关于支承压力发展规律及其在实际生产中的应用

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煤矿工作面支承压力

工作面周围支承压力的大小，受到很多因素的影响，如工作面的开采深度、煤的软硬和顶板岩层性质等。一般规律是：开采的深度越大，上覆岩层的重量就越大，支承压力的范围就越广，应力集中系数越大。顶板越硬，支承压力分布的范围为越大，但应力集中系数较小。煤层越坚硬，支承压力分布范围越小，应力集中系数越大。工作面支承压力的表现是导致顶板预先下沉、煤壁破碎片帮、煤和瓦斯突出以及产生冲击地压等。所以，在工作面生产中要高度重视支承压力的影响和作用，在煤层自然开采条件不能改变的情况下，积极采取加快工作面推进速度、缩短工作面顶板悬露时间、减小工作面控顶距等措施来降低支承压力的集中程度。

②正因为工作面的采煤活动打破了原来煤体中的应力平衡，引起了工作面周围应力的重新分配。随着采煤工作面的继续，采煤工作面要不断的向前推进，工作面煤壁及采空区垮落带同样随着采空区向前移动着，因而工作面前后方支承压力带也随着工作面先前移动。

③工作面开采活动引起应力重新分配的结果就是，断裂带内形成了以煤壁及采空区垮落带为前后支撑点的拱式平衡结构，采煤工作面处于减压区范围内。采煤工作面支架上受到的力远远小于其上覆岩层的重量。只有接近煤层的一部分岩层的运动，才会对工作面附近的支承压力和工作面支架产生明显的影响。采煤工作面矿山压力控制，就是对这部分岩层的控制。这部分岩层大约相当于采高的6~8倍。

采空区上覆岩层移动情况

地下采煤过程中，随着原有煤层被采出，采空区上方的顶板岩石在工作面放顶过程中，要发生变形、垮落，垮落后的岩石碎胀、堆积、充填采空区，对上方积的扩大，岩层移动的范围也相应的扩大。当采空区面积达到一定范围时，岩层移动就会波及到地表，引起地表的下沉，形成地表移动盆地。一般从工作面到地表吧上覆岩层按其移动的特征分为垮落带、裂隙带和弯曲带。

滚动支承技术理论及应用

(6)
在这个式子中由两个积分常数C和m，需要用两个边界条件来确定它的值，第一个边界条件是油膜起始边界条件在x= - ( =/2)处，p=0，代入这个式子得：
C

4

2h0 R sin 2 3 3 sin 2 sin 4 2 p 12 U [ sec m ( )] 2 h0 2 4 4 8 16 4 32
3 sec2 m 16
(7)
II、马丁(Mardin)公式：
第二个边界条件是油膜终止处的雷诺边界条件：在x=xm(=m)处， p=dp/d =0，代入(7) 式，得： m=25.4118，sec2 m=1.2257，
2h0 R sin 2 3 3 sin 2 sin 4 p 12 U [ 1 . 2257 ( )] 2 h0 2 4 4 8 16 4 32
一、概述
与其它轴承来相比，滚动轴承最大缺点是寿命短。滚动轴承即使在润滑良好、安装无误、选型正确、载荷适中、密封良好、且无外部有害介质侵入和高温影响、并且运转正常的理想情况下，也会不可避免地出现因滚动引起的交变应力所造成的疲劳磨损而失效。所以，它的寿命短，需要定期更换。滚动轴承一般由外圈、内圈、滚动体和保持架组成。滚动体在套圈滚道上滚动，起支承作用，实现轴和机座的相对旋转、摆动或往复直线运动，减小了支承摩擦。保持架把滚动体均匀地隔开,并对滚动体运动起着引导作用。滚动轴承的分类方法有许多，按所能承受载荷的方向可以分为：向心轴承、推力轴承、向心推力轴承和推力向心轴承。向心轴承的接触角为0或很小，它主要用来承受径向载荷，有些向心轴承在承受径向载荷的同时也能承受少量的轴向载荷。推力轴承的接触角为90，只能承受轴向载荷。向心推力轴承的接触角小于45，它能承受径向和轴向联合载荷。

工作面支承压力变化规律相似模拟试验研究

工作面支承压力变化规律相似模拟试验研究作者：谭峰胡才梦魏中举刘富奎来源：《山东工业技术》2016年第18期摘要：为揭示采动影响下“三软”煤层工作面的支承压力随工作面推进的变化规律，根据相似原理，通过建立二维相似模型对矿井模拟开采，进行支承压力的分析，得出了支承压力随工作面推进的变化规律，为矿山开采提供了理论依据。

关键词：采煤工作面；支承压力；相似模拟DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.18.1821 前言煤层开采时会在工作面煤壁附近产生支承压力，该支承压力随着远离煤层而趋向缓和。

在工作面前方会出现超前支承压力，随着回采工作的进行而移动，并且受岩层岩性的影响，其峰值位置及分布范围对开采会产生重要影响。

为进一步了解煤层工作面支承压力的性质及变化规律，课题组进行了相似模拟试验，通过试验中布设应力传感器，可以较为直观地分析支承压力的变化。

2 工程背景本次相似模拟试验以六盘水矿区米箩煤矿某工作面为工程背景。

工作面走向长为452.5m，倾斜长为166m，可采面积为75115m2，开采煤层位于上二叠系龙潭煤组上段，厚度平均约2.3m，回风顺槽标高在+1105.0～+1125.4m；运输顺槽标高在+1058.4～+1076.2m。

地面对应标高在+1150～+1375m。

3 试验模型制作3.1 模型制作模型制作工序主要分为：装模板、称料、混料、加水搅拌、装料、捣实至规定高度。

其中相似模拟材料为河砂、碳酸钙、石膏粉等，在各分层里加云母粉作为层面隔离。

试验前，要做到细查精检，以保证实验成功顺利进行。

由于模板高度的限制，需要在顶部加上模拟深度未能包括的那部分岩层重量，试验中采用千斤顶加压的方式进行处理。

3.2 位移场观测方法及测点布置在试验模型中布置了岩层位移观测点，采用固定在岩层中的纸片作为坐标点，从下至上共22排，每排55个位移观测点，间隔均为5cm，开采层上部2cm为第一排观测点。

