最新采煤工作面礦山壓力基本規(guī)律

1、一、礦山壓力的概念一、礦山壓力的概念 礦山壓力：就是由于井下采掘工作破壞了巖礦山壓力：就是由于井下采掘工作破壞了巖體中原巖應力平衡狀態(tài)，引起應力重新分布，我體中原巖應力平衡狀態(tài)，引起應力重新分布，我們把存在于采掘空間周圍巖體內和作用在支護物們把存在于采掘空間周圍巖體內和作用在支護物上的力稱為礦山壓力，簡稱上的力稱為礦山壓力，簡稱“礦壓礦壓”。采動前，原始巖體中已經(jīng)存在的應力是礦山壓力產(chǎn)采動前，原始巖體中已經(jīng)存在的應力是礦山壓力產(chǎn)生的來源。如：自重應力、構造應力、遇水膨脹生的來源。如：自重應力、構造應力、遇水膨脹應力、溫度應力。應力、溫度應力。第一節(jié)第一節(jié) 礦山壓力基本概念礦山壓力基本概念二、礦

2、山壓力來源二、礦山壓力來源 采動前，原始巖體中已經(jīng)存在的應力是礦山采動前，原始巖體中已經(jīng)存在的應力是礦山壓力產(chǎn)生的根源。壓力產(chǎn)生的根源。井下深部原巖處于復雜的受力井下深部原巖處于復雜的受力狀態(tài)。承受著上覆巖層重量引起的自重應力，地狀態(tài)。承受著上覆巖層重量引起的自重應力，地質構造引起的構造應力，遇水膨脹和溫度變化引質構造引起的構造應力，遇水膨脹和溫度變化引起的應力等。起的應力等。（一）自重應力（一）自重應力（二）構造應力（二）構造應力（三）膨脹應力：（三）膨脹應力： 遇水膨脹和溫度變化與氣體壓力引起的應力遇水膨脹和溫度變化與氣體壓力引起的應力 自自重重應應力力第一節(jié)第一節(jié) 礦山壓力基本概念礦山壓

3、力基本概念1=2=3 =1 =/1- max=(1-2)/2泊松比：在材料的比例極限中，由均勻分布的縱泊松比：在材料的比例極限中，由均勻分布的縱向應力橫向應變與相應的向應力橫向應變與相應的縱向應變之比的絕對值。縱向應變之比的絕對值。越大越大 硬巖大 ，軟巖小當=0.5時有1=2=3=，形成所謂的靜水壓力狀態(tài)，即巖體深部的 原巖垂直應力與其上覆巖層重量成正比，側向應力大致與垂直應力相等。（二）構造應力 特點：（1）構造應力以水平應力為主，并以壓應力為主。（2）在構造應力場中，主應力的大小和方向可能有很大的變化；兩個方向的水平應力值（2和3）通常不相等。（3）水平應力大于垂直應力，即 （4）構造應

4、力在堅硬巖石中出現(xiàn)一般比較普遍。1、基本頂；、基本頂；2、直接頂；、直接頂；3、偽頂；、偽頂；4、煤層；、煤層；5、底板巖層、底板巖層煤煤層層頂頂?shù)椎装灏鍘r巖層層巖石名稱巖石名稱碎脹系數(shù)碎脹系數(shù)初始初始kp殘余殘余kp砂砂1.061.151.011.03粘土粘土1.02以下以下1.031.07碎煤碎煤1.20以下以下1.05粘土頁巖粘土頁巖1.401.10砂質頁巖砂質頁巖1.601.801.101.15硬砂巖硬砂巖1.501.80 mkp-1 2、淺部煤層情況下，淺部煤層情況下，近似視基本頂為簡支近似視基本頂為簡支梁梁 極限垮距極限垮距l(xiāng)初初： 基本頂兩次周期來壓間隔時間稱為基本頂兩次周期來壓

5、間隔時間稱為來壓周期來壓周期。 在來壓周期內采煤工作面推進的距離稱為在來壓周期內采煤工作面推進的距離稱為周期周期來壓步距來壓步距，用，用l周周表示。表示。比較上式，知比較上式，知l周周（0.50.25）l初初。巷道類型巷道類型巖石種類和特性巖石種類和特性合理垂合理垂距距/m/m圍巖穩(wěn)定圍巖穩(wěn)定巷道巷道砂巖、石灰?guī)r、其他堅硬巖石砂巖、石灰?guī)r、其他堅硬巖石6 6圍巖中等穩(wěn)圍巖中等穩(wěn)定的巷道定的巷道粉砂巖、砂頁巖、中硬鋁土頁巖等粉砂巖、砂頁巖、中硬鋁土頁巖等1010圍巖較松軟圍巖較松軟的巷道的巷道塑性較大的泥質頁巖、頁巖、塑性較大的泥質頁巖、頁巖、煤質頁巖等煤質頁巖等15152020巷道至煤壁邊緣水

6、平距離的巷道至煤壁邊緣水平距離的計算圖計算圖 類別類別 指標指標 不穩(wěn)不穩(wěn)定頂板定頂板 中等中等穩(wěn)定頂穩(wěn)定頂板板穩(wěn)定頂穩(wěn)定頂板板堅硬頂板堅硬頂板主要主要指標指標強度指數(shù)強度指數(shù) d d303031317070 7171120120 120120 無直接頂。無直接頂。巖層厚度在巖層厚度在2 25m5m以上，以上，606080mpa80mpa，i i和和h h大于大于1m1m的的整體巖層，即整體巖層，即基本頂?；卷敗⒖紖⒖贾笜酥笜?直接頂初直接頂初次垮落步距次垮落步距 l/ml/m8 89 91818 191925252525分級 基本頂來壓顯現(xiàn)不明顯 明顯 強烈 非常 強烈指標n350.3n35，l25500.350n 0.3，l2550n0.3 l50頂板分類按相對位置關系及移動特點劃分偽頂：位于煤層之上，往往隨隨采隨落。一般由泥巖或泥質頁巖組成，直接頂：位于偽頂或煤層之上，具有一定的穩(wěn)定性移