礦山壓力及其控制ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-28 22:22 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 采空區(qū)掉塊；煤壁嚴(yán)重片幫。 ? 初次來(lái)壓時(shí)，工作面要采取措施，如沿放頂線加強(qiáng)支護(hù)（增設(shè)排柱、木垛、斜撐、抬棚）、強(qiáng)制放落頂板等。 圖 5— 3 基本頂初次垮落 L1初次垮落步距 第二節(jié) 工作面礦山壓力的顯現(xiàn)規(guī)律 ? 三、周期來(lái)壓 ? 基本頂初次垮落后，工作面暫時(shí)免除了基本頂下沉的影響，支架受力減輕，基本頂由雙支板梁變?yōu)閼冶哿?。上覆巖層的重量主要由基本老頂懸臂梁直接傳給煤壁，部分由垮落的矸石承擔(dān)。 圖 5— 4 基本頂周期垮落（來(lái)壓）示意圖 L2周期垮落步距； h— 直接頂厚度； m— 煤層厚度 第二節(jié) 工作面礦山壓力的顯現(xiàn)規(guī)律 ? 當(dāng)工作面推進(jìn)到一定的距離，基本頂懸臂在自重和上覆巖層的作用下，又會(huì)產(chǎn)生斷裂垮落，這時(shí)同樣會(huì)給工作面帶來(lái)增壓現(xiàn)象。當(dāng)工作面再繼續(xù)推進(jìn)，這部分垮落的基本頂被甩入采空區(qū)，工作面又處于基本頂懸梁掩護(hù)之下，恢復(fù)到前述的狀態(tài)。繼工作面的推進(jìn)，基本頂?shù)目迓渑c工作面增壓現(xiàn)象重復(fù)出現(xiàn)。這種垮落與來(lái)壓隨工作面推進(jìn)而周期性的出現(xiàn)，稱(chēng)為 基本頂周期垮落 和 周期來(lái)壓 。兩次周期來(lái)壓之間的距離稱(chēng)為 周期垮落（來(lái)壓）步距 。周期垮落步距同樣與基本頂巖性有關(guān)，一般為 6m～ 30m，多數(shù)為 10m～ 15m。 第二節(jié) 工作面礦山壓力的顯現(xiàn)規(guī)律 ? 由于周期來(lái)壓前，基本頂呈懸梁狀態(tài)，而初次來(lái)壓前，基本頂呈雙支板梁狀態(tài)。因此，在工作面內(nèi)，周期來(lái)壓步距小于初次來(lái)壓步距，它們的關(guān)系大致為： L2=（ 1/2～ 1/4） L1 ? 周期來(lái)壓特點(diǎn)與初次來(lái)壓類(lèi)似。 四、頂板下沉 ? 在工作面推進(jìn)過(guò)程中，采空區(qū)不斷擴(kuò)大，上覆巖層移動(dòng)下沉而破壞，根據(jù)破壞的特征，上覆巖層沿豎直方向自下而上可分為三帶： 冒落帶、裂隙帶、彎曲下沉帶 。在這三帶中，冒落帶和裂隙帶直接關(guān)系到工作面的頂板管理，彎曲下沉帶對(duì)工作面沒(méi)有多大影響。 第二節(jié) 工作面礦山壓力的顯現(xiàn)規(guī)律 （一）冒落帶 ? 易冒落的直接頂，不規(guī)則垮落，碎脹的巖塊將填滿采空區(qū)，形成冒落帶，支撐老頂。當(dāng)松軟巖層很厚時(shí)，冒落的高度可視為直接頂?shù)暮穸取．?dāng)直接頂厚度不大，冒落的巖塊填不滿采空區(qū)，老頂懸空，這種情況下，老頂也將發(fā)生部分垮落，使工作面壓力增加。 圖 5— 5巖層移動(dòng)推測(cè)圖 (a)巖層內(nèi)部破壞推測(cè)圖； (b)裂隙帶巖層移動(dòng)曲線；（ c）沿工作面推進(jìn)方向的分區(qū) 1— 冒落帶； 2— 裂隙帶； 3— 彎曲下沉帶 第二節(jié) 工作面礦山壓力的顯現(xiàn)規(guī)律 ? 根據(jù)采高（煤層厚度） M，可按下式估算直接頂?shù)拿奥浜穸龋? h = ? 式中 ? h— 直接頂?shù)拿奥浜穸龋?m）； ? M— 采高（煤層高度）（ m）； ? k— 頂板巖層碎脹系數(shù)（一般為 ～ ）。 1?km第二節(jié) 工作面礦山壓力的顯現(xiàn)規(guī)律 （二）裂隙帶 ? 位于冒落帶之上的老頂巖層，總是一端支承在煤壁上，另一端支承在采空區(qū)的碎石充填堆上。在上覆巖層的壓力作用下，冒落的巖塊逐漸壓實(shí)。因此，上覆巖層也隨之逐步彎曲下沉，成段拆斷或產(chǎn)生許多裂隙，但不冒落仍整齊排列，形成裂隙帶。其厚度根據(jù)實(shí)測(cè)一般為采高（煤層厚度）的 7～ 17倍左右。 ? 由于裂隙帶內(nèi)巖層的性質(zhì)和厚度不一致，所以各層的彎曲下沉量不同，這樣必然產(chǎn)生離層現(xiàn)象。如直接頂比較厚，沒(méi)有全部跨落，而直接頂?shù)膹?qiáng)度一般又小于老頂強(qiáng)度，因此，在直接頂與老頂之間也會(huì)產(chǎn)生離層。 ? 離層現(xiàn)象，往往可能產(chǎn)生沖擊地壓，引起工作面切頂、折斷支架，造成重大事故。 ? 裂隙帶巖層在水平方向上又可劃分為三個(gè)區(qū) 第二節(jié) 工作面礦山壓力的顯現(xiàn)規(guī)律 ? A區(qū)：從工作面前方 40 m開(kāi)始到工作面后方2~4m，該區(qū)內(nèi)頂板變形特點(diǎn)是水平位移劇烈，垂直位移微小，甚至有些情況下，頂板還會(huì)有上升現(xiàn)象。顯然是由于工作面煤壁支撐使頂板呈張拉變形的結(jié)果，所以稱(chēng) 煤壁支撐區(qū) 。 ? B區(qū)：從工作面后方 2~4m至 30 m左右，頂板劇烈下沉破斷，且各巖層下沉速度由下向上逐漸減小，層與層之間產(chǎn)生離層，稱(chēng)為 離層區(qū) 。 ? C區(qū)：工作面后方 30 m以遠(yuǎn)，已斷裂的巖塊又重新受到采空區(qū)冒落矸石的支撐，由下向上各巖層的下沉速度逐漸增大，層間進(jìn)人相互壓實(shí)的過(guò)程稱(chēng) 重新壓實(shí)區(qū) 。 第二節(jié) 工作面礦山壓力的顯現(xiàn)規(guī)律 ? 由此可見(jiàn)， A區(qū)和 C區(qū)的巖層分別為煤壁（剛性體）和矸石（柔性體）所支撐， B區(qū)的巖層則離層懸空，說(shuō)明工作面的覆巖中存在著某種“結(jié)構(gòu)” 使之實(shí)現(xiàn)平衡，而工作面在這種“結(jié)構(gòu)”保護(hù)下完成采煤作業(yè)過(guò)程。 ? 工作面支架的任務(wù)，就是有效地控制礦山壓力
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