《矿山压力及岩层控制》教学大纲
矿山压力与岩层控制课程设计
北京某大学《矿山压力与岩层控制》课程设计某矿综采工作面顶板控制(支护)初步设计小组成员:学院:安全工程学院专业班级:专业课程:矿山压力与岩层控制指导教师:2016 年1 月3日目录基础资料-----------------------------------------------------------2一、工作面条件-------------------------------------------------2二、设计内容---------------------------------------------------2第一章顶板的分级--------------------------------------------------3一、直接顶的分级------------------------------------------------3二、老顶的分级--------------------------------------------------31.老顶上的初次断裂步距----------------------------------------42.老顶分级----------------------------------------------------5 第二章支架选型----------------------------------------------------6一、支架高度----------------------------------------------------61.确定支架最大、最小高度--------------------------------------7二、支架工作阻力与初撑力确定----------------------------------81.合理支护强度------------------------------------------------82.支架额定阻力------------------------------------------------83.支柱的初撑力------------------------------------------------8三、支架类型确定---------------------------------------------- 9小结---------------------------------------------------------------10参考资料-----------------------------------------------------------11基础资料一、工作面条件所采煤层为近水平煤层,某综采工作面面长200米,煤层情况和围岩条件详见表1,工作面内无断层,水文条件简单。
矿山压力与岩层控制教学设计
矿山压力与岩层控制教学设计矿山开采过程中,岩层是一个十分关键的环节。
如果岩层的控制不得当,将会给矿山生产过程带来严重的损失。
因此,岩层控制成为了矿业工作者需要掌握的一门重要技能。
本文将从矿山压力和岩层控制两个角度出发,介绍一种矿山压力与岩层控制的教学设计。
矿山压力矿山开采过程中,矿山压力是一个重要的因素。
矿山压力分为两种情况,一种是地壳应力引起的压力,一种是矿山营业工序过程中形成的压力。
因此,需要对矿山的压力进行详细的了解,并掌握如何对其进行测量。
在教学中,可以首先从理论知识出发,介绍矿山压力的概念、分类及特点。
然后,引导学生进行实际测量操作。
可以选择在现场进行,或者在实验室中进行。
无论哪种方式,都需要对测量结果进行详细的分析和解读。
岩层控制岩层控制包括多个方面,如支护结构的选择、矿山开采方式、岩层断裂的处理等。
其中,岩层支护是岩层控制的重要环节。
在授课中,可以先介绍支护结构的种类,如矿山锚杆支护、锚喷支护、矿山加筋锚喷支护等。
