矿山压力课程设计

中国矿业大学

矿业工程学院

矿山压力与岩层控制课程设计

01

姓名：

班级一

学号：—

指导老师：吴锋锋

2015622

目录

矿山压力与岩层控制课程设计 (3)

1 课程设计的目的 (3)

2课程设计的内容 (3)

3课程设计资料 (3)

3.1 工作面地质条件 (3)

3.2 工作面生产技术条件 (5)

3.3 其它参数 (5)

一•依据岩层控制的关键层理论，确定主、亚关键层位置；6二•计算直接顶初次跨落步距，老顶初次断裂步距，老顶周期来压步距10

2.1直接顶初次跨落步距： (10)

2.2老顶初次断裂步距如下： (11)

2.3老顶初次断裂步距如下： (12)

三:结合三铰拱平衡理论，计算上覆岩层“三带”中垮落带高度；13

(13)

1:什么是三铰拱平衡理论？

四：依据液压支架选型原则及步骤，考虑大采高综采、综采放顶煤（采煤机割煤高度

2.5m）开采2种条件，分别计算顶板压力大小，进行液压支架工作的合理选型，画出

支架简图； (14)

1液压支架的基本形式 (14)

2.1顶底板性质 (14)

2.2煤层条件 (15)

2.3经济成本 (16)

五：假定回采巷道选用锚网支护，理论计算确定锚杆的型号、间排距及支护方案简图。

(19)

矿山压力与岩层控制课程设计

1课程设计的目的

《矿山压力与岩层控制课程设计》是《矿山压力与岩层控制》采矿专业主干课程的一个重要实践环节。通过课程设计使学生了解和掌握矿山压力与岩层控制的研究方法，加深对课程知识的理解，为以后的毕业设计及矿压理论研究奠定基础，使学生具备运用该方法解决采矿工程实际问题的能力。

2课程设计的内容

结合某一给定回采工作面的地质及生产技术条件，设计完成以下内容，并配

有必要的图表。

2）依据覆岩岩性特征，采用力学分析计算直接顶初次垮落步距，老顶初次断裂步距，老顶周期来压步距；

3）结合三铰拱平衡理论，计算上覆岩层“三带”中垮落带高度；

4）依据液压支架选型原则及步骤，考虑大采高综采、综采放顶煤（采煤机割煤高度2.5m）开采2种条件，分别计算顶板压力大小，进行液压支架工作的合理选型，画出支架简图；

5）假定回采巷道选用锚网支护，理论计算确定锚杆的型号、间排距及支护方案简图。

3课程设计资料

3.1工作面地质条件

某综采工作面井下位置西为东四辅撤运输巷，北为正在掘进的另一工作面，南为另一工作面采空区，东为矿界，工作面之间留有60m的煤柱。所采煤层为

3#煤层，煤体黑色，条带状结构，中部夹0.2m厚泥岩，赋存稳定，变异系数为0.08%，可采指数为1.0。煤的容重1.46t/m3,煤质普氏硬度1~2,盖山厚度292~480m。煤层底板标高488~624m,地面标高780~1104叶工作面所采煤层厚度4.56~6.83m,平均6.30m，煤层倾角为1~14o,平均5°。工业储量6439345.35t, 可采储量6246165t。

依据该工作面钻孔数据，煤层上方伪顶为黑色炭质泥岩，层厚为0.20 m；直接顶为灰黑色层理发育的砂质泥岩，层厚2.43m；老顶为浅灰色的坚硬中粒砂岩，成份以石英，长石为主，层厚7.10m;直接底为灰黑色砂质泥岩，中厚层状，有斜节理，含云母碎片，中夹薄层细砂岩，层厚 2.80 m；老底为黑灰色泥岩，有节理，质不坚硬，局部夹薄层状砂泥岩、粉砂岩，层厚7.52m。工作面上覆岩层及

其物理力学参数如表1所示。

表1覆岩岩层其物理力学参数

C29细粒砂岩0.765.180.57.127640 C28砂质泥岩 6.740.869.8 5.9727280 C27砂岩层20.0568.7584.6 4.83527630 C26砂质泥岩 6.140.869.8 5.9727280 C25细粒砂岩165.180.57.127640 C24泥岩0.81836.7 2.527420 C23砂质泥岩 4.740.869.8 5.9727280 C22细粒砂岩 2.965.180.57.127640 C21泥岩 1.151836.7 2.527420 C20砂质泥岩 2.4540.869.8 5.9727280 C19细粒砂岩0.965.180.57.127640 C18泥质砂岩340.869.8 5.9727280 C17细粒砂岩 1.8565.180.57.127640 C16泥岩 1.41836.7 2.527420 C15砂质泥岩 1.240.869.8 5.9727280 C14细粒砂岩 1.6565.180.57.127640 C13泥质砂岩 1.540.869.8 5.9727280 C12泥岩11836.7 2.527420 C11砂质泥岩 1.540.869.8 5.9727280 C10细粒砂岩 1.565.180.57.127640 C9砂质泥岩11.3540.869.8 5.9727280 C8中粒砂岩 3.572.488.7 6.5727620 C7砂质泥岩15.140.869.88.9727280 C6砂质泥岩540.869.8 5.9727280 C5细粒砂岩 2.165.180.57.127640 C4泥岩 6.11836.7 2.527420 C3中粒砂岩7.172.488.7 6.5727620 C2砂质泥岩 2.6340.869.8 5.9727280 C13号煤 6.38.417.550.7315530

3.2工作面生产技术条件

工作面顺槽沿煤层底板布置，设计为矩形断面，采用锚网支护方式，断面大小均为5.0X 3.8m。切眼为8.5X 3.8m的矩形断面。工作面采用全部机械化的走向长壁大采高后退式自然垮落综合机械化采煤方法。工作面设计采高为 6.0m。

3.3其它参数

老顶及其上附加岩层的碎胀系数，可取为 1.15~1.33;直接顶碎胀系数，可

取为1.33~1.50。也可参照《矿山压力与岩层控制》教材中的相关参数取值。