矿压课件(1矿山压力与矿山压力显现)山科

《矿压课件(1矿山压力与矿山压力显现)山科》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第一章矿山压力与矿山压力显现1.1矿山压力及其在围岩中的分布1.2矿山压力显现1.3矿山压力与矿山压力显现间的关系7/25/202111.1矿山压力及其在围岩中的分布矿山压力与矿山压力显现基本概念图1.1采动空间与围岩围岩：采动空间周围受采动影响的岩体，包括图1.1中所示的顶板（T），底板（D）及两帮（B）岩层，统称为“围岩”。采动：在煤或岩层中开掘巷道和进行回采工作称为对煤（或岩）层的“采动”。采动空间：采动后，在煤（或岩）层中形成的空间称为“采动空间”。7/25/20212煤及岩层采动前（处于三向受力的原始平衡状态）矿山压力与矿山压力显现7/25/2021

2、3（边界上及煤岩体内部各点的应力随之改变）煤及岩层采动后矿山压力与矿山压力显现7/25/20214矿山压力：采动后作用于岩层边界上或存在于岩层之中，促使围岩向已采空间的运动的力，即采动后促使围岩运动的力。矿山压力与矿山压力显现7/25/202151.1.2矿山压力的来源采动前原始岩层中已经存在的应力是矿山压力产生的根源。原岩中的应力来源于以下三个方面：①覆盖岩层的重力；②构造运动的作用力；③岩体膨胀的作用力，包括温度升高或遇水膨胀产生的力矿山压力与矿山压力显现7/25/20216（1）重力在未受构造运动影响的地区，处于某一深度的岩层中，覆盖岩层重量所引起的垂直

3、压应力可表示为：水平压应力为：矿山压力与矿山压力显现7/25/20217矿压与矿压显现7/25/20218注意！！！矿山压力随采深增加而成比例增加吗？垂直压应力随深度的增加呈正比例的增加，但水平压应力在深度超过某数值后，随深度增加是非线性的，增加的比例随围岩性质的不同而不同。因此，矿山压力随采深增加而成比例增加的说法是不确切的。为了正确解决矿山压力控制问题，必须找出不同岩石水平应力迅速增长的临界深度。矿山压力与矿山压力显现7/25/20219（2）构造应力（a）垂直成因构造（b）水平成因构造图构造应力在受构造运动作用力影响强烈的地区，特别是背斜轴、向斜轴等构造

4、线的部位，构造运动形成的应力场往往是重要的。矿山压力与矿山压力显现7/25/202110在受构造运动作用力影响强烈的地区，深部岩层中各点的应力将是自重应力场和构造应力场在该点应力的叠加，其最大主应力的大小和方向，多数情况下是由构造运动形成的应力所决定的。矿山压力与矿山压力显现7/25/202111（3）膨胀应力温度引起的膨胀应力矿山压力与矿山压力显现7/25/202112含有蒙脱石等吸水性很强成分的岩石，遇水膨胀可以产生很高的膨胀应力，是巷道矿山压力的一个重要来源。如：龙口矿区、吉林省梅河、舒兰等矿务局的一些矿井中，在软岩中开掘和维护巷道遇到较大的困难，主要是

5、膨胀压力作用的结果。岩体膨胀引起的应力某矿软岩巷道变形图片（井下实地拍摄）矿山压力与矿山压力显现煤矿软岩（煤）、硬岩（煤）的辩证关系？？？7/25/2021131.2矿山压力显现矿山压力显现：采动后，在矿山压力作用下通过围岩运动与支架受力等形式所表现出来的矿山压力现象。矿山压力显现的基本形式：围岩的明显运动与支架受力1.2.1基本概念矿山压力与矿山压力显现7/25/202114（1）围岩运动（d）顶板下沉与支架承载图1.5矿山压力显现的基本形式（a）冒落、片帮（b）两帮鼓出（c）顶底板移近反映围岩运动的信息：顶底板、两帮的移近量、移近速度，顶板压力（顶底板岩层

6、相对移动过程中的压力显现）等。矿山压力与矿山压力显现7/25/202115（2）支架受力支架承受载荷的增减、支架变形（活柱下缩）以及支架压折等现象。顶板下沉与支架承载矿山压力与矿山压力显现7/25/2021161.2.2矿山压力显现的条件矿山压力显现是矿山压力作用下围岩运动的具体表现。由于围岩的明显运动是在满足一定力学条件后才会发生，所以矿山压力显现是有条件限制的。矿山压力与矿山压力显现7/25/202117（1）两帮岩体破坏条件若将巷道截面视为一个平面模型，通过架设支架，对两帮岩体提供一侧向应力，使两帮岩体由单向应力状态转化为双向应力状态，可以阻止破坏的发展

7、。矿山压力与矿山压力显现7/25/202118（2）顶板岩层破坏条件（a）巷道结构（b）顶板简化模型矿山压力与矿山压力显现7/25/202119若巷道宽度超过顶板岩层维持平衡时的极限，两端拉应力超限发生断裂。自重作用下顶板岩层弯曲下沉，这时轴向力N将加剧顶板岩层的弯曲，当N超过某一界限，顶板岩层会因屈曲而失稳、垮落。矿山压力与矿山压力显现7/25/202120（1）支架受力的相对性支架上的压力显现大小主要取决于三方面因素：①支架对围岩运动的抵抗程度工作面：支架对围岩抵抗程度越高，承受的荷载越大，围岩变形越小。相反，如果支架不能对围岩的运动进行抵抗，而是在运动过

8、程中逐步“退让”，则支架承受的荷载较小