第一节矿山压力基本概念 矿山压力 矿山压力就是由于井下采掘工作破坏了岩体中原岩 应力平衡状态,引起应力重新分布,我们把存在 于采掘空间周围岩体内和作用在支护物上的力称 为矿山压力。 地表 矿山压力来源 (一)自重应力 (二)构造应力 自重应 (三)膨胀应力 力0
第一节 矿山压力基本概念 一、矿山压力 矿山压力就是由于井下采掘工作破坏了岩体中原岩 应力平衡状态,引起应力重新分布,我们把存在 于采掘空间周围岩体内和作用在支护物上的力称 为矿山压力。 二、矿山压力来源 (一)自重应力 (二)构造应力 (三)膨胀应力 σ1 σ2 σ3σ2 σ1 σ3 H 地表 自 重 应 力
三、矿山压力显现 在矿山压力作用下,围岩和支架所表现出来 的力学宏观现象,如围岩变形,离层,破坏 和冒落,支架受力变化和折损,煤(岩)突 出,充填物产生压缩和地面塌陷等,称为矿 山压力显现,简称矿压显现。 采煤工作面矿压显现的主要形式:工作面顶 板下沉、支架变形与折损、顶板破碎或大面 积冒落、煤壁片帮、支柱插入底板、底板膨 胀鼓起等
三、矿山压力显现 ❖ 在矿山压力作用下,围岩和支架所表现出来 的力学宏观现象,如围岩变形,离层,破坏 和冒落,支架受力变化和折损,煤(岩)突 出,充填物产生压缩和地面塌陷等,称为矿 山压力显现,简称矿压显现。 ❖ 采煤工作面矿压显现的主要形式:工作面顶 板下沉、支架变形与折损、顶板破碎或大面 积冒落、煤壁片帮、支柱插入底板、底板膨 胀鼓起等
第二节采煤工作面围岩移动特征 采煤工作面上方的岩层—顶板 下方的岩层—底板 顶板分类: 伪顶:位于煤层之上随采随落的极不稳定岩层,厚度 一般0.3~0.5m以下; 直接顶:位于伪顶或直接位于煤层之上,具有一定稳 定性,随移架或回柱放顶后能自行垮落的岩 层 基本顶:位于直接顶或煤层之上,厚而坚硬难垮落的 岩层
第二节 采煤工作面围岩移动特征 采煤工作面上方的岩层——顶板 下方的岩层——底板 顶板分类: 伪顶:位于煤层之上随采随落的极不稳定岩层,厚度 一般0.3~0.5m以下; 直接顶:位于伪顶或直接位于煤层之上,具有一定稳 定性,随移架或回柱放顶后能自行垮落的岩 层; 基本顶:位于直接顶或煤层之上,厚而坚硬难垮落的 岩层
直接顶初次垮落 令采煤工作面自切眼推进一段距离后,直接顶悬露达 到一定跨度,就要对采空区顶板进行初次放顶,使 直接顶垮落下来,这一过程称作直接顶的初次垮落 K=V′ 直接顶岩层总厚度∑h,则它冒落后堆积高度为∑h ,其与基本顶间可能留下的空隙: 2 h+m-K ∑ h(K,-1)
一、 直接顶初次垮落 ❖ 采煤工作面自切眼推进一段距离后,直接顶悬露达 到一定跨度,就要对采空区顶板进行初次放顶,使 直接顶垮落下来,这一过程称作直接顶的初次垮落。 ❖ Kp =V′/V ❖ 直接顶岩层总厚度 ,则它冒落后堆积高度为 ,其与基本顶间可能留下的空隙: = − = + − ( 1) h p p h K h m K h Kph
基本顶的初次垮落 (一)基本顶初次垮落前岩层结构 若Δ>0,随直接顶初次垮落,,基本顶在一定范围 内呈现悬露状态,可视为“板”;由于基本顶在采 煤工作面方向上的长度远大于推进方向长度,可将 其视为一端由采煤工作面煤壁支承,一端由煤柱支 承的两端支撑的梁结构。 (二)基本顶初次垮落与初次来压 随釆煤面继续推进,基本顶悬露跨度逐渐增大,产 生弯曲,达到一定跨度时,发生垮落。基本顶第一 次垮落称为基本顶初次垮落
二、基本顶的初次垮落 (一)基本顶初次垮落前岩层结构 若Δ>0,随直接顶初次垮落,,基本顶在一定范围 内呈现悬露状态,可视为“板”;由于基本顶在采 煤工作面方向上的长度远大于推进方向长度,可将 其视为一端由采煤工作面煤壁支承,一端由煤柱支 承的两端支撑的梁结构。 (二)基本顶初次垮落与初次来压 随采煤面继续推进,基本顶悬露跨度逐渐增大,产 生弯曲,达到一定跨度时,发生垮落。基本顶第一 次垮落称为基本顶初次垮落
(三)基本顶初次垮落步距确定 冷基本顶初次垮落时,其最大悬露跨度L称为基本顶 初次垮落步距。 1、一般情况下,视基本顶为两端固定梁 Q图 M图 M 视基本顶为梁时的受力分析图
(三)基本顶初次垮落步距确定 ❖ 基本顶初次垮落时,其最大悬露跨度L初称为基本顶 初次垮落步距。 1、一般情况下,视基本顶为两端固定梁 D q x D` L R1 R2 Qx Q图 M图 x M1 M2 x y 视基本顶为梁时的受力分析图