然后,引导学生进行支护结构的设计和实际操作。
此外,在设计支护结构时,需要考虑到岩层断裂、地质杂事等不同情况。
因此,可以组织学生进行岩层控制的情景模拟,以便使学生在实践中掌握岩层控制技能。
教学设计为了使学生更好地掌握以上两个方面的知识和技能,可以设计教学实验组合,形成综合教学。
具体方式如下:1.分别对矿山压力测量和岩层支护进行理论授课。
对于前者,重点介绍矿山压力的概念、分类及特点;对于后者,重点介绍支护结构的种类、设计方法及其特点。
2.进行实验操作。
对于矿山压力测量,可以选择在现场进行实习,让学生亲身感受到矿山压力的实际情况。
对于岩层支护,可以选择在实验室中进行设计与实践操作。
通过这些操作,可以使学生更加深入地了解矿山压力和岩层支护的操作,同时掌握矿山的实际应用技能。
3.进行完整的岩层控制情景模拟。
将矿山压力和岩层支护联系起来,设计一个完整的岩层控制情景模拟,以让学生掌握在实践中进行综合能力的解决方法。
矿山压力及岩层控制PPT学习教案
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四、矿山压力与矿山压力显现的关系
1、矿山压力的存在是绝对的,而显现是相对的。 2、压力显现强烈的部位不一定是压力高峰的位置, 但对某一点是相关的(例:煤壁前方值承压力与下沉 两关系)。
五、关于支护的作用问题
支架的作用在于帮助围岩稳定,把矿山压力显现 控制在要求的范围内。
锚固增加围岩内聚力,提高承载能力, 维护围岩稳定的支护类型可 锚缩喷性控支制架围允 侧岩许向变围力形岩,程有改度一变,定受保变力持形状围,态岩依 ,稳靠 提定支 高。架 承提 载供 能给 力围 。岩
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(一)巷道围岩运动的相对性
由于围岩承受的压力大小、自身强度、受力状况等不同,运动 的发展程度也不相同。
1、开采深度越浅,与采深有关的支承压力越大。
150~200m以后,出现明显的塑性变形与破坏。 100~150m以上岩体处于弹性状态,变形比较小,运动相对不明显。
2、围岩的变形能力还与围岩强度有关。
通过假设支架,增加σ3,则需要的支护反力为:
3 1(1 sin ) 2 cos 1 sin
或:RT K H (1 sin) 2 cos 1 sin
三、矿压显现的相对性 由于围岩的运动受压力的大小、方向、边界以及
自身的强度极限等限制,加之支架对围岩运动的抵抗, 矿压显现不可能在任何压力存在的条件下显现出来, 即是相对的。
例: 两帮岩体力学参数为:ψ=25° , C=3MPa,k=2.5 ,γ=25kN/m3 ,
则:
H 2C cos
就是说:在采深小于150m时,不支护巷道两帮不会破坏。
(1 sin) K
H 23106 cos25 15(0 米) (1 sin 25) 2.5 25103
《矿山压力及岩层控制》(Ground Pressure and Strata Control)课程教学大纲
课程编号:012102《矿山压力及岩层控制》(Ground Pressure and Strata Control)课程教学大纲48学时 3学分一、课程的性质、目的及任务《矿山压力与岩层控制》课程是采矿工程专业必修的专业核心课程和主干课程。
该课程全面反映了我国矿山压力与岩层控制研究方面所取得的科研成果和生产实践经验,适当介绍了可借鉴的国外相关理论和技术。
本课程的任务是使学生掌握:煤矿回采工作面和采区巷道矿山压力及其控制的基本理论和基础知识,采掘空间周围岩体内的应力重新分布规律,回采工作面围岩结构及其移动、破坏规律,支架-围岩相互作用关系以及矿山压力的控制方法等。
通过课程学习,使学生能够针对矿山生产地质条件,合理布置巷道和回采工作面,合理设计回采工作面顶板和巷道围岩的控制方法,掌握防治顶板事故和冲击地压预测、预防技术。
