礦壓研究概述及注意事項課件

礦壓研究的目的1、工作面壓力顯現(xiàn)和頂?shù)装遄兓?guī)律2、工作面頂板支撐的安全程度3、工作面垮落的規(guī)律及控制方法4、防止和消除地壓危害措施5、煤礦設(shè)計、施工和生產(chǎn)的可靠性礦壓研究的目的礦壓研究需要解決的主要問題：1、在特別困難條件下，井巷地壓的控制方法2、為了保證生產(chǎn)安全和最大限度的回收礦產(chǎn)資源，尋求適應巖體應力特性和地壓顯現(xiàn)規(guī)律的合理開采順序，開采方法及其結(jié)構(gòu)要素以及采場維護方式。3、采空區(qū)的處理問題4、防止地下開采引起的滑坡5、對地表建筑的影響及三下(水下、建筑下、鐵路下）安全開采6、巖爆問題7、露天礦邊坡的確定及不穩(wěn)定邊坡的加固礦壓研究需要解決的主要問題：巖石的力學特性巖石具有一定的強度巖石視為完整連續(xù)的小型塊體，當做連續(xù)介質(zhì)地下巖石，一般處于三向壓力狀態(tài)。σ1σ1σ3σ3巖石的力學特性巖石具有一定的強度σ1σ1σ3σ3主應力σ1>σ2>σ3三向剪應力

T13最大主應力σ1>σ2>σ3σ與τ的靜力平衡

σ3σ3σ1σ1σσ與τ的靜力平衡σ3σ3σ1σ1σ?guī)r石強度理論莫爾強度理論庫侖強度理論格里菲斯強度理論τσ?guī)r石強度理論τσ單向抗壓強度巖石強度，一般通過實驗室抗壓試驗得到的數(shù)值，稱為單向抗壓強度。測試試塊：方形h=(2-2.5)ss=5cm

圓柱形h=(2-3)dd=5cm單向抗壓強度巖石強度包括抗壓強度，抗拉強度，抗剪強度長時強度：圍巖的強度，是隨時間的增加而變小，隨一定時間變化后的強度，稱為圍巖的長時強度抗壓強度>抗剪強度>抗拉強度巖石強度包括抗壓強度>抗剪強度>抗拉強度巖石的基本破壞類型1、脆性斷裂破壞是由拉應力或巖石內(nèi)部派生出來的拉應力所引起的破壞。2、剪切破壞當巖石內(nèi)部某斷面的剪應力τ達到或者超過其極限剪切破壞強度時，巖石即沿該斷面發(fā)生剪切滑動，使巖石沿該斷面發(fā)生破壞。3、塑性改組破壞巖石內(nèi)部結(jié)構(gòu)形態(tài)發(fā)生某種變化，當受到載荷超過某種臨界值時，巖石出現(xiàn)塑性流動現(xiàn)象，喪失繼續(xù)承載能力，常發(fā)生在某些粘土質(zhì)巖石中

巖石的基本破壞類型節(jié)理巖體是指完整巖石被節(jié)理面分割而形成的巖石塊體，即節(jié)理巖體是由巖石和節(jié)理所組成的節(jié)理面非貫通性半貫通性貫通性節(jié)理巖體節(jié)理面非貫通性半貫通性貫通性節(jié)理面破壞1、非貫通性節(jié)理面破壞：破裂面追蹤已有的節(jié)理面發(fā)生破壞2、半貫通性節(jié)理面破壞：節(jié)理延伸尺寸不大時，類似非貫通性節(jié)理面破壞，節(jié)理延伸尺寸較大時，類似貫通性節(jié)理面破壞。3、貫通性節(jié)理面破壞：沿貫通性節(jié)理面發(fā)生剪切破壞。節(jié)理面破壞影響巖體強度因素熱膨脹應力影響濕膨脹效應影響巖體孔隙影響氣體和瓦斯的影響巖體中水的影響巖體開掘暴露后，層狀巖體在溫度變化下，會產(chǎn)生縱向和橫向應變，產(chǎn)生熱膨脹應力。巖體應力發(fā)生變化，若側(cè)向應力減小軸向應力增大，則強度降低地震應力影響效應與熱膨脹相似，還會引起巖體內(nèi)部物化學變化，層狀巖體粘結(jié)力、內(nèi)摩擦角、彈性模量、泊松比都會變化1、膨脹作用，2、靜力水壓影響，3、動力水壓影響影響巖體強度因素熱膨脹應力影響濕膨脹效應影響巖體孔隙影響氣體10152025瓦斯壓力(kg/cm2)應變0.20.1×10-210152025礦壓是地應力的顯現(xiàn)