通过对纸片位置的变化来计算岩层及地表的位移情况。

大采深综采工作面支承压力分布规律研究

大采深综采工作面支承压力分布规律研究邓敢博【摘要】以淮南矿业集团潘三矿西区1622综采工作面为例,采用理论分析和数值模拟的方法对深井综采工作面支承压力的分布规律进行研究.结果表明,支承压力随着工作面推进距离的增加逐渐增大,当推进距离达到一定数值后,增加的趋势趋于平缓;而且随着支承压力峰值点到煤壁距离的增加,峰值点向煤岩体的深部转移,支承压力的影响范围逐渐扩大.最后对工作面前方的支承压力进行观测,观测结果与理论分析和数值模拟的结果比较吻合.【期刊名称】《中州煤炭》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】4页(P54-56,128)【关键词】深井;支承压力;FLAC3D【作者】邓敢博【作者单位】瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室,重庆400037;中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆400037【正文语种】中文【中图分类】TD323随着矿井开采深度的增加，我国国有重点煤矿均已进入深部开采，部分开采深度在1 000 m以上，例如开滦、平顶山、徐州、淮南等矿区[1]。

这对煤矿的安全生产造成了许多新的问题，主要包括：①地压的升高，发生冲击地压的可能性进一步增大[2]，进而巷道和工作面顶板支护更加困难，支护费用显著增加[3-4]；②地温的升高，工人的工作环境进一步恶化了，必须采取相应的降温措施，来保证矿井的安全生产；③工作面的瓦斯涌出量增大；④构造更加复杂等。

深部采场与巷道围岩稳定性控制现已成为煤矿开采面临的重大课题之一。

深井综采工作面支承压力的分布是一个复杂的动力学现象，它受很多因素的影响。

在过去的几十年里，很多学者对采场的矿山压力进行了深入的研究。

主要有国外的压力拱假说、悬臂梁假说、铰接岩梁假说、预成裂隙假说[5]，以及国内钱鸣高院士提出的“砌体梁”理论[5]和宋振骐院士提出的“传递岩梁”理论[6]等。

也有很多人对工作面周围的支承压力进行了研究，例如陈忠辉[7]等人利用损伤力学对综放工作面的支承压力进行了研究；鲁岩[8]等人分析了工作面超前支承压力的分布规律；周卫红[9]等人分析了工作面推进对支承压力的影响；司荣军[10]等人利用数值模拟的方法分析了支承压力的分布规律；王磊[11]分析了采厚对支承压力的影响。