了解矿山压力研究的基本方法,具备分析和解决矿山压力问题的能力。
二、适用专业采矿工程。
三、先修课程材料力学、岩石力学。
四、课程的基本要求1.掌握矿山压力、矿山压力显现、矿山压力控制等基本概念,了解研究矿山压力的目的、意义。
2.掌握开采空间围岩应力重新分布规律,原岩应力、构造应力、支承压力、极限平衡状态、超前支承压力、残余支承压力等概念,岩体内的弹性变形能。
3.掌握回采工作面及其采空区上覆岩层所形成的“竖三带”与“横三区”;掌握直接顶的稳定性,老顶岩层“梁”与“板”模型,老顶岩层破断块体形成的“砌体梁”结构及其稳定性;了解“关键层”理论、采场岩层移动与控制以及底板岩层破坏规律。
4.掌握回采工作面老顶初次来压、周期来压及其来压步距;掌握矿山压力显现的影响因素,顶板压力的构成及其估算,老顶来压预报方法。
5.掌握直接顶分类与老顶分级。
掌握工作面支架与围岩相互作用关系,工作面支架的基本类型和性能,支架合理工作阻力的构成及其估算;支撑式、掩护式、支撑掩护式支架的特点及其适应条件。
掌握综采工作面端面顶板稳定性影响因素;综放工作面顶板稳定性影响因素。
《矿山压力及岩层控制》教学大纲
《矿⼭压⼒及岩层控制》教学⼤纲《矿⼭压⼒及岩层控制》教学⽂件⼀、课程⼤纲(⼀)⼤纲说明1.课程的任务本课程是煤矿开采技术专业的⼀门重要的必修课。
《矿⼭压⼒及岩层控制》主要介绍了回采⼯作⾯和采区巷道矿⼭压⼒及其控制的基本理论和基本知识。
通过本课程的学习使学⽣对矿⼭压⼒的产⽣及应采取的控制措施有⼀个较为全⾯的了解,为学⽣以后的⽣产实践奠定较为全⾯⽽扎实的理论基础。
2.课程的教学基本要求以矿⼭压⼒基本概念的讲解为前体,突出矿压与岩层控制的具体应⽤。
将课程模块化分为采煤⼯作⾯和掘进⼯作⾯,每⼀部分均简要阐述原理,⽽后重点分析⼯作⾯的矿⼭压⼒显现规律,最终落脚于矿⼭压⼒的控制。
3.教学⽅法和教学形式本课程采⽤远程教学和⾯授辅导相结合的⽅式开展教学。
远程教学包括学⽣收看⽹上的IP课件和⽹上教学辅导等教学形式;⾯授辅导考虑学⽣在职和成⼈的特点和需求,在业余时间进⾏有针对性的学习指导。
(⼆)媒体使⽤和教学过程建议1.课程教学总时数和学分本课程3学分,共24学时,开设于第三学期。
2.教学媒体(1)⽂字教材⽂字教材采⽤《矿⼭压⼒与岩层控制》,主编:蒋⾦泉。
中国矿业⼤学出版社(2007年11⽉版)。
(2)压缩流媒体(IP)课件针对课程教学内容中的重点、难点,录制系统讲解的视频课件。
IP课件总学时为24学时。
3.教学环节(1)⾯授辅导与⾃学⾯授辅导依据教学⼤纲,密切配合IP课件和教学辅导资源,采⽤重点讲解、专题讨论、答疑等⽅式,通过解题思路分析和基本⽅法训练,培养学⽣分析问题和解决问题的能⼒。
(2)考试成绩本课程采⽤形成性考核和终结性考核相结合的⽅式。
形成性考核包括3次(最少)平时作业,平时作业成绩占学期总成绩的50%。
终结性考核即期末考试,期末考试成绩占学期总成绩的50%。
课程总成绩按百分制记分,60分为合格。
4.学时分配(三)教学内容和教学要求1.绪论(2学时)(1)了解矿⼭压⼒及其控制的基本概念和学习本课程的意义。
矿山压力观测及控制教学大纲
《矿山压力及其控制》课程教学大纲英文名称:Mining Pressure and Strata Controling学时数:72其中实验学时数:3 课外学时数:0学分数:6适用专业:煤矿开采技术一、本课程的性质、目的和任务本课程的任务是在学习《数学》、《制图》、《工程力学》、《煤矿地质》、《井巷工程》、《采掘机械》、《煤矿开采学》等课程的基础上,系统地讲授矿山压力的基本理论、矿山压力显现规律、矿山压力控制理论和方法,矿山压力的研究方法等内容。
本课程的性质:本课程是研究地下煤矿开采过程中,回采工作面和采区巷道矿山压力的成因、显现规律、控制理论和方法的技术科学,是煤矿开采技术专业的主要专业课。