地應力：是存在于地殼中的未受工程擾動的天然應力，也稱巖體初始應力、絕對應力或原巖應力。廣義上也指地球體內(nèi)的應力。它包括由地熱﹑重力﹑地球自轉(zhuǎn)速度變化及其他因素產(chǎn)生的應力。地應力主要包括：自重應力構(gòu)造應力瓦斯壓力對地應力的影響很大礦壓是地應力的顯現(xiàn)地應力：礦壓顯現(xiàn)自重應力構(gòu)造應力支承應力礦壓顯現(xiàn)自重應力構(gòu)造應力支承應力自重應力是一定埋深的巖體重量產(chǎn)生的應力自重應力在巷道支護中無法避免自重應力開掘前自重應力開掘后自重應力開掘前自重應力開掘后自重應力構(gòu)造應力是由于地殼運動的不均衡，使局部巖層受到擠壓而產(chǎn)生的應力。褶皺、斷層等構(gòu)造，是構(gòu)造應力釋放的結(jié)果。褶皺、大斷層等構(gòu)造附近，可能有殘余構(gòu)造應力。構(gòu)造應力在巷道支護中無法避免構(gòu)造應力礦壓研究概述及注意事項課件支承應力支承應力不同于原巖應力，它是由于工作面回采后遺留煤柱在未垮落頂板懸臂梁作用下形成的應力支承應力隨回采工作面的推進而產(chǎn)生，不會隨回采工作面的推進而消失。支承應力沿工作面的走向和傾向存在，應力大小是按曲線遞增。支承應力可以避免或減小，巷道支護，應該避開支承應力帶。支承應力支撐應力帶支撐應力帶開采空間支撐應力帶支撐應力帶開采空間合理的布置巷道，是保證巷道支護效果的一個關(guān)鍵因素。回采巷道布置，要盡可能避開支承應力高峰區(qū)小煤柱沿空送巷，是解決支承應力影響的有效途徑支承應力影響范圍，是根據(jù)煤層結(jié)構(gòu)和煤層頂板巖性不同而不同合理的布置巷道，是保證巷道支護效果的一個關(guān)鍵因素。地壓的分類按地壓的表現(xiàn)形式，地壓分為：1、變形地壓變形地壓是大范圍內(nèi)巖體因變形、位移受到支護的壓制而產(chǎn)生的地壓。變形地壓大小取決于圍巖的應力狀態(tài)，又取決于支護形式和支護時間。變形地壓又分為：彈性變形壓力塑性變形壓力流變壓力：是巖體變形、流動引起的

地壓的分類按地壓的表現(xiàn)形式，地壓分為：2、散體地壓滑移、破碎或松散巖體重力作用在支護上引起的地壓，也稱為松動地壓。3、沖擊地壓沖擊地壓，也稱為巖爆，它是在圍巖積累了大量的彈性變形能之后，突然釋放出來時所產(chǎn)生的壓力，是一種爆炸式的地壓現(xiàn)象。沖擊地壓多發(fā)生在深部堅硬、完整的巖體中，目前還不能對沖擊地壓進行完善的理論分析計算。4、膨脹地壓泥質(zhì)或炭質(zhì)頁巖吸水后體積膨脹，由于膨脹而產(chǎn)生的壓力稱為膨脹地壓。膨脹地壓和變形地壓的根本區(qū)別在于它是吸水膨脹而引起的。2、散體地壓沖擊地壓（巖爆）1、巖爆表現(xiàn)：微弱沖擊：表層局部破壞和巖塊彈出，巖體深部有微震動弱沖擊：圍巖局部破壞和巖塊拋出，伴有明顯的聲響和地震震動。中等沖擊：圍巖迅速脆性破壞，并有大量巖石碎塊、粉塵拋出，形成氣浪沖擊。強烈沖擊：使幾十米地段支架破壞和巷道塌落。災害性沖擊：在整個開采區(qū)域或中段內(nèi)礦柱發(fā)生連鎖反應式破壞，礦區(qū)或中段內(nèi)巷道坍塌，甚至礦井報廢。

沖擊地壓（巖爆）2、巖爆形成因素（1）、原巖應力：自重應力和構(gòu)造應力作用下的巖體，積蓄了大量的變形能。（2）、巖體的彈性和脆性：這種巖體能量達到應力極限時突然釋放。（3）、采動造成應力集中和能量積聚。20080σMPa1231、石英巖2、大理石3、砂巖0.10.2?%2、巖爆形成因素20080σMPa1231、石英巖0.103、巖爆預測：觀測鉆孔時巖粉排出量觀測鉆孔巖芯及巖粉顆粒變化爆破后巖塊彈出情況4、巖爆控制合理布置掘進和開采順序給有沖擊危險的礦層卸壓使巖體積聚的彈性變形能有控制的釋放：松動爆破；震動爆破；小煤柱

