第四章 回采工作面礦山壓力顯現(xiàn)基本規(guī)律ppt課件

1、第四章第四章 回采工作面礦山壓力回采工作面礦山壓力顯現(xiàn)基本規(guī)律顯現(xiàn)基本規(guī)律衡量礦山壓力顯現(xiàn)程度的指標(biāo)：衡量礦山壓力顯現(xiàn)程度的指標(biāo)：1頂板下沉2頂板下沉速度3支柱變形與折損4頂板破碎情況5局部冒頂6工作面頂板沿煤壁切落，或稱大面積冒頂其他還有：煤壁片幫、支柱插入底板、底板臌起等一系列礦山壓力現(xiàn)象。1 初次來壓前回采工作面礦壓初次來壓前回采工作面礦壓顯現(xiàn)的基本規(guī)律顯現(xiàn)的基本規(guī)律一、直接頂?shù)某醮畏彭敽脱h(huán)放頂一、直接頂?shù)某醮畏彭敽脱h(huán)放頂 直接頂初跨條件：直接頂初跨條件： 1. 冒高：冒高：11.5m； 2. 斜長(zhǎng)：超工作面斜長(zhǎng)：超工作面1/2。L 1二、碎脹系數(shù)與殘余碎脹系數(shù)二、碎脹系數(shù)與殘余碎脹

2、系數(shù)Kp、Kp） Kp = Kp = Kp 與與 Kp 對(duì)老頂有什么影響？對(duì)老頂有什么影響？ VVVV 2 老頂初次來壓老頂初次來壓 周期來壓周期來壓一、概念一、概念: 1老頂初次來壓：由于老頂?shù)谝淮问Х€(wěn)而老頂初次來壓：由于老頂?shù)谝淮问Х€(wěn)而產(chǎn)生的工作面頂板來壓。產(chǎn)生的工作面頂板來壓。 2老頂初次來壓步距：由開切眼到初次來老頂初次來壓步距：由開切眼到初次來壓時(shí)工作面推進(jìn)的距離。壓時(shí)工作面推進(jìn)的距離。 3周期來壓：由于裂隙帶巖層周期性失穩(wěn)周期來壓：由于裂隙帶巖層周期性失穩(wěn)而引起的頂板來壓現(xiàn)象稱之為周期來壓。而引起的頂板來壓現(xiàn)象稱之為周期來壓。 圖43 老頂斷裂成巖塊后的轉(zhuǎn)動(dòng)圖46 初次來壓前四周圍

3、巖的支承壓力分布狀態(tài)A增壓區(qū)；B減壓區(qū)；C穩(wěn)壓區(qū)圖圖49 老頂周期來壓的力學(xué)模型老頂周期來壓的力學(xué)模型二、老頂初次來壓特點(diǎn)二、老頂初次來壓特點(diǎn) 1工作面頂板急劇發(fā)生下沉。 2工作面直接頂破碎，甚至產(chǎn)生臺(tái)階狀下沉。 3煤壁內(nèi)支承壓力增大，煤幫變形與塌落。 4老頂初次來壓較突然，工作面易出現(xiàn)事故。 5頂板出現(xiàn)斷裂聲，并有頂板掉渣現(xiàn)象，頂板產(chǎn)生裂隙。三、周期來壓主要表現(xiàn)形式三、周期來壓主要表現(xiàn)形式 頂板下沉急劇增加； 頂板下沉量變大， 支柱所受的載荷普遍增加， 有時(shí)還可能引起煤壁片幫、支柱折損、頂板發(fā)生臺(tái)階下沉等現(xiàn)象。 還可能局部冒頂、甚至頂板沿工作面切落等事故發(fā)生。3 頂板壓力估算頂板壓力估算一、

4、估算法一、估算法圖圖410 回采工作面的頂板壓力回采工作面的頂板壓力1直接頂載荷直接頂載荷Q12老頂?shù)妮d荷老頂?shù)妮d荷Q2定性階段）定性階段） 1以直接頂載荷的倍數(shù)估算以直接頂載荷的倍數(shù)估算 QhL11 ，kN / mpnhMMKMpp)84()42(2122用控制老頂變形失穩(wěn)的位移量來計(jì)算用控制老頂變形失穩(wěn)的位移量來計(jì)算3按防止老頂沿工作面切落或發(fā)生臺(tái)階下沉來估算i00hhKPEiPRT20，tgkN / m4) 威爾遜估算法威爾遜估算法圖圖411 威爾遜計(jì)算頂板壓力的力學(xué)模型威爾遜計(jì)算頂板壓力的力學(xué)模型4 回采工作面前后支承壓力的分布回采工作面前后支承壓力的分布一、支承壓力的形成一、支承壓力