本课程的目的是:通过本课程的学习,使学生较全面的了解矿山压力理论的形成和发展,掌握回采工作面和采区巷道矿山压力的规律及控制手段和方法,从而具备选择采场、巷道支护设备和方式的能力,具备选择合理的矿井布置、开采方法、开采顺序、巷道位置的能力,并为今后从事矿山压力的研究奠定一定的基础。
课程教学目标:(一)知识目标了解岩石及围岩的基本性质,理解矿山压力的基本概念;了解岩层运动规律,了解矿山压力及其显现与上覆岩层运动的关系;了解解采煤工作面和巷道矿压的控制理论和方法;掌握巷道矿压及其显现规律;掌握采煤工作面上覆岩层移动及其矿山压力显现规律;了解影响采煤工作面矿山压力显现的主要因素;了解常用矿山压力观测仪器的原理及结构;掌握采煤工作面“三量”观测的内容及方法;了解煤矿冲击地圧发生的条件及原因。
(二)能力目标能使用常用矿压观测的仪器进行矿压观测;能进行采煤工作面顶板运动的预测预报;能进行采区巷道矿压观测;能进行矿压观测数据的分析和处理,会编写矿压观测报告;能对巷道冒顶进行预防和处理;能对采煤工作面顶板控制进行设计;能对各种条件下的采煤工作面顶板事故进行防治。
(三)思想教育目标具备辩证思维的能力;具有热爱科学、实事求是的学风和吃苦耐劳、敢于奉献、敬业爱岗的精神,具有创新意识、创新精神;加强职业道德意识和修养。
《矿山压力与岩层控制》课程复习大纲
《矿山压力与岩层控制》课程复习大纲名词解释:原岩体原岩应力矿山压力矿山压力显现矿山压力控制支承压力极限平衡状态极限平衡区顶板底板直接顶伪顶老顶老顶的初次来压老顶来压步距老顶的周期来压老顶的周期来压步距支架的初撑力支架的支撑效率关键层巷道的稳定性系数煤矿动压现象简答:什么是构造应力,有什么特点?p42双向的等压应力场中圆形孔周边的的应力分布特点?什么叫支承压力?它和矿山压力有何不同?矿山压力是指在岩体中开掘巷道或在煤层中进行采煤以后,破坏了岩体内的原岩应力平衡状态,而在井巷、硐室及回采工作面周围煤岩体中和支护物上引起的力。
支承压力是指在岩体中开掘巷道,在煤层内进行采煤时,巷道两侧或回采工作面周围煤壁上形成的高于原岩应力的垂直集中应力。
支承压力时矿山压力的一个重要组成部分,支承压力的存在度于围岩变形与破坏,对于巷道维护,工作面落煤,开采过程中的冲击地压,煤与瓦斯突然喷出等都有直接的影响。
所以,支承压力是研究矿山压力及其控制的一个重要组成部分和主要研究对象。
但它不是矿山压力的全部内容,矿山压力除支承压力以外,还包括巷道及回采工作面周围岩体对支架产生的力,围岩中的水平应力等等。
什么是围岩的极限平衡区?绘图说明支承压力分布的特点?围岩的极限平衡离不开支撑压力的分布规律,支承压力是指在岩体中开掘巷道,在煤层内进行采煤时,巷道两侧或回采工作面周围煤壁上形成的高于原岩应力的垂直集中应力,若是围岩两侧是松软破碎的软岩层时,由于周边的应力分布特征,围岩会进入破坏的状态,随着向岩体内部的发展,岩块会处于三向应力的状态,强度提高,知道某一半径R处岩块又会处于弹性状态。
这样,半径R范围的岩体就处于极限平衡状态,即此范围内岩块所处的应力圆与强度包络线相切。
这个范围称为极限平衡区。
图见p60,图2-26,支承压力的分区。
试述原岩应力场的概念、组成部分及其分布的基本特点。
减压区的形成及其实际意义。
在巷道或采场周围岩体中垂直应力小于原岩应力的区域称为减压区。
矿山压力和岩层控制
矿山压力和岩层控制《矿山压力与岩层控制》课程教学大纲课程中文名称:矿山压力与岩层控制课程英文名称:Mine Pressure and Strata control课程类别:专业基础课课程归属单位:制定时间:2013年3月18日一、课程的性质、任务1. 课程设置的性质、任务《矿山压力及岩层控制》是研究煤矿开采过程中矿山压力分布及其显现规律,探讨矿山压力控制措施和控制方法的一门工程技术学科,是采矿工程专业学生的主要专业课,也是其它井下工程类专业的专业基础课程。
通过对本门课程的学习,要求对煤矿中采场和采区巷道周围煤(岩)体内矿山压力分布及其显现有比较完整的认识和了解,基本掌握控制采场和井下巷道矿山压力的方法和措施。