3、巖爆預測：巷道周邊應力分布：1、矩形巷道λ=1λ=0.4巷道周邊應力分布：λ=1λ=0.42拱形巷道λ=0.7λ=0.22拱形巷道λ=0.7λ=0.2巷道圍巖形變分區(qū)

彈性區(qū)：圍巖有形變，應力消失后形變可恢復塑性區(qū)：圍巖有形變，應力消失后形變不能恢復，有次生節(jié)理冒落區(qū)：圍巖破碎，容易冒落巷道圍巖形變分區(qū)彈性區(qū)：圍巖有形變，應力消失后冒落區(qū)：彈性區(qū)塑性區(qū)冒落區(qū)原巖區(qū)彈性區(qū)塑性區(qū)冒落區(qū)原巖區(qū)塑性區(qū)計算塑性區(qū)半徑（卡式公式）：塑性區(qū)計算普氏破碎冒落高度：（1）、兩幫非彈性區(qū)

（2）、冒落拱高普氏破碎冒落高度：采區(qū)礦壓1、工作面采動后壓力呈現(xiàn)狀況老頂?shù)某醮螖嗔眩簭澗刈畲笾?，長周邊中間A斷裂過程，長邊中間向向工作面兩端延伸，然后向短邊延伸，成X型A采區(qū)礦壓A2、采煤工作面支承壓力分布前支承壓力,峰值（2-4)rH2-1090-100m隨工作面移動而移動側(cè)支承壓力峰值（2-3）rH2、采煤工作面支承壓力分布前支承壓力,峰值（2-4)rH2-3、同時回采工作面錯距

M：兩煤層間距，m，δ：層間巖石移動角，堅硬巖石為600-750，軟巖為450-550，L：不均衡備用距離，為下煤層一個月推進度，b：上煤層工作面最大控頂距3、同時回采工作面錯距M：兩煤層間距，m，δ：層間巖石移動4、采煤工作面垮落步距第1次垮落步距：第2次垮落步距：第3次垮落步距：H：冒落分層厚度，r:容重，k：載荷系數(shù)>1,當頂板離層時等于1，頂板巖層的抗拉強度4、采煤工作面垮落步距第2次垮落步距：第3次垮落步距：H：冒5、老頂來壓老頂?shù)某醮蝸韷菏侵腹ぷ髅嬷苯禹斂迓浜?，老頂?shù)谝淮螖嗔巡l(fā)生回轉(zhuǎn)，從而導至工作面頂板急劇下沉，工作面頂板普遍出現(xiàn)來壓現(xiàn)象，即為老頂?shù)某醮蝸韷?。從開切眼到老頂初次來壓時距工作面的距離稱為老頂初次來壓步距，它是反映老頂巖層穩(wěn)定性的主要指標。老頂周期來壓是指老頂?shù)某醮蝸韷汉?，隨工作面繼續(xù)推進，老頂每懸露一定距離后就會發(fā)生一次來壓現(xiàn)象，一般情況下，它呈現(xiàn)一定的周期性。我們稱初次來壓后回采工作面出現(xiàn)的周期性礦山壓力顯現(xiàn)為老頂?shù)闹芷趤韷?。周期來壓時，工作面的頂板壓力和頂板下沉量比平時要大30%到40%，

5、老頂來壓礦壓研究概述及注意事項課件礦壓研究概述及注意事項課件30-60m30-60m礦壓監(jiān)測1、巷道礦壓監(jiān)測的重要性沒有礦壓監(jiān)測，錨桿支護安全，就沒有保證。沒有礦壓監(jiān)測，錨桿支護，是霧里看花。沒有礦壓監(jiān)測，錨桿支護缺少嚴密性。沒有礦壓監(jiān)測，支護參數(shù)無法及時修正。沒有礦壓監(jiān)測，支護參數(shù)設(shè)計合理性無法驗證，錨桿支護技術(shù)的推廣缺少科學依據(jù)。沒有礦壓監(jiān)測，錨桿支護技術(shù)成果無法鑒定。礦壓監(jiān)測1、巷道礦壓監(jiān)測的重要性2、監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展監(jiān)測技術(shù)是從人工監(jiān)測向自動實時監(jiān)測、電腦智能化分析方向發(fā)展。人工手工監(jiān)測，是最原始的監(jiān)測方法，只是簡單的監(jiān)測巷道頂?shù)装逑鄬σ平浚ㄈ缡址ǎ@種方法有很多缺點：（1）、受人的責任心、操作方法影響，監(jiān)測誤差很大，數(shù)據(jù)缺少準確性。（2）、監(jiān)測是在一個時間點的數(shù)據(jù)，不能動態(tài)的反應巷道變形情況。（3）、受人的技術(shù)水平限制，分析結(jié)果不一定全面可靠。（4）、監(jiān)測方法簡單，監(jiān)測數(shù)據(jù)少、不全面，不能科學的深入研究分析錨桿支護技術(shù)。（5）、監(jiān)測人工工資費用高，測工管理容易出現(xiàn)漏洞。