深井开采的工作面超前支承压力研究

８）１＂
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超前支承压力分区特征即支承压道支护技术。力剧烈影响区、支承压力影响区和采动影响区，根据支承压力影响程度不同，提Байду номын сангаас分级分区域超前加强支护措施，于采动影响对区采用一般支护，对于超前支承
一
４０一
分布规律，进而提供支护措施的指导。关键词：深部采场；数值模拟；超前支承压力；支护
１概述固支边界条件。模型的网格划分如图１所示。压力影响区采用加强支护，于显著影响区采对随着矿井开采逐渐向深部发展，在浅部呈３模拟结果分析。．２用超加强支护。表２单体压力统计表现中硬岩变形破坏特征的工程岩体，进入深部工作面刚开始回采时，工作面超前支承压后转化为高应力软岩，矿压显现强烈，巷道位移力的最大应力集中系数变化最大，随着工作面最大／ａＷ最小／ＣａｌＰ平均／ＰＭａ显著增大，支架损坏严重，巷道返修量剧增，巷的推进，超前支承压力的最大应力集中系数变２４５１３５墼～Ｒ嚣盛氍２３４ｌ３５道维护变得异常困难，深井开采问题是采矿界化趋于稳定。工作面超前支承压力随工作面的帅 ∞ ；３∞ ｝ｌ辨０２２５１３９面临的一个重要课题。推进向前移动，并且工作面超前支承压力随工２４ｌ２２１．６现以淮南矿区某矿复杂条件地质条件下作面推进的距离不同，分布也有所不同，如图２所示。５为适应超前支承压力大及超前压力分．１的综采工作面工程背景，运用ＦＡ数值模拟ＬＣ布范围广的特点，软件建立岩层数值分析模型，分析深部采场其根据数值模拟和理超前支承压力的变化特征，通过现场实测获得深井开采工作面超前支承压力分布显现规律，论分析，确定超前进而有效控制巷道稳定，实现首采工作面及类支护距离和强度，似条件工作面的安全高效生产。在采动影响区，２６～７ｍ采用加单体点６２工作面概况葛工作面的葛 ∽ 距柱加强支护，采用１６（）面西高东低，２２１工作平均倾角为３，。煤层平均厚度为２ｍ一次采全高，用倾斜．，６采工作面推进Ｉ后ｌ工作两推进４１后（１１１单排点柱加强支盘一Ｒ嚣骶嚣蹬长壁仰斜开采法。工作面长２２５ｍ，地面标高＋护，支柱用Ｄ３／Ｚ５ ∞ 柏 ∞ 帅 ∞ ∞ ０２ｍ，５煤层底板标高一４～９ｍ直接顶为泥岩、誊８０８５。ｌｏ单体液压支０型垂０６曲５ｏ口 ∞ 柱在原 “ ” ｕ型棚棚１－煤、３煤线、１砂质泥岩组成的复合顶板，平均譬如嚣柏梁中间打点柱，一厚度为６４老顶为细中砂岩及少量的砂泥岩．ｍ；蠹嚣互层，平均厚度为ｌ．直接底为泥岩、１ｍ；６砂质磊棚一柱。泥岩、１１及少量粉细砂岩组成的复合底１— 煤５２在支承压．板，平均厚度为５ｍ工作面运输顺槽：圆拱．。２半力显著影响区（ — ０工作砸推进１０后０ｍ工作面推进１０ｍ后５断面，用架ｕ型钢棚，采棚距６００ｍｍ， × ＝宽高５ｍ）２采用一排两柱５ｍ４断面２．ｍ。．ｘｍ，２１６工作面轨道顺槽：０采用加强支护，中２～其Ｏ图２工作面超前支承压力分布架ｕ型钢棚，棚距５０ｍ，高＝．ｘｍ，０ｒ宽× ４８４断ａｍ５ｍ进行套棚管２根据图２可知，超前支承压力的峰值在工面１．ｍ。轨道顺槽采用混凝土膏体充填、８６９沿作面前方８９区域，～ｍ显著影响范围在２～２理，２５ｍ首先在原“ ” ｕ型棚档内进行套棚，梁用直径空留巷，其余采空区顶板自垮落法管理。然范围内，采动影响范围在６～６。并且在工作１０ｍ，２０ｍｍ的圆木，用Ｄ５１０型２７ｍ８ｍ长８０柱Ｗ３／０３数值模型的建立及分析面推进１０５ｍ时，超前支承压力分布范围和应单体支柱，梁两柱，一柱距梁端４０ｍ０ｍ。３１建立数值模型。．力集中系数都是最大的。在工作面前方０４～ｍ５在支承压力剧烈影响区Ｏ２ｍ进行抹．３～０范围内，煤壁处于塑性破坏的状态，应力处于降帽管理，采用Ｄ３／０外注式单体液压支柱配Ｚ５１０低状态，虽然工作面的超前支承压力达到最大合ＨＪ一００金属限位梁四梁四柱走向架设，ＤＡ１０值，但是工作面的顶板压力并不是很大。因此，中定位。参考文献在工作面回采过程中要特别注意这一特点。４工程实际【］鸣高，１钱石平五．山压力与岩层控制［．矿Ｍ］徐１６（）２２１工作面运输巷内支护的单体上装州：中国矿业大学出版社，０３２０．有４块单体压力自记仪，监测超前支护单体压【］２杜计平，苏景春．深井开采的矿压显现及煤矿力。各单体压力表的统计结果见表２。控制ｆ．州：Ｍ１徐中国矿业大学出版社，０４２０．１６１２２（）工作面超前支承压力分布规律【翼贞文，３】王怀新等．深井巷道围岩变形破坏规为：超前支承压力的峰值在工作面前方８９律及其控制ｆ．～ｍＪ煤炭工程，０４２：２３．］２０（）３ — ４图１型的网格划分模区域，显著影响范围在２～２２５ｍ范围内，采动影【】才生．井高应力下的资源开采与地下工４赵深模型高取７．走向长度取４０倾斜响范围在６～６７ｍ，８０ｍ，２７ｍ。最大应力集中系数从１９程— — 香山会议第１５次综述地球科学进展．～５７长度取３０工作面上覆岩层平均容重取２４３５应力集中系数较大。０ｍ，．ｘ．，［．０１Ｍ】０．２１４Ｎｍ，型上部采用应力边界，０／３Ｋ模其他的采用５结论作者简介：史静（９０，，徽淮南人，１８～）女安袁１岩石力学参数为有效控制巷道稳定，于安徽理工大学在读研究生，究方向：基研矿压与巷

矿山压力与岩层控制复习题及答案

1、矿山压力：由于矿山开采活动的影响，在巷道周围岩体中形成的和作用在巷道支护物上的力定义为矿山压力，〔1〕2、矿山压力显现：由于矿山压力作用使巷道周围岩体和支护物产生的种种力学现象，统称为矿山压力显现。

〔1〕3、矿山压力控制：所有减轻、调节、改变和利用矿山压力作用的各种方法叫矿山压力控制。

〔1〕4、原岩应力：存在于地层中未受工程扰动的天然应力称为原岩应力，也称为岩体初始应力、绝对应力或地应力。

〔40〕5、支承压力：在岩体内开掘巷道后，巷道围岩必然出现应力重新分布，一般将巷道两侧改变后的切向应力增高部分称为支承压力。

(58)6、老顶：通常把位于直接顶之上(有时直接位于煤层之上)对采场矿山压力直接造成影响的厚而坚硬的岩层称为老顶。

〔65〕7、直接顶：一般把直接位于煤层上方的一层或几层性质相近的岩层称为直接顶。

〔65〕8、直接顶初次垮落：煤层开采后，将首先引起直接顶的垮落,回采工作面从开切眼开始向前推进，直接顶悬露面积增大,当到达其极限垮距时开始垮落。

直接顶的第一次大面积垮落称为直接顶初次垮落。

〔70〕9、顶板下沉量：一般指煤壁到采空区边缘裸露的顶底板相对移近量。

〔98〕10、老顶初次来压：当老顶悬露到达极限跨距时，老顶断裂形成三铰拱式的平衡，同时发生已破断的岩块回转失稳(变形失稳)，有时可能伴随滑落失稳(顶板的台阶下沉)，如图4—3所示，从而导致工作面顶板的急剧下沉。

此时，工作面支架呈现受力普遍加大现象，即称为老顶的初次来压。

〔99〕11、周期来压：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。

〔101〕12、关键层：将对采场上覆岩层局部或直至地表的全部岩层活动起控制作用的岩层称为关键层。

〔174〕13、开采沉陷：煤层开采后，采空区周围原有的应力平衡受到破坏，引起应力的重新分布从而引起岩层的变形、破坏与移动，并由上向下发展至地表引起地表的移动，这一现象称为开采沉陷。