结合实验课和实践性教学,使学生得到有关研究和解决煤矿生产现场矿山压力问题基本技能的训练。
2. 通过教学达到下列基本要求通过本课程的教学,一方面使学生掌握有关矿山压力及其控制的基本概念、巷道围岩变形、应力、破坏的分布规律、采场周围的应力分布状态、采场顶底板的变形破坏规律、工作面来压规律及确定方法、巷道与采场的围岩控制理论与控制方法、煤矿动压现象、矿山压力测试技术;另一方面使学生达到能够根据具体条件,进行采场和巷道围岩控制设计、解决有关矿山压力控制方面问题的能力。
3. 专业和学时数采矿工程专业、矿井通风与安全专业、岩土工程专业,共56学时4. 与其它课程的关系⑴ 《煤矿地质学》、《矿山岩体力学》、《煤矿通风与安全》、《采掘机械》在本课程之前教授;⑵ 本课程应在《开采方法》、《井巷工程》之前或同时讲授;5. 教材与参考资料(1)《矿山压力与岩层控制》蒋金泉王国际等编(2)《矿山压力及岩层控制》钱鸣高、石平五等编(3)《矿山压力及岩层控制》姜福兴等编(4)《矿压测控技术》阎海鹏张公开编6、教学方法本课程以课堂讲授为主,部分内容配合实验课程和实践性教学环节进行,并辅以课外作业,课堂答疑等形式进行。
二、各章教学内容和要求1. 基本要求:要求教师在授课过程中阐述明确有关矿山压力及其控制的基本概念;巷道及采场周围的应力分布规律;巷道与采场围岩的移动变形规律;矿山压力控制的基本原理与控制方法;矿压控制的设计方法;煤矿动压现象的致因与防治措施;矿压测试技术与相关测试仪器的原理与具体应用。
矿山压力与岩层控制教学大纲
《矿山压力与岩层控制》课程教学大纲(理论课程)一课程说明1.课程基本情况课程名称:矿山压力与岩层控制英文名称:mining pressure and strata control课程编号:3211215开课专业:采矿工程开课学期:6学分/周学时:3/4课程类型:专业主干课2.课程性质本课程有关采矿工程学科核心理论与关键技术,是采矿工程专业的专业主干课之一;任务在于使学生掌握矿山压力的基本概念、基本理论和研究方法,为学生今后在矿山工作奠定基础。
3.本课程的教学目的和任务本课程是以研究采场及采准巷道在煤矿开采过程中所形成的矿山压力及其显现规律为中心,掌握矿山压力控制技术为目的的课程。
其任务是在学习了数学和力学课程的基础上,配合开采方法,重点讲授采场覆岩活动及其分析,采场矿压显现基本规律和采场矿压控制原理及方法,主要介绍采准巷道矿压研究方法。
通过课程学习、实验、生产实习等教学环节,使学生掌握采场和采区巷道矿压及其控制的基本知识和基本理论深入了解采煤工艺选择、巷道布置和维护方法等基本原理,为在校期间的毕业设计和毕业后从事科研、设计及煤矿技术管理工作打基础。
4.本课程与相关课程的关系、教材体系特点及具体要求开设本课程前,应先学习《材料力学》、《弹性力学》、《煤矿地质学》、《岩石力学》等课程并具有一定的煤矿知识,已开《煤矿开采学》和《井巷工程》课程和进行现场实习。
5.教学时数及课时分配二教材及主要参考书教材:钱鸣高,石平五,许家林编著,《矿山压力与岩层控制》,中国矿业大学出版社,2010。
主要参考书:钱鸣高,缪协兴等编著,《岩层控制的关键层理论》,中国矿业大学出版社,2000年。
马念杰,侯朝炯编著,《采准巷道矿压理论及应用》,煤炭工业出版社,1995年。
陈炎光,钱鸣高编著,《中国煤矿采场围岩控制》,中国矿业大学出版社,1994。
三教学方法和教学手段说明采用多媒体与板书、理论与实践相结合的教学方法。
四成绩考核办法期末考试以闭卷形式进行,占80%,平时作业和课堂考勤占10%,期中考试占20%。
矿山压力与岩层控制课件
RT RB
2 -- 恒阻支柱
1 -- 增阻支柱
R0
εΔh
0
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➢矿压与矿压显现的辩证关系