2、監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展

自動化實時監(jiān)測、電腦智能分析，是監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展方向，目前，西科測控公司致力于該技術(shù)的研究已經(jīng)有多年的經(jīng)驗，提供監(jiān)測設(shè)備和技術(shù)支持，該技術(shù)的優(yōu)點有：（1）、自動實時監(jiān)測，數(shù)據(jù)全面、準確。（2）、數(shù)據(jù)傳輸及時，可查詢?nèi)我鈺r刻的監(jiān)測數(shù)據(jù)。（3）、電腦自動收集、儲存數(shù)據(jù)，人機互動查詢，智能化程度高。（4）、監(jiān)測手段全面，全方位反應礦壓和巷道變形情況。（5）、提供報警功能，可按需要設(shè)定有關(guān)參數(shù)。（6）、可提供專家技術(shù)支持。自動化實時監(jiān)測、電腦智能分析，是監(jiān)測技術(shù)3、巷道礦壓監(jiān)測的內(nèi)容巷道位移監(jiān)測（形變監(jiān)測）頂板離層監(jiān)測錨桿受力監(jiān)測頂板斷裂震波監(jiān)測4、巷道礦壓監(jiān)測測站布置

40---50m布置一組測站監(jiān)測內(nèi)容，至少要兩個以上3、巷道礦壓監(jiān)測的內(nèi)容ABCD頂?shù)装逑鄬σ平緼BCD頂?shù)装逑鄬σ平?234567人工檢測方法1234567人工檢測方法礦壓研究概述及注意事項課件礦壓研究概述及注意事項課件頂板離層監(jiān)測布置

深基點淺基點L1L2頂板離層監(jiān)測布置深基點淺基點L1L2礦壓研究概述及注意事項課件監(jiān)測數(shù)據(jù)分析內(nèi)容1、位移量變化2、位移變化速率3、淺基點離層量4、深基點離層量5、淺基點離層速率6、深基點離層速率7、錨桿受力變化及變化速率監(jiān)測數(shù)據(jù)分析內(nèi)容礦壓研究概述及注意事項課件礦壓研究概述及注意事項課件受采動影響不明顯的巷道，總的觀測時間為5個月巷道變形速度1mm/d，1次/周巷道變形速度1-3mm/d，2-3次/周巷道變形速度3mm/d，1次/d巷道變形速度3-5mm/d，1次/班巷道變形速度>5mm/d，2-3次/班受采動影響不明顯的巷道，總的觀測時間為5個月圍巖移近量mm

穩(wěn)定巖層：50-80

中等穩(wěn)定巖層：150-200

不穩(wěn)定巖層：300-350圍巖壓力t/m2

穩(wěn)定巖層：3-5

中等穩(wěn)定巖層：10-15

不穩(wěn)定巖層：15-30

圍巖移近量mm采煤工作面礦壓觀測通過監(jiān)測儀隨時觀測液壓支柱工作阻力力和液壓系統(tǒng)的工作壓強1、通過動態(tài)觀測液壓支架工作阻力變化間接掌握頂板對支架的作用力變化，間接掌握工作面頂板來壓情況。2、通過動態(tài)觀測支架液壓系統(tǒng)的工作壓強變化，掌握支架液壓系統(tǒng)是否工作正常，分析支架的可靠性，液壓系統(tǒng)的完好性。液壓支架的額定工作阻力的大小是由支架本身的安全閥的調(diào)定值來確定的。調(diào)的愈高，額定工作阻力越大。

