【正文】 一 、 采煤工作面頂板事故的防治 （ 二 ） 各種頂板事故的原因分析及勘察 ② 防治措施 當(dāng)煤層傾角超過 60186。 ?打緊支柱，軟底要下底梁，順山棚梁要對(duì)接。 二 、 巷道頂板事故的致因及防治 （ 一 ） 巷道頂板事故的分類 二 、 巷道頂板事故的致因及防治 （ 二 ） 掘進(jìn)工作面的冒頂事故的原因及防治 ?掘進(jìn)破巖后，頂部巖石與巖體失去聯(lián)系，若支護(hù) 不及時(shí)，隨時(shí)可能冒落； ?已支護(hù)的頂部巖石，若支護(hù)失敗，可能造成冒落。 二 、 巷道頂板事故的致因及防治 ?開岔口應(yīng)選擇巖性較好的位置 ?嚴(yán)格操作規(guī)程，先支抬棚，后拆除原棚 ?注意選用抬棚材料的質(zhì)量與規(guī)格，保證抬棚有足夠的強(qiáng)度 ?當(dāng)開口處圍巖夾角被壓壞，應(yīng)及時(shí)采取加強(qiáng)和穩(wěn)定措施 （ 三 ） 巷道交岔處頂板事故的原因與防治 第三部分： 頂板事故的致因防治 思考題 ？ ？ ？ ？ 第四部分： 煤礦事故隱患分析 圖 41 直接頂初次垮落形成過程 (a) (b) (c) 第四部分： 煤礦事故隱患分析 的影響 圖 42 老頂斷裂成巖塊后的轉(zhuǎn)動(dòng) 第四部分： 煤礦事故隱患分析 的影響 圖 43 老頂周期來壓的力學(xué)模型 第四部分： 煤礦事故隱患分析 節(jié)理裂隙按生成原因又分為三類： ?原生裂隙 ?壓裂裂隙 ?構(gòu)造裂隙 第四部分： 煤礦事故隱患分析 圖 44 各類裂隙圖 R1:平行于層面 R2:垂直于層面 R3:向煤壁方向傾斜 R4:向老塘方向傾斜 R5:楔形裂隙 第四部分： 煤礦事故隱患分析 的重要依據(jù) 圖 45 工作面實(shí)際測(cè)定的“ S－ t”曲線 1－采煤機(jī)距測(cè)點(diǎn) 15米； 2－采煤機(jī)距離測(cè)點(diǎn) 10米； 3－放頂過測(cè)點(diǎn) S點(diǎn)； 4－放頂過測(cè)點(diǎn) 15米； 5－放震動(dòng)炮后； 6－采煤機(jī)距測(cè)點(diǎn) 6米 第四部分： 煤礦事故隱患分析 、 空間上的相對(duì)位置關(guān)系對(duì) 安全生產(chǎn)的影響 圖 46 回采工作面支架調(diào)壓試驗(yàn)所得“ P－△ L”曲線 周期來壓情況 …O… 表示最大值； O－表示平均值； A－支架工作穩(wěn)定區(qū)； B－支架工作不穩(wěn)定區(qū) 第四部分： 煤礦事故隱患分析 第四部分： 煤礦事故隱患分析 的有關(guān)規(guī)定 采煤工作面任意丟失頂煤或底煤，會(huì)帶來以下三方面的問題： ?浪費(fèi)資源，使工作面回采率達(dá)不到規(guī)定要求。 ?會(huì)導(dǎo)致“頂板 +支架 +底板”組成的支護(hù)系統(tǒng)的剛度 降低，引起單體支柱鉆底或液壓支架底座下陷， 頂板狀況進(jìn)一步惡化，從而導(dǎo)致頂板事故。 采空區(qū)不得遺留未經(jīng)設(shè)計(jì)規(guī)定的煤柱。 第四部分： 煤礦事故隱患分析 主要原因： ?有利于形成再生頂板：作下分層開采時(shí)的頂板用之， 一般壓實(shí)時(shí)間為 4～ 6個(gè)月。 ， 必須向采空區(qū) 注水或注漿 第四部分： 煤礦事故隱患分析 的影響 第四部分： 煤礦事故隱患分析 圖 411 （ 1） 錨桿懸吊作用 第四部分： 煤礦事故隱患分析 圖 411 （ 2） 錨桿組合作用 第四部分： 煤礦事故隱患分析 圖 411 （ 3） 錨桿擠壓作用 第四部分： 煤礦事故隱患分析 的影響 思考題 1. 如何認(rèn)識(shí)煤礦頂板事故隱患的危害？ 