矿压的存在是绝对的,而显现是相对的,有条件的。 压力显现强烈的部位不一定是压力高峰的位置。
图中所示,在A处顶板下沉量比B处大,但支承压力高峰却是在B处。
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Kmaγ x H
B
A
(a)
(3)采空区处理方法
采用强制放顶减小岩梁厚度,可减小运动步距(c值、 b 值)。采空区充 填减小岩梁运动空间,可使其运动不明显。
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2.3上覆岩层在推进方向上的运动规律
初次运动阶段
从岩层由开切眼开始悬落,到对工作面有明显影响的一、二 个传递岩梁第一次断裂运动结束为止。
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C
B
1 2
A (b)
D
C
BA
(c)
2 采场上覆岩层运动和发展的基本规律 2.1上覆岩层运动和破坏的基本形式
(1)弯拉破坏的运动形式
mi
h
li
lo
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(2)剪(切)断破坏的运动形式
岩层悬露后产生很小的弯曲变形,
悬露岩层端部开裂→在岩层中部未开
lo
裂(或开裂很少)的情况下,突发性
整体切断跨落。
c—岩梁的周期来压步距,m; a—岩梁的显著运动步距,m; b—岩梁的相对稳定步距,m。
一般情况下,周期来压步距为初次来压步距的0.5-0.25倍。
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各次周期来压步距并非都完全相等,而是呈一大一小的周期性变化。这个 变化将随来压次数的增加,差值愈来愈小。
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,称为“矿山压力显现”。
《矿山压力及岩层控制》教案
《矿山压力及岩层控制》教案教案:矿山压力及岩层控制一、教学目标:1.了解矿山压力对矿山岩层稳定性的影响;2.掌握矿山压力的测量和岩层控制的方法;3.初步了解矿山压力及岩层控制的相关理论知识。
二、教学内容:1.矿山压力的概念和类型;2.矿山压力测量的方法;3.岩层控制的方法和措施;4.矿山压力及岩层控制理论知识的介绍。
三、教学过程:第一节:矿山压力的概念和类型(20分钟)1.引入矿山压力的概念和意义;2.介绍矿山压力的分类和影响因素;3.讲解不同类型矿山压力的特点和应对方法。
第二节:矿山压力测量的方法(30分钟)1.介绍矿山压力测量的基本原理;2.教学矿山压力测量的仪器和设备;3.演示如何进行矿山压力测量。
第三节:岩层控制的方法和措施(40分钟)1.介绍岩层控制的基本原理;2.讲解岩层控制方法:预应力锚杆支护、钢支架支护等;3.介绍岩层控制措施:控制岩层索敌、防治岩爆等。
第四节:矿山压力及岩层控制理论知识介绍(50分钟)1.介绍矿山压力与岩层控制的相关理论知识;3.总结矿山压力及岩层控制的关键要点。
四、教学方法:1.讲授法:通过教师的讲解和演示,向学生传授相关知识;2.实践法:通过实际操作和测量,让学生亲自实践并掌握操作技巧;3.讨论法:通过提问和讨论,激发学生的思考和学习兴趣;4.案例分析法:通过研究实际案例,让学生掌握解决问题的方法和技巧。
五、教学评估:1.课堂小测:通过选择题和简答题考察学生对于矿山压力及岩层控制的基本概念和方法的掌握程度;2.论文写作:布置论文写作任务,要求学生选择一个实际的矿山压力及岩层控制问题进行研究,并撰写一篇2000字以上的论文。
六、教学资源:1.教材:《矿山压力及岩层控制》教材;2.仪器设备:矿山压力测量仪器、岩层控制设备;3.多媒体:投影仪、电脑、PPT等。