采煤工作面礦壓觀測液壓支架的額定工作阻力的大小是由支架本身的PNN1--初始工作阻力，N2—變化過程中增大的工作阻力，因P的增大而增大，N3—額定工作阻力，關(guān)系：N1<N2<N3,P與N關(guān)系,有三種可能：1、P<N1，P則無法測定,2、P>N1，則P=N2，3、P>N3，P則無法測定PNN1--初始工作阻力，N2—變化過程中增大的工作阻力，因采面礦壓觀測的要素：1、工作面推進----頂板壓力變化2、工作面傾向----頂板壓力變化3、回采時間----頂板壓力變化（實時監(jiān)測)其中，工作面推進----頂板壓力變化，是分析工作面初次來壓和來壓步距的關(guān)鍵要素。工作面傾向----頂板壓力變化，是間接分析工作面初次垮落和工作面支架受力狀況要素采面礦壓觀測的要素：數(shù)據(jù)處理：受支架頻繁操作，液壓系統(tǒng)不穩(wěn)定等外界因素影響，數(shù)據(jù)會出現(xiàn)偏差，采集的數(shù)據(jù)需要進行處理，才能反映出頂板壓力情況1、數(shù)據(jù)收集篩選2、數(shù)據(jù)糾錯修正3、選定的時間段數(shù)據(jù)平均4、選定區(qū)域數(shù)據(jù)平均5、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖形6、數(shù)據(jù)邏輯比較分析數(shù)據(jù)處理：推進度工作阻力40m16m15m15.5m15.5m數(shù)據(jù)：每8小時平均推進度工作阻力40m16m15m15.5m15.5m數(shù)據(jù)：每支架編號工作阻力查詢時間：2009年11月10日8：00-14：00102030405060708090100110120支架編號工作阻力查詢時間：2009年11月10日8：00-1推進度工作阻力40m16m15m15.5m15.5m數(shù)據(jù)：每8小時平均傾向推進度工作阻力40m16m15m15.5m15.5m數(shù)據(jù)：每堅硬頂板來壓預報堅硬頂板的采場來壓相當迅猛，根據(jù)彈性懸梁理論，頂板來壓前夕，懸梁達到最大長度，所承受的載荷達到極限，由于巖體應力應變特性所決定，必然會出現(xiàn)應變強化過程，此時工作面前方支承壓力彈性變形區(qū)內(nèi)頂板下沉會突然加速，當懸梁斷裂后，由于載荷卸除，此區(qū)頂板彈性變形突然恢復，反彈。工作面前方彈性區(qū)內(nèi)進行礦壓和變形觀測，可以進行來壓預報。堅硬頂板來壓預報大于老頂初次來壓步距>40m>40m1,2,31,2,31,2,31,2,31,2,31,2,3大于老頂初次來壓步距>40m>40m1,2,31,2,31,礦壓研究的目的1、工作面壓力顯現(xiàn)和頂?shù)装遄兓?guī)律2、工作面頂板支撐的安全程度3、工作面垮落的規(guī)律及控制方法4、防止和消除地壓危害措施5、煤礦設(shè)計、施工和生產(chǎn)的可靠性礦壓研究的目的礦壓研究需要解決的主要問題：1、在特別困難條件下，井巷地壓的控制方法2、為了保證生產(chǎn)安全和最大限度的回收礦產(chǎn)資源，尋求適應巖體應力特性和地壓顯現(xiàn)規(guī)律的合理開采順序，開采方法及其結(jié)構(gòu)要素以及采場維護方式。3、采空區(qū)的處理問題4、防止地下開采引起的滑坡5、對地表建筑的影響及三下(水下、建筑下、鐵路下）安全開采6、巖爆問題7、露天礦邊坡的確定及不穩(wěn)定邊坡的加固礦壓研究需要解決的主要問題：巖石的力學特性巖石具有一定的強度巖石視為完整連續(xù)的小型塊體，當做連續(xù)介質(zhì)地下巖石，一般處于三向壓力狀態(tài)。σ1σ1σ3σ3巖石的力學特性巖石具有一定的強度σ1σ1σ3σ3主應力σ1>σ2>σ3三向剪應力

T13最大主應力σ1>σ2>σ3σ與τ的靜力平衡

σ3σ3σ1σ1σσ與τ的靜力平衡σ3σ3σ1σ1σ?guī)r石強度理論莫爾強度理論庫侖強度理論格里菲斯強度理論τσ?guī)r石強度理論τσ單向抗壓強度巖石強度，一般通過實驗室抗壓試驗得到的數(shù)值，稱為單向抗壓強度。測試試塊：方形h=(2-2.5)ss=5cm

圓柱形h=(2-3)dd=5cm單向抗壓強度巖石強度包括抗壓強度，抗拉強度，抗剪強度長時強度：圍巖的強度，是隨時間的增加而變小，隨一定時間變化后的強度，稱為圍巖的長時強度抗壓強度>抗剪強度>抗拉強度巖石強度包括抗壓強度>抗剪強度>抗拉強度巖石的基本破壞類型1、脆性斷裂破壞是由拉應力或巖石內(nèi)部派生出來的拉應力所引起的破壞。2、剪切破壞當巖石內(nèi)部某斷面的剪應力τ達到或者超過其極限剪切破壞強度時，巖石即沿該斷面發(fā)生剪切滑動，使巖石沿該斷面發(fā)生破壞。3、塑性改組破壞巖石內(nèi)部結(jié)構(gòu)形態(tài)發(fā)生某種變化，當受到載荷超過某種臨界值時，巖石出現(xiàn)塑性流動現(xiàn)象，喪失繼續(xù)承載能力，常發(fā)生在某些粘土質(zhì)巖石中

