矿山压力与顶板管理.ppt

矿山压力与顶板管理老顶基本顶煤层顶、底板岩石的性质、强度及含水性对采煤工作有直接影响它是确定巷道支护方式、选择采空区处理方法的重要依据。1）顶板：根据岩性、厚度及采煤过程中垮落的难易程度顶板可分为三种类型。（1）伪顶：直接位于煤层之上多为几厘米至十几厘米厚的炭质泥岩富含植物化石在采煤过程中常常随采随落不易维护.一般小于0.5米（2）直接顶：覆盖在伪顶之上的岩层常为数米厚的粉砂岩、页岩、泥岩等比伪顶稳定在采煤过程中经常在采过一段时间后自行垮落少数砂岩层需要进行人工放顶。（3）老顶：位于直接顶之上的岩层一般为厚层的粗砂岩、砾岩或石灰岩采空后较长时间内不易垮落仅发生缓慢变形。2）底板：分为直接底和老底两种类型二、矿山压力的基本概念1.矿山压力由于采掘活动的影响而在采掘空间周围岩体上及支护物上所产生的力称为矿山压力。2.矿山压力显现由于矿山压力的作用将引其围岩及支护物的位移、变形、破坏等一系列的力学现象称为矿压显现。3.矿山压力与矿山压力显现的关系三、矿山压力的分布规律四、影响矿山压力显现的基本因素2.开采技术因素五、顶板事故的产生六、矿山压力控制（七）巷道矿山压力显现的基本规律采动影响稳定阶段（Ⅳ）这是巷道围岩经受一次采动影响后重新进入相对稳定的阶段故其围岩移动特征基本上与无采掘影响阶段类似。移近量曲线第二节采煤工作面矿压显现规律及顶板控制二、全部垮落法控制顶板工作面直接顶的初次垮落《规程》规定：采煤工作面必须按作业规程的规定及时支护严禁空顶作业。直接顶不能任其自然垮落。当工作面推进距离达到初次垮落距时要进行初次放顶。采煤工作面初次放顶时必须制定安全措施采煤区（队）长要亲临现场进行指挥。《规程》规定：采煤工作面必须按作业规程的规定及时支护严禁空顶作业。直接顶不能任其自然垮落。当工作面推进距离达到初次垮落距时要进行初次放顶。采煤工作面初次放顶时必须制定安全措施采煤区（队）长要亲临现场进行指挥。1）工作面老顶的初次来压随着工作面推进还可能形成四、五……不同数量岩块的咬合平衡直到岩块间的咬合关系不能满足平衡关系为止。此时老顶的失稳将对工作面带来严重的矿山压力显现甚至危及生产和人身安全形成老顶的初次来压。见图1-2图1-2老顶断裂成岩块后的转动初次来压特征：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。老顶来压前回采工作面的顶板压力并不大。但煤壁内的支承压力却达到了这种情况下的最大值。所以煤帮的变形与塌落（片帮）常常是预示工作面顶板来压的一个重要标志。2）.初次来压及来压时的安全措施（1）加强来压的预测预报掌握老顶初次来压步距；（2）适当缩小控顶距；（3）提高支护质量增加初撑力和增加和支架稳定性；（4）对某些特别坚硬顶板采用深孔爆破强迫放顶。（5）一般可以采用木垛、斜撑等特种支架。(四)工作面老顶的周期来压及来压时的安全措施1）工作面老顶的周期来压。随着回采工作面的推进在老顶初次来压以后裂隙带岩层形成的结构将始终经历“稳定-失稳-再稳定”的变化这种变化将呈现周而复始的过程。由于结构的失稳导致了工作面顶板的来压。这种来压也将随着工作面的推进而呈周期性出现。因此由于裂隙带岩层周期性失稳而引起的顶板来压现象称之为工作面顶板的周期来压。2）周期来压的主要表现形式是：顶板下沉速度急剧增加顶板的下沉量变大；支柱所受的载荷普遍增加；有时还可能引起煤壁片帮、支柱折损、顶板发生台阶下沉等现象。如果支柱参数选择不合适或者单体支柱稳定性较差则可能导致局部冒顶、甚至顶板沿工作面切落等事故。3）工作面周期来压时的安全措施由于在第一分层回采时顶板岩层已经历了一次悬露、破裂、折断和垮落的过程完整性受到了破坏；因此下分层工作面的老顶来压将会显著减弱或者不再显现即通常所说的在回采顶分层时可能出现“动压”而在回采下分层时则主要表现为“静压”。其基本表现为老顶来压步距小；强度小；支架载荷变小；顶板下沉量变大。（三小一大）由于放顶煤开采的支架上方存在一层厚而破碎且随采随放的顶煤因而与分层开采相比其矿压显现也有一些其自身的特点：放顶煤开采时一次性采出