七、教学反思:通过本次教学,学生可以初步了解矿山压力对矿山岩层稳定性的影响,掌握矿山压力的测量和岩层控制的方法,并了解矿山压力及岩层控制的相关理论知识。
矿山压力及岩层控制PPT课件
顶板工作结构
1.梁式结构——将顶板视为沿工作面推进方向的梁,按梁式结构承载变形 破坏理论分析顶板破坏现象。
2.板式结构——将顶板视为一个板或经断层裂隙切割后多块板相互咬合组 成的板,按板式结构承载变形及强度理论分析顶板破坏现象。
海姆公式: ( 1 静水压 ) 0.5
金尼克公式:1- (弹性侧压 理 0.2 论 -0.3 )
0.2 5 -0.4 3
构造应力
构造应力:由构造运动引起。 分为:现代构造应力和地质构造残余应力 构造应力的特点:
1.构造应力以水平应力为主。 2.构造应力分布不均匀。 3.构造应力具有方向性。 4.普遍存在于坚硬岩层中。
扎身煤海献青春 立足矿山采光明
矿山压力及岩层控制
第一讲:绪论
矿山压力的基本概念
矿山压力: 采动 采场、巷、硐支护物 力
矿压显现: 力学现象
矿山压力控制: 减轻、调节、利用、改变的方法
矿山压力对煤矿开采的意义
• 生态环境保护 • 保证安全和正常生产 • 减少资源损失 • 改善开采技术 • 提高经济效益
直接顶的离层
1.离层原因
直接顶教软,易发生弯曲变形 未及时支护或支撑力不足
直接顶的初次跨落
初次跨落——直接顶第一次跨落(初次放顶) (标志:跨落高度大于1-1.5,长面大于1/2面长)
初次跨落距——第一次跨落时,直接顶的跨距。 直接顶跨落距受直接顶的强度、厚度、节理裂隙影响,是描述直
接顶稳定性的综合指标。
原岩应力
原岩体:地壳中没有受到人类工程活动影响的岩体。 原岩应力:存在于地层中未受工程扰动的天然应力。
板块边界受压 地幔热对流 地球内应力
矿山压力与岩层控制
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七、关于支护的作用问题
支架的作用在于帮助围岩稳定,把矿山压力显现控制 在要求的范围内。
锚固增加围岩内聚力,提高 承载能力, 锚喷 持围岩稳定。 控制围岩变形程度,保 维护围岩稳定的支护类 型 依靠支架提供给围岩 允许围岩有一定变形, 可缩性支架 ,提高承载能力。 侧向力,改变受力状态
2.三个规律、两个原理; 3.研究矿山压力对矿山开采的意义。
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几个问题: 1.你对矿压这门课是怎么看待的(怎么理 解的)?它在矿山中的作用,知道多少?
2.你希望矿压这门课怎么上?
3.作为大三学生,你为以后工作都做了哪 些准备(专业课知识方面)?
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五、矿山压力显现
1、矿山压力显现的概念及显现的基本形式 (1)、矿山压力显现的概念 矿山压力显现——由于矿山压力作用,开采空间围岩体及 支护物产生的各种力学现象。 (2) 矿山压力显现的基本形式
两帮运动 围岩运动顶板运动 底板运动 显现的形式 支架承受载荷的增减 支架受力支架变形(活柱下缩) 支架压折
和各种人工支撑物产生的种种力学现象,简称“矿压显 现
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5、矿山压力控制—为使采矿工作正常、安全进行所
采取的各种减轻、调节、改变和利用矿山压力作用的方 法。
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四、矿山压力的来源
采动前原岩中已存应力是矿山压力产生的根源。 原岩中各点主应力的大小、方向、垂直应力与水平 应力之间的比值等决定了采动后围岩应力重新分布的 规律。 采动前原岩中各点的应力,其主要来源有: (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,包括岩体因温度升高或遇 水膨胀而产生的力等。