〔p177〕14、充分采动与非充分采动〔177〕当采空区尺寸〔长度和宽度〕相当大时，地表最大下沉值到达该地质条件下应有的最大值，此时的采动称为充分采动。

支承压力的概念及其在实际生产中的意义

支承压力的概念及其在实际生产中的意义支承压力的概念及其在实际生产中的意义一、引言支承压力，作为一种物理学概念，是指物体在受到外力作用下，对这些力量产生的应力进行支撑和承受的能力。

在实际生产中，支承压力的概念被广泛运用于材料工程、结构设计、机械制造等领域。

本文将就支承压力的概念及其在实际生产中的意义展开探讨。

二、支承压力的概念1. 支承压力的基本定义在物理学中，支承压力是指材料或结构在受压力作用下所产生的内部应力，它是一种重要的物理量，用来描述材料或结构在受力时的承载能力。

2. 支承压力的计算方法支承压力的计算方法是根据材料的力学性能和结构的几何形状来确定的。

在实际应用中，工程师和设计师需要根据具体情况选择合适的计算方法，以确保材料或结构在受力时能够承受所施加的压力。

三、支承压力在材料工程中的意义1. 材料的强度和稳定性在材料工程中，支承压力是评估材料强度和稳定性的重要指标。

材料在受到外力作用时，能否承受住这些压力，直接影响着材料的使用寿命和安全性。

2. 结构设计的依据在结构设计中，支承压力是确定结构构件尺寸和材料选用的重要依据。

只有充分考虑支承压力，才能设计出稳定可靠的结构。

4、支承压力在机械制造中的意义1. 机械零部件的耐久性在机械制造中，各种零部件经常需要承受各种压力的作用，考虑支承压力能够有效提高零部件的耐久性，并减小故障的发生几率。

2. 设备的安全运行在设备的设计和制造过程中，必须充分考虑支承压力，以确保设备在运行过程中能够安全可靠地承受各种外部压力的作用。

结论支承压力作为一种物理学概念，在实际生产中具有重要的意义。

充分理解和应用支承压力的概念，能够提高材料工程、结构设计和机械制造的质量和效率，保障设备和构件的安全稳定运行。

我们应该重视支承压力的概念，在工程实践中加以积极运用。

个人观点支承压力作为物理学概念，是连接材料工程、结构设计和机械制造的重要桥梁。

在工程实践中，我深刻体会到支承压力对于产品质量、安全性和可靠性的重要性，因此我强烈认同支承压力在实际生产中的意义。

工作面超前支承压力分布规律数值模拟分析

工作面超前支承压力分布规律数值模拟分析摘要：运用FLAC3D数值模拟软件分析了工作面超前支承压力分布规律，为矿井合理加强超前支护，规避危险提供了理论依据。

关键词：超前支承压力支承压力峰值FLAC3D1.引言煤层开采过程中，采场围岩体必然出现应力重新分布，一般将改变后的垂直应力增高部分称为支承压力。

在支承压力的作用下煤体受压发生变形、破坏，影响工作面的安全生产，在放顶煤开采中这种影响会变得更加突出，它会影响顶煤放出率、冒顶、采场支护等[1-2]。

若能有效确定超前支承压力影响范围，适当加强超前支护，及时处理安全隐患，可实现矿井经济、安全生产。

本文运用FLAC 3D数值模拟软件软件分析一般开采条件下，工作面超前支承压力分布规律。

2.数值模拟模型的创建设计FLAC 3D数值模拟模型尺寸为220×1×120 m（长×宽×高），模型内开切眼位于x=160 m处，模型由19层煤岩层构成，网格均一划分，共划分13200个单元体，26862个节点。

开采时煤岩体视为无限边界条件，固取模型边界条件为：模型顶部为应力边界条件，模型顶部泥岩实际埋深323.46 m，取平均岩体容重γ=25 kN/m3，以大小为8.09 MPa的均布荷载模拟上覆岩层产生的自重应力；模型整体y方向为位移约束条件（Xy=0），模型左右两侧面为单向位移约束条件（Xx=0），模型底边界亦为位移条件（Xx=0、Xy=0、Xz=0）。

材料模型选取适于岩土开挖的摩尔-库仑模型，运算时在煤层上部沿走向布置测线，监测煤层垂直应力。

模型所需的材料属性参数根据以往实验室测得的数据和前人在模拟实验中所选取的合理参数赋值。

3.数值模拟结果分析将工作面推进4 m、20 m、40 m、60 m时的垂直应力与初始平衡时的垂直应力相比得到工作面前方垂直应力集中系数随距工作面的距离变化的曲线，如图1.1所示。

由图1.1可得：工作面推进4m时，煤壁前方0-5 m范围为卸压区，5-20 m范围为增压区，其中9 m处垂直应力达到峰值应力12.91 Mpa，应力集中系数1.32，20 m以远范围垂直应力基本等于原岩应力；工作面推进20 m时，煤壁前方0-5 m范围为卸压区，5-46 m范围为增压区，其中13 m处垂直应力达到峰值应力17.41 Mpa，应力集中系数1.78，46 m以远范围垂直应力基本等于原岩应力；推进40 m时，煤壁前方0-5 m范围为卸压区，5-64 m范围为增压区，其中15 m处垂直应力达到峰值应力21.64 Mpa，应力集中系数2.22，64 m以远范围垂直应力基本等于原岩应力；工作面推进60 m时，煤壁前方0-5 m范围为卸压区，5-70 m范围为增压区，其中17 m处垂直应力达到峰值应力25.09 Mpa，应力集中系数2.57，70 m以后垂直应力基本等于原岩应力。

标准版《矿山压力与压力控制》课后习题答案

矿山压力与压力控制习题第0章绪论1、顶板事故频繁发生的基本原因是什么?答：顶板事故频繁发生的基本原因是：（1）没有很好地研究和掌握各个具体煤层需要控制的岩层范围及其运动的规律（包括运动发生的时间和条件等），顶板控制设计缺少基础；2）没有深入地研究和掌握各种类型支架的特性，特别是在生产现场所能达到的实际支撑能力。

