[EQ情商]矿山压力观测与控制.ppt

矿山压力观测与控制《矿山压力观测与控制》项目一项目一矿山压力基本知识任务1煤岩基本力学性质3、岩石的容重γ：
容重——岩石单位体积（含孔隙体积）的重力，kN/m3

式中：W——被测岩样的重量,（）kN；
V——被测岩样的体积，m3二、岩石的碎胀性——岩石破碎后自然堆积体积大于原体积的性质。
1、初始碎胀系数——破碎后样自然堆积体积与原体积之比。

2、残余碎胀系数——破碎并被压实后的体积与原体积之比。

式中：分别为原体积/破碎自然堆积体积/被压实体积。
注：煤系地层岩石碎胀系数一般为1.25-1.5。三、岩石的力学性质
变形性质：研究岩石在受力情况下的变形规律。
强度特性：研究岩石受力破坏的规律。高刚性岩石三轴试验机2、岩石全应力应变曲线：

3、岩石三轴压缩变形性质：
1）三轴实验：（真三轴、假三轴）
2）三轴抗压强度：
3）三轴变形特征：
与单轴试验结果基本类似（E、μ基本相同）；围压增加——三向抗压强度增加；峰值变形增加；弹性极限增加。4、岩石的强度性质及测定方法
1）岩石试件尺寸：圆柱形试件：φ4.8－5.2cm，高H=（2－2.5)φ长方体试件：边长L=4.8－5.2cm,高H=（2－2.5)L
2）单轴抗压强度——岩石在单轴压缩下，破坏前所能承受的最大压应力。
试验设备：普通压力机（60t、100t、200t）
试件：φ5cm，高径比为2的圆柱体（或5*5*5立方体），每组不少于3块；
加载：0.5—1.0MPa/s；
抗剪强度——岩石在剪切载荷作用下，破坏时所能承受的最大剪应力。
抗拉强度——在单轴拉伸载荷作用下，破坏时所能承受的最大拉应力。

单轴压缩试验机单轴压缩试验机任务1煤岩基本力学性质任务1煤岩基本力学性质任务1煤岩基本力学性质四、岩体力学性质
1.岩体——赋存于一定地质环境中的自
然地质体。
岩体=岩块+结构面
结构面（弱面）——地质界面，如断层、裂隙、层理、节理、片理。
结构体（岩块）——被各类结构面切割成的岩石块体。
任务1煤岩基本力学性质五、岩体原始应力状态——原岩应力
1.原岩应力——未受开采影响的岩体内，由于岩体自重和构造运动等原
因引起的应力。（原始应力）
2.原岩应力组成：自重应力、构造应力4.构造应力——由构造运动引起
1）分布不均，在构造区域附近最大；
2）水平应力为主，浅部尤为明显；
3）具有明显的方向性；
4）坚硬岩层中明显，软岩中不明显；
5）
5.原岩应力分布基本规律
实测铅直应力基本等于上覆岩层重量；
水平应力普遍大于铅直应力；
平均水平应力与铅直应力比值随深度增加而减小；
最大主应力与最小主应力一般相差较大。（考虑构造应力后，水平应力作用明显）项目一矿山压力基本知识矿山压力：由于矿山开采活动影响，在巷硐周围岩体中形成的作用在巷硐支护物上的力。1－基本顶
2－直接顶
3－伪顶
4－煤层
5、6－底板
一、直接顶、基本顶岩层梁式破断2.基本顶初次来压
1）初次来压——老顶平衡结构第一次失稳而施加给工作面以大型压力的过程。
2）来压条件：直接顶垮落后不能充填满采空区
3）来压过程
初采——初次放顶——老顶悬露跨度增大——老顶断裂——形成平衡结构——失稳——初次来压
初次来压步距——第一次来压时，工作面距开切眼的距离。任务2矿山压力及其显现规律初次来压后基本顶处于稳定期，采煤工作面压力显现减缓。随采煤工作面继续推进，基本顶可呈悬臂状态，面积逐渐增大，当悬臂的基本顶在自重和上覆岩层重力作用下达到极限跨距时，再次发生断裂垮落。由于基本顶这种断裂垮落是随采煤工作面推进重复出现，对采煤工作面造成明显的压力影响。称采煤工作面周期来压。
两次来压的间隔时间称来压周期，两次来压期间采煤工作面的推进距离称采煤工作面周期来压步距。
在同一工作面周期来压步距一般为初次来压步距的（1/2~1/4）。任务2矿山压力及其显现规律根据采煤工作面后方（即采空区）上覆岩层顶板移动特征不同分为三带：冒落带、裂隙带、弯曲下沉带。1-冒落带
2裂隙带
3-弯曲下沉带二、采场矿山压力显现规律任务2矿山压力及其显现规律矿山压力显现基本形式任务2矿山压力及其显现规律2.采场支承压力分布与上覆岩层运动间的关系

初次来压阶段支承压力分布初次来压阶段支承压力分布任务2矿山压力及其显现规律4.工作面两侧支承压力分布与上覆岩层运动间的关系
任务2矿山压力及其显现规律任务2矿山压力及其显现规律四、采准巷道矿压显现及支承压力分布
1.受采动影响巷道的围岩应力

2、回采工作面周围支承压力分布
工作面超前支承压力
峰值一般在煤壁前4~8米，
影响范围为40~50米。少
数可达60~80米。应力集
中系数为2.5~3。

工作面倾斜方向固定支承压力范围一般为15~30米。
少数可达35~40米，峰值一般距煤壁15~20米