2、掌握二个原理 工作面支架与围岩相互作用原理 巷道支架与围岩相互作用原理 3、掌握一套方法 : 矿压控制方法
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《矿山压力及岩层控制》教学文件
一、课程大纲
(一)大纲说明
1.课程的任务
本课程是煤矿开采技术专业的一门重要的必修课。
《矿山压力及岩层控制》主要介绍了回采工作面和采区巷道矿山压力及其控制的基本理论和基本知识。
通过本课程的学习使学生对矿山压力的产生及应采取的控制措施有一个较为全面的了解,为学生以后的生产实践奠定较为全面而扎实的理论基础。
2.课程的教学基本要求
以矿山压力基本概念的讲解为前体,突出矿压与岩层控制的具体应用。
将课程模块化分为采煤工作面和掘进工作面,每一部分均简要阐述原理,而后重点分析工作面的矿山压力显现规律,最终落脚于矿山压力的控制。
3.教学方法和教学形式
本课程采用远程教学和面授辅导相结合的方式开展教学。
远程教学包括学生收看网上的IP课件和网上教学辅导等教学形式;面授辅导考虑学生在职和成人的特点和需求,在业余时间进行有针对性的学习指导。
(二)媒体使用和教学过程建议
1.课程教学总时数和学分
本课程3学分,共24学时,开设于第三学期。
2.教学媒体
(1)文字教材
文字教材采用《矿山压力与岩层控制》,主编:蒋金泉。
中国矿业大学出版社(2007年11月版)。
(2)压缩流媒体(IP)课件
针对课程教学内容中的重点、难点,录制系统讲解的视频课件。
IP课件总学时为24学时。
3.教学环节
(1)面授辅导与自学
面授辅导依据教学大纲,密切配合IP课件和教学辅导资源,采用重点讲解、专题讨论、答疑等方式,通过解题思路分析和基本方法训练,培养学生分析问题和解决问题的能力。
(2)考试成绩
本课程采用形成性考核和终结性考核相结合的方式。
形成性考核包括3次(最少)平时作业,平时作业成绩占学期总成绩的50%。
终结性考核即期末考试,期末考试成绩占学期总成绩的50%。
课程总成绩按百分制记分,60分为合格。
4.学时分配
(三)教学内容和教学要求
1.绪论(2学时)
(1)了解矿山压力及其控制的基本概念和学习本课程的意义。
(2)理解矿山压力及其控制的研究范围和基本方法。
2.岩石基本力学性质及原岩应力分布规律(4学时)
(1)了解岩石的基本物理性质,岩体的基本特征和类型;
(2)掌握岩石的强度和变形特征,岩石的破坏机理和强度理论,岩体的基本力学性能与分级标准;
(3)掌握岩体中的原岩应力、岩体中的弹性变形能、“孔”周围的应力分布、围岩的极限平衡与支承压力分布、支承压力在底板岩层中的传播。
3.采场矿压显现规律(4学时)
(1)了解采场的相关概念;
(2)理解采场上覆岩层活动规律假说;
(3)掌握直接顶的垮落、老顶的断裂形式及初次断裂步距、老顶断裂后的“砌体梁”结构及其稳定性、老顶断裂时在岩体内引起的扰动;
(4)了解采场的矿山压力显现;
(5)掌握老顶初次来压、周期来压的基本概念,顶板压力的估算,回采工作面前后支承压力分布状况,影响回采工作面矿山压力显现的主要因素。
4.采场矿压控制和监测(6学时)
(1)了解顶板分类与底板特征;
(2)理解采场支架与围岩相互作用原理;
(3)掌握采场支架类型与支架力学性能,综合机械化采煤工作面顶板控制设计,单体液压支柱工作面顶板控制原则,采场来压预报与支护质量监测;
(4)了解岩层移动引起的采动损害;
(5)掌握岩层控制的关键层理论和上覆岩层移动规律;
(6)采场底板破坏与突水;
(7)采场上覆岩层移动控制技术。
5.巷道矿压显现规律(4学时)
掌握巷道围岩应力及变形规律、受采动影响巷道矿压显现规律、巷道围岩控制原理。
6.巷道支护及压力观测(4学时)
掌握无煤柱护巷、巷道围岩卸压、巷道金属支架、巷道锚杆支护、软岩巷道围岩变形规律及其支护技术,锚杆支护质量监测。