没有解决好针对具体煤层条件选好和用好支护手段方面的问题；3）没有更好地揭示支架与顶板运动间的关系，达到正确合理的选择控制方案。

2、矿山压力与岩层控制研究的主要任务是什么?答、矿山压力与岩层控制研究的主要任务为：（1）研究随采场推进在其周围煤层及岩层中重新分布的应力（包括应力大小及方向等）及其发展变化的规律。

该应力的存在和变化是煤及岩层变形、破坏和位移的根源，也是采场及周围巷道支架上压力显现的条件。

搞清分布在煤层及各个岩层上的应力状况，揭示它们随采场推进及岩层运动而变化的规律，是采场矿山压力研究的重点。

（2）研究采场支架上显现的压力及其控制方法。

包括压力的来源、压力大小及与上覆岩层运动间的关系、正确的控制设计方法等。

（3）研究在采场周围不同部位开掘和维护的巷道的矿山压力显现及其控制办法。

包括不同时间开掘的巷道压力的来源、巷道支架上显现的压力大小及其影响因素、以及支架与围岩运动间的关系等。

（4）控制采动岩层活动的主要因素分析。

从十分复杂的采动岩层活动中建立采动岩层的结构力学模型，从而展开对采场顶板矿压、采场突水、岩层移动及地表沉陷规律等进行系统描述。

（5）深部开采时采场支承压力分布、岩层结构及运动特点、围岩大变形的控制机制等。

3、矿山压力与岩层控制研究历史上主要存在几种假说？并叙述各假说的内容及优缺点？答：（1）掩护“拱”假说掩护拱假说的基本观点是：①采动形成的工作空间是在一种“拱”的结构掩护之下；② “拱”结构承担上覆岩层的重量，通过拱脚传递到煤层及岩体上的压力及由此在煤及岩体中形成的应力，是煤及岩层破坏的原因，也是“拱”结构本身向外扩展的条件；③采场空间的支护仅承受拱内已破坏岩层的岩重，支架是在由“拱”的结构尺寸所圈定的破碎岩石荷重下工作—即在一定的载荷条件下工作，支架上显现的压力大小与支架本身的力学特性无关。

地下金属矿山开采过程中的支承压力分布规律及其控制

34地下金属矿山开采过程中的支承压力分布规律及其控制范磊（安徽马钢张庄矿业有限责任公司，安徽六安 237400）摘要：随着我国矿产资源需求量的增大，金属矿山开采深度不断增加，支承压力勘察与设计成为急需关注的问题。

基于此，研究了地下金属矿山开采过程中的支承压力分布规律，进而提出了支承压力控制方法。

通过仿真实验，分析不同金属矿山的支承压力下的控制措施，得出在采场高度小于350m 采用上向式开采，大于350m 则采用下向式开采的结论。

关键词：金属矿山；开采过程；支承压力；分布规律中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2019）11-0034-2收稿日期：2019-11作者简介：范磊，男，安徽六安人，本科，助理工程师，研究方向：地质工程、矿山地质。

地下金属矿山开采是资源开发的主要形式，地下环境的压力成为制约矿山开采规模的重要原因。

为经济合理的解决支承压力问题，需要分析总结支承压力的形成原因、制约因素以及应对措施。

研究支承压力的分布规律对矿山建设意义重大，有助于形成系统理论，制定科学、合理、性价比高的预防控制措施，实现安全、高效、利益最大化的矿山开发。

1 地下金属矿山开采过程中的支承压力分布规律基于回采工作面超前支承压力对冲击地压、金属矿山突出等现象有直接影响。

以某矿山为例，通过理论计算及采用UDEC2D4.0数值模拟，对该工作面超前支承压力的分布规律进行研究，同时对现场实测超前支承压力数据进行统计分析。

得出了超前支承压力的分布规律。

工作面超前支承压力的影响范围约为46m，超前支承压力峰值约为19Pa，并距工作面10~14 m，应力集中系数约为1.9[1]。

通过对比分析出支承压力显现的主要条件是如下几种，参见图1所示：（1）矿体埋深指的就是金属矿山在地下深埋基数过大，在开采过程中容易因为支承压力的预判不足或突然变动引发巷道塌陷等一系列安全性问题。

（2）矿岩软弱破碎，岩体强度低，稳固性差，此时其支承压力处于不稳定状态，地下甚至地面的外界因素都会影响甚至破坏支承压力的稳定性[2]。

区段煤柱中巷支承压力演化规律研究

ｓｄｉａ，ａｄｔｅｄｆｒｔｏｎａｌｒａａｄｓｒｓｉｔｂｔｎｓｔａｉｎｏｖｒｙｎｔａａｗｅｅｉｅｐｌｒｎｈｅｏｍａｉｎａｄｆｉｕｅｌｗｎｔｅｓｄｓｒｕｉｉｕｔｏｆｏｅｌｉｇｓｒｔｒｌｉｏｄｉｃｓｅ．Ｔｈｅｔｒｓｌｓｉｄｃｔｓｔｔｉｖｒｅｒａｇｅｓｒｃｕｒｏｅｔｒｗｏｋｎａｅｍｉｉｇａｄｓｕｓｄｅｔｓｅｕｔｎｉａｅｈａｎｅｔｄｔｎｌｔｕｔｅｆｒｄａｅｒｉｇｆｃｎｎｎｉｍｆｔｎｌｅｃｖｔｏｎｏｅｓｄｉｌｒｗｅｅｔｉｅｓｎｏｔｅｓｉｃｅｓｎｆｏｐｓｔｓｄｌｒｕｎｅｘａａｉｎｉｎｉｅｐｌａｒｈｅｍａｎｒａｏｓｆｒｓｒｓｎｒａｉｇｏｐｏｉｉｅｐｉｌ．ｅａ
Ｍｅｎｈｌａｗｉｅ，ｄｓｕｔｎｌｅｏｖｒｉｇｓａａａｔｒｐｌｒｂｃｌｇｃｌｐｅｗｓｏｔｉｅｅｔｃｉｉｆｏｅｌｎｔｔｆｉａｕｋｉｏｌｓａｂａｎｄ，ａｄｉｈｓａｒｏｎｙｒｅｌｎａｎｔａ
表１模型材料装填配比
采用１８路压力计算机数据采集系统及Ｃ — ０ＬＹ一１Ｂ１４型压力传感器监测煤柱支承压力分布，Ｅ — ＰＮＴＸＲ３２Ｘ型光学全站仪监测上覆岩层位移，Ａ一２Ｎ百