5、的形成 支承壓力：指在煤層中開巷或回采后形支承壓力：指在煤層中開巷或回采后形成的垂直方向上的集中應(yīng)力。成的垂直方向上的集中應(yīng)力。HABDCQb根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)及實(shí)驗(yàn)室研究，煤體邊緣在支承壓力作用下，按其變形特征分為四個(gè)區(qū)段：. 小于原巖應(yīng)力的松弛區(qū). 應(yīng)力升高的塑性變形區(qū). 彈性變形區(qū). 原巖應(yīng)力區(qū)煤體邊緣區(qū)應(yīng)力分布煤體邊緣區(qū)應(yīng)力分布二、支承壓力分布二、支承壓力分布圖416 各種采空區(qū)支撐條件下工作面前后支承壓力分布圖圖418 工作面前后支承壓力分布工作面前后支承壓力分布極限平衡區(qū)分布規(guī)律：極限平衡區(qū)分布規(guī)律： （1寬度與開采深度有關(guān)：當(dāng)開采深由寬度與開采深度有關(guān)：當(dāng)開采深由100m400m，增長(zhǎng)

6、較快；當(dāng)采深大于，增長(zhǎng)較快；當(dāng)采深大于400m，幾乎與采深，幾乎與采深成正比增長(zhǎng)。成正比增長(zhǎng)。 （2寬度與開采厚度有關(guān)：薄煤層寬度較小，同寬度與開采厚度有關(guān)：薄煤層寬度較小，同樣地質(zhì)條件下，開采厚度增加，極限平衡區(qū)將迅速樣地質(zhì)條件下，開采厚度增加，極限平衡區(qū)將迅速擴(kuò)大。擴(kuò)大。 （3寬度隨煤體抗壓強(qiáng)度增加而減小。寬度隨煤體抗壓強(qiáng)度增加而減小。 （4支架對(duì)煤壁的支撐力可起到減少極限平衡區(qū)支架對(duì)煤壁的支撐力可起到減少極限平衡區(qū)寬度作用。寬度作用。 5 影響回采工作面礦山壓力顯現(xiàn)的主要因素影響回采工作面礦山壓力顯現(xiàn)的主要因素一、生產(chǎn)技術(shù)因素一、生產(chǎn)技術(shù)因素 1采高與控頂距采高與控頂距圖圖419 上覆巖

7、層移動(dòng)與工作空間頂板下沉的關(guān)系上覆巖層移動(dòng)與工作空間頂板下沉的關(guān)系mLLmLKKKLLKKmkmhLLhKmhSLLSSLSLSPPppLLL000000000011111)1(2工作面推進(jìn)速度影響工作面推進(jìn)速度影響圖圖420 工作面實(shí)際測(cè)定的工作面實(shí)際測(cè)定的“St曲線曲線1采煤機(jī)距測(cè)點(diǎn)采煤機(jī)距測(cè)點(diǎn)15m；2采煤機(jī)距測(cè)點(diǎn)采煤機(jī)距測(cè)點(diǎn)10m；3放頂過測(cè)放頂過測(cè)點(diǎn)點(diǎn)5m；4放頂過測(cè)點(diǎn)放頂過測(cè)點(diǎn)15m；5放震動(dòng)炮后；放震動(dòng)炮后；6采煤機(jī)距測(cè)點(diǎn)采煤機(jī)距測(cè)點(diǎn)6m 圖421 放炮對(duì)工作面頂板下沉速度的影響1放炮經(jīng)過測(cè)點(diǎn)；2測(cè)點(diǎn)下4m處放炮；3測(cè)點(diǎn)下10m處放炮圖423 放頂對(duì)頂板下沉的影響A傾斜向上影響范圍；B傾斜向下影響范圍3開采深度開采深度4放炮、落煤、放頂影響放炮、落煤、放頂影響5煤層分層開采的礦壓顯現(xiàn)煤層分層開采的礦壓顯現(xiàn) 下分層的礦壓顯現(xiàn)與上分層相比有以下特點(diǎn)：下分層的礦壓顯現(xiàn)與上分層相比有以下特點(diǎn)： （1老頂來壓步距小，強(qiáng)度低；老頂來壓步距小，強(qiáng)度低； （2支架載荷變?。恢Ъ茌d荷變?。?（