2. 試分析與外力量及消除煤礦頂板事故隱患的重要性 。 第四部分：煤礦事故隱患分析 第五部分： 沖擊地壓的基本知識(shí) 一 、 概述 二 、 沖擊礦壓的形成和機(jī)理 三 、 影響沖擊礦壓發(fā)生的因素 四 、 具有沖擊地壓煤層的開采技術(shù) 一 、 概述 （ 一 ） 國(guó)內(nèi)外沖擊地壓的發(fā)生情況 ，按發(fā)生原因分為三類。 ?微沖擊 ?弱沖擊 ?中等沖擊 ?強(qiáng)烈沖擊 ?災(zāi)害性沖擊 一 、 概述 （ 二 ） 沖擊地壓的分類 。 1* ?KKK*K三 、 影響沖擊地壓發(fā)生的因素 假設(shè)煤層中的形變彈性能被塑性變形所吸收，則體變彈性能全消耗于破壞煤體和使其產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。(222 22222201 EEEREEdEU c ????????? ????????故 ERU c221 ?三 、 影響沖擊地壓發(fā)生的因素 若考慮巷道周邊的巖塊處于雙向受力狀態(tài)，則所需能量要比U1大，現(xiàn)用一般性系數(shù) K0（ K0≠1）來表示，則破壞單位體積的能量U2為： （ 一 ） 礦山地質(zhì)因素 ERKU c2202 ?1U三 、 影響沖擊地壓發(fā)生的因素 按能量準(zhǔn)則： （ 一 ） 礦山地質(zhì)因素 2vUU?ERKrHEc c2)(6202 ?所以： cKrRH c ?化簡(jiǎn)得： 此處的 H即是發(fā)生沖擊地壓的臨界深度，國(guó)內(nèi)外資料表明為 200米。 ERKrHcUUU cv 63)( 2022?????三 、 影響沖擊地壓發(fā)生的因素 表 51 我國(guó)部分礦井發(fā)生沖擊地壓的臨界深度 （ 一 ） 礦山地質(zhì)因素 局、礦 名稱 門頭溝 天池 撫 順 大 同 城子礦 大臺(tái)礦 陶莊礦 房山礦 唐山礦 臨界 深度 （米） 200 240 250～ 300 330 460 480 520 540 三 、 影響沖擊地壓發(fā)生的因素 表 52 發(fā)生沖擊地壓的強(qiáng)度和頻次與開采深度的關(guān)系 （ 一 ） 礦山地質(zhì)因素 地區(qū)與礦名 強(qiáng)度或頻次 單位 開采深度（米） 201～ 300 301～ 400 401～ 500 501～ 600 601～ 700 重慶 地區(qū) 發(fā)生強(qiáng)度 （平均煤量） 噸 /次 68 118 947 1250 — 天池礦 發(fā)生次數(shù) 次 ％ 1 3 9 32 9 32 6 32 三 、 影響沖擊地壓發(fā)生的因素 表 53 波蘭發(fā)生沖擊地壓的頻次與開采深度的關(guān)系 （ 一 ） 礦山地質(zhì)因素 開采深度 (米 ) 201～ 300 301～ 400 401～ 500 500 發(fā)生次數(shù) (次 /百萬噸 ) 16 62 83 142 三 、 影響沖擊地壓發(fā)生的因素 ２ .煤層和頂板巖石性質(zhì)及特征 （ 一 ） 礦山地質(zhì)因素 ３ .地質(zhì)構(gòu)造 三 、 影響沖擊地壓發(fā)生的因素 ２ .煤柱 （ 二 ） 開采技術(shù)因素 ３ .放炮 １ .采煤方法 圖 51易形成沖擊條件的特例 四 、 具有沖擊地壓煤層的開采技術(shù) 預(yù)防原則： 二是改變煤巖體的物理力學(xué)性能，以減弱彈性能的能力。 －層間距離（米） 。 b －最大控頂距 ?避免跳區(qū)段回采 ?避免對(duì)采 ?追采的安全距離 ?