综采工作面超前支承应力分布规律的理论与实践研究

综采工作面超前支承应力分布规律的理论与实践研究作者：毕国胜张建民何彪太来源：《科技风》2020年第24期摘要：通过对中煤集团某矿15110综采工作面超前应力产生机理的理论推导与实测数据研究，掌握了其超前支承应力影响范围、应力峰值位置、应力分布规律等相关参数，为工作面选择合理支护参数提供了依据，有效保证了工作面安全生产，也为类似生产条件工作面支护设计提供了参考。

关键词：综采工作面;超前支承应力;观测站1 绪论长期以来，煤炭在我国的经济发展中发挥着重要作用，如何做到煤炭的安全高效生产一直是困扰煤炭企业的一大难题。

综采工作面作为煤炭的第一生产现场，对整个煤矿的安全生产产生着重要影响，是煤矿安全管理工作中的重点区域[1]。

综采工作面两安全出口与巷道连接处沿巷道方向一段距离，往往应力较大，是顶板事故高发区，煤矿安全规程（2016版）第九十七条规定“采煤工作面所有安全出口与巷道连接处超前压力影响范围内必须加强支护，且加强支护的巷道长度不得小于20m（具有冲击地压危险工作面超前支护范围不小于70m，综采放顶煤或中等及以上冲击危险区域采煤工作面超前超前支护范围不小于120m）;综采机械化采煤工作面，此范围内的巷道高度不得低于1.8m。

其他采煤工作面，此范围内的巷道高度不得低于1.6m。

安全出口和与之相接的巷道必须设专人维护，发生支架断梁折柱、巷道底鼓变形时，必须及时更换、清挖”[2]。

因此，要想减轻或避免支承应力所造成的危害和影响，就必须了解掌握采动超前支承应力的分布规律，有针对性采取补强支护措施，保证矿井安全生产。

本文通过对中煤集团某矿15110综采工作面超前应力产生机理的理论推导与实测数据研究，从而得出工作面超前支承应力分布规律、影响范围、应力峰值位置等相关参数，为指导工作面科学支护设计提供了可靠的依据[3]。

2 工作面概况2.1 作面位置本文研究的15110工作面位于矿区西南侧，工作面南北布置，北侧为东翼大巷系统巷道，切眼南侧临近井田边界保护煤柱，西侧为一采区底板措施巷，东为15112老空区，对应地表为高低不等的山岭，地表无其他建筑或水体。

