點

學習難點第一章緒論1.1學習本課程的意義保證安全和正常生產(chǎn)（減少頂板事故）減少資源損失（如取消刀柱、提高回收率）改善地下開采技術(shù)（綜采液壓支架代替單體支柱，錨網(wǎng)噴代替木、鋼支護）提高經(jīng)濟效益（合理選擇巷道掘進位置，減少掘進費用和維護費用，如沿空留巷、沿空掘巷）

1.2礦山壓力研究的基本任務采場頂板事故多的原因：沒有很好的研究和掌握各個具體礦層需要控制的巖層范圍及其運動規(guī)律（包括運動發(fā)生的時間和條件等)，使頂板控制設(shè)計缺少必要的基礎(chǔ)知識；沒有深入研究和掌握各類型支架的特性，特別是各類型支架在現(xiàn)場能達到的實際支撐能力，以至于針對具體礦層條件不能選用較好的支護手段；沒有較好地揭示支架與頂板運動之間的關(guān)系，以至于不能正確合理地選擇控制方案。礦山壓力研究的基本任務：針對采場條件多變和不斷推進的工程特點，為生產(chǎn)現(xiàn)場找到簡單易行的方法，能夠有效地監(jiān)測頂板活動規(guī)律，判斷支護工作狀況和頂板的實際控制效果，把頂板控制設(shè)計和日常管理工作，建立在科學預測的基礎(chǔ)上；解決沖擊地壓、瓦斯和煤層突出事故。如果能夠接近實際的預測預報出采場周圍支承壓力分布狀況，正確設(shè)計開采程序，避免在高應力區(qū)或巖層運動未穩(wěn)定的部位開掘和維護巷道，就可以避免沖擊地壓、瓦斯和煤層突出事故。1.3礦山壓力研究的歷史（四個階段）（1）對礦山壓力的早期認識階段

在早期的采礦工作中，人們只能從現(xiàn)象上認識礦山壓力顯現(xiàn)形式，真正的對礦山壓力研究只有近五、六十年的歷史，就世界范圍來說，對礦山壓力及控制的研究，可以大概分為四個階段明代末年所出的《天工開物》中已具體論述了用立井開采及井下支護的情況，說明我國在采礦事業(yè)發(fā)展的初期，人們就已認識到礦山壓力的危害，并對其加以了控制。隨著采礦規(guī)模日益擴大，經(jīng)常出現(xiàn)礦井內(nèi)頂板冒落、巷道堵塞或塌陷的事故，迫使人們不得不重視礦壓問題的研究。據(jù)有關(guān)記載：15世紀英國曾發(fā)生開采造成地表破壞而引起的訴訟事件；中世紀（1487年）歐洲制定了防止采礦工作破壞地表的協(xié)議；19世紀30年代，比利時、德國、法國等，提出了一些防止因開采而造成破壞保護煤柱的方法。（2）建立早期假說（3）以連續(xù)介質(zhì)力學為基礎(chǔ)研究階段19世紀后期~20世紀。

特點：利用比較簡單的力學原理解釋一些礦壓現(xiàn)象(如自然拱，壓力拱假說等）20世紀30年代~20世紀50年代。

特點:

①應用彈性力學的理論進行礦壓研究，如：圓形巷道周圍應力分布問題;

②光彈模擬和相似材料模擬

進展:1932年德國巷道u形鋼可縮支架；20世紀30年代德國金屬摩擦支柱；1940年美國錯桿支護；20世紀50年代英國自移液壓支架。

（4）礦山壓力研究的近代發(fā)展階段20世紀60年代～今，40年左右的歷史

特點:

①各向異性力學（損傷、斷裂）②粘彈、塑性力學③數(shù)值計算(FEM、BEM、DEM)(4)光、電(聲音)放射等探測技術(shù)的應用及三軸剛性試驗機。

進展:①理論進展

20世紀70年代錢鳴高院士在前蘇聯(lián)H.H.庫茨涅佐夫“鉸接巖塊”基礎(chǔ)上，提出了“砌體梁”學說；20世紀70年代末80年代初宋振騏院士提出“傳遞巖梁”理論；