巖石的基本破壞類型節(jié)理巖體是指完整巖石被節(jié)理面分割而形成的巖石塊體，即節(jié)理巖體是由巖石和節(jié)理所組成的節(jié)理面非貫通性半貫通性貫通性節(jié)理巖體節(jié)理面非貫通性半貫通性貫通性節(jié)理面破壞1、非貫通性節(jié)理面破壞：破裂面追蹤已有的節(jié)理面發(fā)生破壞2、半貫通性節(jié)理面破壞：節(jié)理延伸尺寸不大時，類似非貫通性節(jié)理面破壞，節(jié)理延伸尺寸較大時，類似貫通性節(jié)理面破壞。3、貫通性節(jié)理面破壞：沿貫通性節(jié)理面發(fā)生剪切破壞。節(jié)理面破壞影響巖體強度因素熱膨脹應力影響濕膨脹效應影響巖體孔隙影響氣體和瓦斯的影響巖體中水的影響巖體開掘暴露后，層狀巖體在溫度變化下，會產(chǎn)生縱向和橫向應變，產(chǎn)生熱膨脹應力。巖體應力發(fā)生變化，若側(cè)向應力減小軸向應力增大，則強度降低地震應力影響效應與熱膨脹相似，還會引起巖體內(nèi)部物化學變化，層狀巖體粘結(jié)力、內(nèi)摩擦角、彈性模量、泊松比都會變化1、膨脹作用，2、靜力水壓影響，3、動力水壓影響影響巖體強度因素熱膨脹應力影響濕膨脹效應影響巖體孔隙影響氣體10152025瓦斯壓力(kg/cm2)應變0.20.1×10-210152025礦壓是地應力的顯現(xiàn)

地應力：是存在于地殼中的未受工程擾動的天然應力，也稱巖體初始應力、絕對應力或原巖應力。廣義上也指地球體內(nèi)的應力。它包括由地熱﹑重力﹑地球自轉(zhuǎn)速度變化及其他因素產(chǎn)生的應力。地應力主要包括：自重應力構(gòu)造應力瓦斯壓力對地應力的影響很大礦壓是地應力的顯現(xiàn)地應力：礦壓顯現(xiàn)自重應力構(gòu)造應力支承應力礦壓顯現(xiàn)自重應力構(gòu)造應力支承應力自重應力是一定埋深的巖體重量產(chǎn)生的應力自重應力在巷道支護中無法避免自重應力開掘前自重應力開掘后自重應力開掘前自重應力開掘后自重應力構(gòu)造應力是由于地殼運動的不均衡，使局部巖層受到擠壓而產(chǎn)生的應力。褶皺、斷層等構(gòu)造，是構(gòu)造應力釋放的結(jié)果。褶皺、大斷層等構(gòu)造附近，可能有殘余構(gòu)造應力。構(gòu)造應力在巷道支護中無法避免構(gòu)造應力礦壓研究概述及注意事項課件支承應力支承應力不同于原巖應力，它是由于工作面回采后遺留煤柱在未垮落頂板懸臂梁作用下形成的應力支承應力隨回采工作面的推進而產(chǎn)生，不會隨回采工作面的推進而消失。支承應力沿工作面的走向和傾向存在，應力大小是按曲線遞增。支承應力可以避免或減小，巷道支護，應該避開支承應力帶。支承應力支撐應力帶支撐應力帶開采空間支撐應力帶支撐應力帶開采空間合理的布置巷道，是保證巷道支護效果的一個關(guān)鍵因素?；夭上锏啦贾?，要盡可能避開支承應力高峰區(qū)小煤柱沿空送巷，是解決支承應力影響的有效途徑支承應力影響范圍，是根據(jù)煤層結(jié)構(gòu)和煤層頂板巖性不同而不同合理的布置巷道，是保證巷道支護效果的一個關(guān)鍵因素。地壓的分類按地壓的表現(xiàn)形式，地壓分為：1、變形地壓變形地壓是大范圍內(nèi)巖體因變形、位移受到支護的壓制而產(chǎn)生的地壓。變形地壓大小取決于圍巖的應力狀態(tài)，又取決于支護形式和支護時間。變形地壓又分為：彈性變形壓力塑性變形壓力流變壓力：是巖體變形、流動引起的