支承压力的概念及其在实际生产中的意义

支承压力的概念及其在实际生产中的意义支承压力是指物体或结构在受力作用下所承受的压力。

在实际生产中，支承压力是一个非常重要的概念，它不仅与产品的质量和安全性息息相关，也与生产工艺和材料的选择密切相关。

下面将从不同的方面来探讨支承压力的概念及其在实际生产中的意义。

首先，支承压力是评估产品负荷能力的重要指标。

在生产制造过程中，固体材料经常需要承受不同方向的力，例如垂直压力、水平压力等。

为了确保产品在正常使用过程中不发生变形、破裂或失效，对支承压力进行合理估计是必要的。

通过测量和评估支承压力，可以确保产品能够承受其设计要求下的最大负荷，从而保证产品的质量和安全性。

其次，支承压力能够指导生产工艺和工程设计。

在设计和制造产品时，需要考虑到产品的支承压力，从而选择合适的材料和工艺。

不同的材料和工艺在承受压力方面有所不同，因此，通过评估和分析支承压力，可以选择合适的材料和工艺，确保产品能够承受其设计要求下的压力。

同时，通过合理的设计，还能提高产品的使用寿命和稳定性，减少事故发生的概率。

另外，支承压力对于产品的可靠性分析和寿命预测也具有很大的意义。

通过测量和分析支承压力，可以了解产品在使用过程中所承受的压力大小和分布情况，以及压力的变化规律。

根据这些数据，可以进行可靠性分析和寿命预测，进一步优化产品设计和改善工艺，提高产品的可靠性和寿命。

这对于降低维修成本、提高产品性能和用户满意度具有重大意义。

此外，支承压力还在一些特殊领域中具有重要的应用。

例如，在地质勘探和矿产开采中，需要对地形地质进行支承压力分析，以评估地下岩层的稳定性和承载能力，指导隧道、坑道等工程的设计和施工。

在建筑工程中，对结构支承压力的测量和分析，能够提供关键的结构安全评估和监测数据，确保建筑物的稳定和安全。

在航空航天领域，对航天器和飞机的支承压力进行分析，可以评估其在大气层中承受的压力大小和变化规律，指导相关设计和制造。

综上所述，支承压力是一个非常重要的概念，在实际生产中具有广泛的应用和重要的意义。

支承压力的概念及其在实际生产中的意义

支承压力的概念及其在实际生产中的意义近年来，支承压力这一概念在工程、建筑和制造业中备受关注。

支承压力是指材料或结构在受力作用下所承受的压力，它是材料或结构是否能够承受外部压力并保持稳定的重要指标。

支承压力的概念涉及材料科学、结构工程学和力学等多个领域，其在实际生产中的意义也日益突显。

支承压力在材料科学中具有重要意义。

材料的支承压力指标可以反映材料的强度和稳定性，是评价材料质量和使用性能的重要标准。

在材料的选材、生产和使用过程中，必须充分考虑材料的支承压力指标，以确保材料具备足够的强度和稳定性。

支承压力也是材料工程师们在设计新材料和改进现有材料时不可忽视的重要因素。

支承压力对于工程结构的安全和稳定具有决定性意义。

在建筑工程、桥梁工程和机械制造等领域，结构的支承压力是结构设计和施工过程中需要严格控制和检测的重要参数。

合理计算和确定结构的支承压力可以有效预防结构的破坏和事故发生，保障工程的安全运行和长期稳定。

支承压力在实际生产中还具有重要的经济意义。

对于生产企业来说，合理控制和利用材料和结构的支承压力，可以降低生产成本、提高生产效率和产品质量。

通过优化设计和改进工艺，企业可以在不影响产品性能和安全的前提下，最大限度地发挥材料和结构的支承压力潜力，从而获得更好的经济效益。

总结来看，支承压力的概念在实际生产中具有重要的意义。

它不仅关乎材料的质量和结构的安全稳定，也涉及到生产企业的经济效益和竞争优势。

我们应该重视支承压力的概念，加强理论研究，推动技术创新，促进支承压力在实际生产中的全面应用和发展。

以上是我对支承压力的概念及其在实际生产中意义的一些个人观点和理解。

希望这篇文章能够帮助你更全面、深刻和灵活地理解这一主题。

在工程领域，支承压力是指结构在承受外部压力时的应力情况。

支承压力的大小直接影响着结构的安全性和稳定性，因此在工程设计和施工中必须充分考虑和合理控制支承压力。

在建筑工程中，支承压力是建筑结构设计的重要参数之一。

放顶煤顶板结构与支承压力分布规律的研究

放顶煤顶板结构与支承压力分布规律的研究顶煤顶板结构及其支承压力分布规律研究一、顶煤顶板结构介绍1、结构类型顶煤顶板结构，按照其成形方式不同，主要分为定位式顶板结构和可调式顶板结构两类。

定位式顶板结构通常由煤层顶板连接的多个支板组成。

其形式有直板结构、“C”型结构、平底矩形结构和平底环形结构等，适用于岩性较好、不规则煤层和有明显倾角的煤层。

可调式顶板结构，其形式一般为“V-L”形结构，可用于辥倾平移变形较大的煤层。

2、支撑结构的构成顶煤顶板结构的支撑结构由多种构件构成，包括斜拉索支撑、剪刀支撑、弹簧支撑、plank、螺栓及螺栓头、承压拆除件等。

它们的性能不仅决定了顶板结构的支撑效果，而且对顶煤顶板产生的支撑压力也有较大影响。

二、支承压力分布规律研究1、以截面上支承压力分布为例根据受力原理，煤层受力平衡的具体情况，顶煤顶板支撑压力可被划分为水平压力和垂直压力两个组分。

以截面上支承压力分布为例，水平压密系数与水平支撑压力的分布呈凹型规律，垂直压密系数与垂直支撑压力的分布呈锥形规律，在这两个分布规律中，受支撑结构設計和煤层特性影响最大的地方各有不同。

2、针对不同煤层的支承压力分布规律针对不同岩性的煤层，由于其承载力有所不同，支承压力也有所不同，支承压力在煤层中的分布规律也有所不同。

比如，优质煤层顶部水平压力较大，而低品位煤层则相反。

此外，也有研究表明，煤层倾斜度越大，支撑压力越大，形成的支撑压力轴也越向采掘下进口处偏移。

三、结论1、顶煤顶板结构可根据实际煤层采掘情况有不同的种类，这些结构都有其特定构成组件。

2、支承压力分布受煤层特性、支撑结构設計影响较大，且在水平方向与垂直方向上有不同的分布规律。

3、针对不同岩性的煤层，支承压力分布规律也有所不同，从而给采矿工程顶煤顶板结构的选择带来了一定的参考依据。

采场围岩支承压力及矿压显现与上覆岩层运动间的关系

第二阶段：从煤壁支承能力开始改变起，到基本顶岩梁端部断裂前为止。
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资源与环境工程学院-资源工程1系
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矿压、矿压显现与上覆岩层运动间的关系 Ground Pressure and Strata Control 第三阶段：从基本顶岩梁端部断裂起至岩梁中部触矸止。支承压力分布随基本顶岩梁“显著运动” 的发展而明显变化。
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矿压、矿压显现与上覆岩层运动间的关系 Ground Pressure and Strata Control
采场进入正常推进阶段后，支承压力分布的主要特点是伴随着上覆岩层的周期性运动而呈周期性变化，其变化的一般规律如下图所示。
(a)
(b)
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工作面推进和岩梁回转运动加速内应力场中的压力高峰向煤壁方向转移以及外应力场中应力向纵深扩展（如图（d）中曲线1所示状态），直到岩梁触矸压力降低到最小值即图（d）中曲线2所示状态为止。
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矿压、矿压显现与上覆岩层运动间的关系 Ground Pressure and Strata Control
y mi i mi i Li Cix
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n
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资源与环境工程学院-资源工程1系
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矿压、矿压显现与上覆岩层运动间的关系 Ground Pressure and Strata Control 煤壁前方各处的支承压力都可以看成由两部分组成：
4.1.2 采场支承压力分布的基本规律
Ⅰ－工作面前方应力变化区； Ⅱ－工作面控顶区； Ⅲ－垮落岩石松散区； Ⅳ－垮落岩石逐渐压缩区； Ⅴ－垮落岩石压实区；

