矿井顶板灾害防治ppt课件.ppt

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1、煤矿顶板及冲击地压灾害防治云南煤矿安全监察局安全技术中心佟向阳注册安全工程师注册安全评价师管理咨询师采矿工程师9/1/20211云南煤矿安全监察局安全技术中心第一节顶板灾害防治9/1/20212云南煤矿安全监察局安全技术中心老顶直接顶煤层顶板采矿开挖空洞顶板岩石下沉变形、破坏，产生事故第一节概述是指能在采空区不规则冒落、不能向煤壁前方和采空区矸石上永久传递力的、其作用力必须由支架全部承担的那部分岩层的总和。是指自身能形成平衡结构、能永久向煤壁前方和采空区矸石上传递力的、其运动对采场矿压有明显影响的、作用力无须支架全部承担的那部分岩层。9/1/20213云南煤矿安全监察局安全技术中心矿山压力

2、的基本概念水平原岩应力铅垂原岩应力采矿开挖引起的应力集中存在于地层中示受工程扰动的天然应力为原岩应力，也称为岩体初始应力，绝对应力或地应力。天然存在于原岩内而与人为因素无关的应力场称为原岩应力场。来源：地质构造运动和岩体自重。存在形式：一部分以弹性能形式存在，另一部分由于种种原因在岩石中处于自我平衡状态。采场中一切压力显现的根源，是采动引起的上覆岩层运动。上覆岩层是指需要控制的岩层，包括直接顶和老顶。9/1/20214云南煤矿安全监察局安全技术中心矿山压力显现的基本形式顶板下沉与支架承载顶底板移近两帮鼓出冒顶、片帮矿山压力控制：人为减轻、调节、改变和利用矿山压力作用的各种方法，叫做“矿山压

3、力控制”，简称矿压控制。把矿山压力显现控制在合理的范围，这是矿山压力控制的根本目的。9/1/20215云南煤矿安全监察局安全技术中心但是：采场一般位于地下数百米乃至上千米的深度，开采实践表明，有些矿井以每平方米1～2根的单体支柱就能支护住采动空间，说明对采场矿压有明显影响的上覆岩层范围是有限的。通过对国内外有关资料的研究，特别是对我国开滦矿区和大屯矿区深孔布网的研究，得出一般采场的需控岩层厚度范围为采高的6～8倍。9/1/20216云南煤矿安全监察局安全技术中心一、矿山压力显现的基本规律（一）采煤工作面矿压显现的基本规律存在初次来压和周期来压。初次来压：老顶第一次大面积失稳垮落引起的压力增

4、大现象。周期来压：初次来压之后每隔一定时间（工作面推进一定距离）老顶都要出现一次失稳垮落引起的周期性压力增大现象。9/1/20217云南煤矿安全监察局安全技术中心竖三带1、冒落带。指采用全部垮落法管理顶扳时，采煤工作面放顶后引起的煤层直接顶的破坏范围(图中１)。该部分岩层在采空区内已经垮落，而且越靠近煤层的岩石就越紊乱、破碎。在采煤工作面内这部分岩层由支架暂时支撑。冒落带和裂隙带的总厚度，一般为采高的6倍—8倍。3、弯曲下沉带。一般是指位于裂隙带之上的岩层，向上可发展到地表。此带内的岩层将保持其整体性和层状结构(图中３)。2、裂隙（缝）带。指位于冒落带之上的岩层。这部分岩层的特点是岩层产生

5、垂直于层面的裂缝或断开，但仍能整齐排列(图中２)。9/1/20218云南煤矿安全监察局安全技术中心裂隙带岩层在水平方向上可以分为3个区：煤壁支撑区、离层区和重新压实区，如图所示。(1)煤壁支撑影响区：它是由于工作面煤壁支撑而使顶板呈拉伸变形形成的。范围从工作面前方30—40m一直到工作面后方4—8m，该区内顶板水平移动较为剧烈，垂直移动则甚微，在有些场合垂直位移还会出现负值（即岩层上升现象）。(2)离层区：范围从工作面后方4—8m至30m左右，该区内顶板急剧下沉、断裂，且各层下沉的速度由下向上逐渐减少，并且层间的离层现象随着距煤层距离的增加而愈多。(3)重新压实区：位于工作面后方30m以外

6、，该区内已断裂的岩层又重新被采空区冒落的歼石支撑，由下向上各岩层的下沉速度逐渐增大，层间进入相互压实的过程。9/1/20219云南煤矿安全监察局安全技术中心初次来压特征：老顶初次来压比较突然。来压前回采工作空间上方的顶板压力比较小。因而往往容易使人疏忽大意。初次来压时，老顶垮距比较大，影响的范围也比较广，工作面易出现事故。老顶初次来压对工作面的影响较大，因此必须掌握初次来压步距的大小，以便及时采取对策。在来压期间，必须加强支架的支撑力，尤其要加强支架的稳定性。一般可以采用木垛、斜撑等特种支架加强回采工作空间的支护。初次来压是工作面矿山压力显现的重要现象，衡量其指标是来压强度和初次来压步距（

7、一般20-35m），顶板坚硬、直接顶薄的工作面初次来压强度大、来压步距大。9/1/202110云南煤矿安全监察局安全技术中心如何抓好采面初次放顶？事故教训表明，必须做好以下几项工作：⑴技术上——要弄清地质条件和顶板类型，合理设计支护参数，使规程措施具有科学性、针对性、指导性、可行性，而不是“开工护照”，从技术上率先把好安全关。9/1/202111云南煤矿安全监察局安全技术中心⑵组织上——1983年原煤炭部规定，要成立“初