地壓的分類按地壓的表現(xiàn)形式，地壓分為：2、散體地壓滑移、破碎或松散巖體重力作用在支護上引起的地壓，也稱為松動地壓。3、沖擊地壓沖擊地壓，也稱為巖爆，它是在圍巖積累了大量的彈性變形能之后，突然釋放出來時所產(chǎn)生的壓力，是一種爆炸式的地壓現(xiàn)象。沖擊地壓多發(fā)生在深部堅硬、完整的巖體中，目前還不能對沖擊地壓進行完善的理論分析計算。4、膨脹地壓泥質(zhì)或炭質(zhì)頁巖吸水后體積膨脹，由于膨脹而產(chǎn)生的壓力稱為膨脹地壓。膨脹地壓和變形地壓的根本區(qū)別在于它是吸水膨脹而引起的。2、散體地壓沖擊地壓（巖爆）1、巖爆表現(xiàn)：微弱沖擊：表層局部破壞和巖塊彈出，巖體深部有微震動弱沖擊：圍巖局部破壞和巖塊拋出，伴有明顯的聲響和地震震動。中等沖擊：圍巖迅速脆性破壞，并有大量巖石碎塊、粉塵拋出，形成氣浪沖擊。強烈沖擊：使幾十米地段支架破壞和巷道塌落。災害性沖擊：在整個開采區(qū)域或中段內(nèi)礦柱發(fā)生連鎖反應式破壞，礦區(qū)或中段內(nèi)巷道坍塌，甚至礦井報廢。

沖擊地壓（巖爆）2、巖爆形成因素（1）、原巖應力：自重應力和構(gòu)造應力作用下的巖體，積蓄了大量的變形能。（2）、巖體的彈性和脆性：這種巖體能量達到應力極限時突然釋放。（3）、采動造成應力集中和能量積聚。20080σMPa1231、石英巖2、大理石3、砂巖0.10.2?%2、巖爆形成因素20080σMPa1231、石英巖0.103、巖爆預測：觀測鉆孔時巖粉排出量觀測鉆孔巖芯及巖粉顆粒變化爆破后巖塊彈出情況4、巖爆控制合理布置掘進和開采順序給有沖擊危險的礦層卸壓使巖體積聚的彈性變形能有控制的釋放：松動爆破；震動爆破；小煤柱

3、巖爆預測：巷道周邊應力分布：1、矩形巷道λ=1λ=0.4巷道周邊應力分布：λ=1λ=0.42拱形巷道λ=0.7λ=0.22拱形巷道λ=0.7λ=0.2巷道圍巖形變分區(qū)

彈性區(qū)：圍巖有形變，應力消失后形變可恢復塑性區(qū)：圍巖有形變，應力消失后形變不能恢復，有次生節(jié)理冒落區(qū)：圍巖破碎，容易冒落巷道圍巖形變分區(qū)彈性區(qū)：圍巖有形變，應力消失后冒落區(qū)：彈性區(qū)塑性區(qū)冒落區(qū)原巖區(qū)彈性區(qū)塑性區(qū)冒落區(qū)原巖區(qū)塑性區(qū)計算塑性區(qū)半徑（卡式公式）：塑性區(qū)計算普氏破碎冒落高度：（1）、兩幫非彈性區(qū)

（2）、冒落拱高普氏破碎冒落高度：采區(qū)礦壓1、工作面采動后壓力呈現(xiàn)狀況老頂?shù)某醮螖嗔眩簭澗刈畲笾?，長周邊中間A斷裂過程，長邊中間向向工作面兩端延伸，然后向短邊延伸，成X型A采區(qū)礦壓A2、采煤工作面支承壓力分布前支承壓力,峰值（2-4)rH2-1090-100m隨工作面移動而移動側(cè)支承壓力峰值（2-3）rH2、采煤工作面支承壓力分布前支承壓力,峰值（2-4)rH2-3、同時回采工作面錯距

M：兩煤層間距，m，δ：層間巖石移動角，堅硬巖石為600-750，軟巖為450-550，L：不均衡備用距離，為下煤層一個月推進度，b：上煤層工作面最大控頂距3、同時回采工作面錯距M：兩煤層間距，m，δ：層間巖石移動4、采煤工作面垮落步距第1次垮落步距：第2次垮落步距：第3次垮落步距：H：冒落分層厚度，r:容重，k：載荷系數(shù)>1,當頂板離層時等于1，頂板巖層的抗拉強度4、采煤工作面垮落步距第2次垮落步距：第3次垮落步距：H：冒5、老頂來壓老頂?shù)某醮蝸韷菏侵腹ぷ髅嬷苯禹斂迓浜?，老頂?shù)谝淮螖嗔巡l(fā)生回轉(zhuǎn)，從而導至工作面頂板急劇下沉，工作面頂板普遍出現(xiàn)來壓現(xiàn)象，即為老頂?shù)某醮蝸韷?。從開切眼到老頂初次來壓時距工作面的距離稱為老頂初次來壓步距，它是反映老頂巖層穩(wěn)定性的主要指標。老頂周期來壓是指老頂?shù)某醮蝸韷汉?，隨工作面繼續(xù)推進，老頂每懸露一定距離后就會發(fā)生一次來壓現(xiàn)象，一般情況下，它呈現(xiàn)一定的周期性。我們稱初次來壓后回采工作面出現(xiàn)的周期性礦山壓力顯現(xiàn)為老頂?shù)闹芷趤韷?。周期來壓時，工作面的頂板壓力和頂板下沉量比平時要大30%到40%，