区段煤柱中巷支承压力演化规律研究

区段煤柱中巷支承压力演化规律研究张艳丽【摘要】以黄陵某煤矿区段煤柱中巷为背景,采用相似模拟实验方法,研究在充分采动后煤柱的应力分布规律以及在一侧煤柱中开挖巷道过程中另一侧煤柱的应力分布特征,探究上覆岩层的变形破坏规律及应力分布情况.研究结果表明,工作面采动后形成的倒三角结构和在一侧煤柱中开挖巷道是另一侧煤柱压力增大的主要原因,同时得出煤柱失稳垮落后上覆岩层的破坏范围,对巷道支护具有一定的指导意义.【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2012(000)006【总页数】4页(P8-11)【关键词】相似模拟;煤柱;支承压力;变形破坏【作者】张艳丽【作者单位】西安科技大学能源学院;教育部西部矿井开采与灾害防治重点实验室【正文语种】中文某煤矿原井田边界内煤炭资源枯竭，为延长矿井服务年限，充分利用原井田边界以外煤炭资源，在采空区留下的相邻两条块区段煤柱中分别试掘运输巷和回风巷。

目前回风巷已掘过采空区，巷道长达1 000余m，运输巷已掘500余m。

在掘进期间，特别是掘出不久，两条巷道均出现压力较大，难以支护的问题，直接影响了正常掘进，导致安全隐患大，支护成本高。

通过物理相似模拟，定量和定性地分析了巷道压力产生的根源，为确定技术可行，经济合理的支护方案，进而实现技术经济均较优的支护提供可靠的科学依据。

该矿井所采的2＃煤层顶板为松软的深灰色泥岩，砂质泥岩和粉砂岩，厚1.5～19.19 m，一般6～10 m，分布较为普遍，局部地方有伪顶（炭质泥岩或泥岩），厚0.65～1.0 m。

据物理试验，2＃煤层顶板垂直抗压强度为233～257 kg／cm2，抗拉强度为8～47 kg／cm2，抗剪强度为29 kg／cm2。

2＃煤层底板为泥岩，碳质泥岩，厚0.6～10.65 m，一般2～6 m，较松软，分布普遍，抗压强度为348～598 kg／cm2，抗拉强度为140 kg／cm2，抗剪强度为65 kg／cm2。

煤岩原始地质资料见图1。

支承压力的概念及其在实际生产中的意义

支承压力的概念及其在实际生产中的意义压力是指外界对物体或个体产生的力的作用。

它是一种力的形式，常常与压缩、挤压、压迫等概念相联系。

人类在日常生活和工作中都会面临各种各样的压力，如工作压力、学业压力、人际关系压力等。

而在实际生产中，承受压力是一种必要的素质和能力，因为压力是推动个人成长和组织进步的动力之一。

首先，压力在实际生产中的意义体现在以下几个方面：1.激发个体和团队潜能：适度的压力可以激发个体和团队的潜能，促使其超越自我，更好地完成任务。

压力能够刺激人们思考、创新、追求进步，使得个体和团队在追求更高目标的过程中取得突破性进展。

2.提高生产效率：压力的存在可以促使个体和团队更加专注和高效地工作。

在压力下，人们往往能够更加集中注意力、迅速决策、高效执行，从而提高生产效率。

3.鼓舞士气和团队合作：适度的压力对于激励团队成员发挥个人优势、协同合作非常重要。

在实际生产中，通过设定合理的目标和压力，可以激发团队成员的自信心和积极性，促进团队成员相互之间的合作和支持。

4.增强应对挑战的能力：实际生产中往往伴随着各种变化和挑战，面对压力，能够有效应对挑战是个体和组织提升竞争力的关键。

适当的压力可以促使个体和组织敏捷应对环境变化，有效化解危机和风险，从而取得更好的成果。

5.培养自律性和自我管理能力：承受压力需要个体和团队具备自律性和自我管理能力，包括有效的时间管理、资源分配、应急处理等。

因此，压力可以促使个体和团队锻炼自己的实际操作能力和管理能力。

其次，为了在实际生产中承受压力，个体和组织可以采取以下一些策略：1.目标设定和规划：个体和组织需要明确并设定具体的目标，并制定相应的规划和策略。

明确的目标和规划可以帮助个体和组织更好地应对压力，提前预测和准备。

2.培养积极心态：积极的心态能够帮助个体和团队保持乐观和坚韧的情绪，增强应对压力的能力。

个体和组织可以通过培养积极心态的方法，如积极思考、正向反馈、情绪管理等，来提高应对压力的能力。

采煤工作面支撑压力

采煤工作面前后方支承压力分布
a：应力增高区；
b：应力降低区；
c：应力稳定区
采煤工作面前后方支承压力分布的特点
1、采煤工作面前方煤壁一端支承着工作面上方裂隙带及其上覆岩层的大部分重量，即工作面前方支承压力远比工作面后方大。

2、由于采煤工作面的推进，煤壁和采空区冒落带是向前移动的，因此工作面前后方支承压力是移动支承压力。

3、由于裂缝带形成了以煤壁和采空区冒落带为前后支承点的半拱式平衡，所以采煤工作面处于减压力范围。

4、采煤工作面前方形成的支承压力，最大值发生在工作面中部前方，峰值可达原岩应力的2~4倍，即应力集中系数K值的变化范围为2.0~4.0。

前方支承压力的峰值位置可深入煤体内2~10m，其影响范围可达采煤工作面前方90~100m。

采煤工作面两侧支承压力分布
Ⅰ－卸载带；
Ⅱ－支承压力带；
Ⅲ－原岩应力带；
Ⅳ－采后应力稳定带；
lmax－峰值位置
采煤工作面两侧支承压力分布规律
1、采煤工作面两侧的支承压力剧烈影响区并不在煤体的边缘，而是位于煤体边缘有一定距离的地带。

2、采煤工作面两侧煤体边缘处于应力降低区，支承压力低于原岩应力。

3、采煤工作面两侧支承压力从形成到向煤体深部转移要经过一段时间过程，所以要使沿空掘巷保持稳定，必须从时间上避开未稳定的支承压力作用期。

底板岩层中的应力分布
1、2－支承压力曲线；
3－原岩应力曲线；
4、5－应力增高区边界线
6－应力降低区边界线。