背離采空區(qū)回采 四 、 具有沖擊地壓煤層的開采技術(shù) （ 四 ） 避免在高應(yīng)力區(qū)掘進(jìn)巷道 前已述 （ 五 ） 采用長(zhǎng)壁式工作面開采具有沖擊危險(xiǎn) 的煤層 （ 六 ） 改變煤巖體的物理力學(xué)性質(zhì) 四 、 具有沖擊地壓 煤層的開采技術(shù) （ 七 ） 設(shè)置沖擊地壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 圖 5－ 12所示的沖擊地壓綜合 防治方案，可供相關(guān)人員參考。 2. 試分析采深與沖擊地壓的關(guān)系 ． 3. 從開采技術(shù)上應(yīng)如何預(yù)防沖擊地壓的發(fā)生。 （ 一 ） 國(guó)外煤礦巷道極限深度的確定 １ .原蘇聯(lián) 表達(dá)式為： 二 、 深井開采極限深度的確定 即： 式中： ——覆巖重量， t/ m3； H ——極限深度， m； Rc ——單向抗壓強(qiáng)度， kg/cm2； 極限深度確定為： H=800m （注：不同的巖性有不同的容重及單向抗壓強(qiáng)度） 為不穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的極限深度 （ 一 ） 國(guó)外煤礦巷道極限深度的確定 2. 德國(guó) 結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，計(jì)算所得的極限壓力值與極限深度值為： 二 、 深井開采極限深度的確定 式中： ρ——極限壓力 MN/ m2； β——底板巖層強(qiáng)度 MN/ m2， 巖性不同， 值也不相同； H ——極限深度， m 為此得出德國(guó)煤礦的極限深度為 800~1200m， 1200m為超深度或大深度開采。 二 、 深井開采極限深度的確定 根據(jù)國(guó)外有關(guān)資料介紹， 波蘭煤礦的極限深度為 750 m 日本煤礦的極限深度為 600 m （ 二 ） 我國(guó)煤礦極限深度的確定 當(dāng)巖層處于塑性變形階段時(shí)， “ λ”值 側(cè)壓系數(shù)“ λ”值是水平壓力與垂直壓力之比。= （ 二 ） 我國(guó)煤礦極限深度的確定 k 表 61 不同巷道斷面壓力集中系數(shù)一覽表 二 、 深井開采極限深度的確定 巷道斷面形狀 壓力集中系數(shù) k 橢圓巷道斷面長(zhǎng)短軸之比 圓形斷面 2 圓拱形斷面 拱形斷面 3 直角形 (梯形 )斷面 （ 二 ） 我國(guó)煤礦極限深度的確定 巖石強(qiáng)度常隨時(shí)間而變化，一般認(rèn)為長(zhǎng)時(shí)強(qiáng)度為 瞬時(shí)強(qiáng)度的 ~，即長(zhǎng)時(shí)載荷影響系數(shù)， η=~。 不受相鄰礦區(qū)回采影響時(shí)，取 KH= 受相鄰礦區(qū)回采影響時(shí)， KH=~ （ 二 ） 我國(guó)煤礦極限深度的確定 二 、 深井開采極限深度的確定 所以，當(dāng)巷道周邊圍巖壓力超過巷道周邊巖體單向抗壓強(qiáng)度時(shí)，巷道變形劇烈，可認(rèn)為此時(shí)的巷道即為極限深度，表達(dá)式為： 即 如果考慮構(gòu)造因素的影響，應(yīng)乘以構(gòu)造系數(shù) Kg， Kg的取值范圍一般按經(jīng)驗(yàn)取 。 超過各類圍巖的極限深度后，埋深每增加 100m，其圍巖移近量的增量如表 63所示 。 當(dāng) ＝ 20MPa時(shí)， H610m，煤體強(qiáng)度將遭到破壞。 當(dāng) ＝ 30MPa時(shí)， H880m，煤體強(qiáng)度將遭到破壞。 思考題 1. 研究深井礦山壓力有何現(xiàn)實(shí)意義？ 2. 我國(guó)深井極限是如何確定的 ， 考慮了哪些因素