5、老頂來壓礦壓研究概述及注意事項課件礦壓研究概述及注意事項課件30-60m30-60m礦壓監(jiān)測1、巷道礦壓監(jiān)測的重要性沒有礦壓監(jiān)測，錨桿支護安全，就沒有保證。沒有礦壓監(jiān)測，錨桿支護，是霧里看花。沒有礦壓監(jiān)測，錨桿支護缺少嚴密性。沒有礦壓監(jiān)測，支護參數(shù)無法及時修正。沒有礦壓監(jiān)測，支護參數(shù)設(shè)計合理性無法驗證，錨桿支護技術(shù)的推廣缺少科學依據(jù)。沒有礦壓監(jiān)測，錨桿支護技術(shù)成果無法鑒定。礦壓監(jiān)測1、巷道礦壓監(jiān)測的重要性2、監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展監(jiān)測技術(shù)是從人工監(jiān)測向自動實時監(jiān)測、電腦智能化分析方向發(fā)展。人工手工監(jiān)測，是最原始的監(jiān)測方法，只是簡單的監(jiān)測巷道頂?shù)装逑鄬σ平浚ㄈ缡址ǎ?，這種方法有很多缺點：（1）、受人的責任心、操作方法影響，監(jiān)測誤差很大，數(shù)據(jù)缺少準確性。（2）、監(jiān)測是在一個時間點的數(shù)據(jù)，不能動態(tài)的反應巷道變形情況。（3）、受人的技術(shù)水平限制，分析結(jié)果不一定全面可靠。（4）、監(jiān)測方法簡單，監(jiān)測數(shù)據(jù)少、不全面，不能科學的深入研究分析錨桿支護技術(shù)。（5）、監(jiān)測人工工資費用高，測工管理容易出現(xiàn)漏洞。

2、監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展

自動化實時監(jiān)測、電腦智能分析，是監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展方向，目前，西科測控公司致力于該技術(shù)的研究已經(jīng)有多年的經(jīng)驗，提供監(jiān)測設(shè)備和技術(shù)支持，該技術(shù)的優(yōu)點有：（1）、自動實時監(jiān)測，數(shù)據(jù)全面、準確。（2）、數(shù)據(jù)傳輸及時，可查詢?nèi)我鈺r刻的監(jiān)測數(shù)據(jù)。（3）、電腦自動收集、儲存數(shù)據(jù)，人機互動查詢，智能化程度高。（4）、監(jiān)測手段全面，全方位反應礦壓和巷道變形情況。（5）、提供報警功能，可按需要設(shè)定有關(guān)參數(shù)。（6）、可提供專家技術(shù)支持。自動化實時監(jiān)測、電腦智能分析，是監(jiān)測技術(shù)3、巷道礦壓監(jiān)測的內(nèi)容巷道位移監(jiān)測（形變監(jiān)測）頂板離層監(jiān)測錨桿受力監(jiān)測頂板斷裂震波監(jiān)測4、巷道礦壓監(jiān)測測站布置

40---50m布置一組測站監(jiān)測內(nèi)容，至少要兩個以上3、巷道礦壓監(jiān)測的內(nèi)容ABCD頂?shù)装逑鄬σ平緼BCD頂?shù)装逑鄬σ平?234567人工檢測方法1234567人工檢測方法礦壓研究概述及注意事項課件礦壓研究概述及注意事項課件頂板離層監(jiān)測布置

深基點淺基點L1L2頂板離層監(jiān)測布置深基點淺基點L1L2礦壓研究概述及注意事項課件監(jiān)測數(shù)據(jù)分析內(nèi)容1、位移量變化2、位移變化速率3、淺基點離層量4、深基點離層量5、淺基點離層速率6、深基點離層速率7、錨桿受力變化及變化速率監(jiān)測數(shù)據(jù)分析內(nèi)容礦壓研究概述及注意事項課件礦壓研究概述及注意事項課件受采動影響不明顯的巷道，總的觀測時間為5個月巷道變形速度1mm/d，1次/周巷道變形速度1-3mm/d，2-3次/周巷道變形速度3mm/d，1次/d巷道變形速度3-5mm/d，1次/班巷道變形速度>5mm/d，2-3次/班受采動影響不明顯的巷道，總的觀測時間為5個月圍巖移近量mm