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

姓名：

班级—

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 (2)

1 课程设计的目的 (2)

2课程设计的内容 (2)

3课程设计资料 (2)

3.1工作面地质条件 (2)

3.2工作面生产技术条件 (4)

3.3其它参数 (4)

一•依据岩层控制的关键层理论，确定主、亚关键层位置； 4 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8

2.1直接顶初次跨落步距： (8)

2.2老顶初次断裂步距如下： (8)

2.3老顶初次断裂步距如下： (9)

三:结合三铰拱平衡理论，计算上覆岩层“三带”中垮落带高度；10

(10)

1:什么是三铰拱平衡理论？

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；11 1液压支架的基本形式 (11)

2.1顶底板性质 (11)

2.2煤层条件 (12)

2.3经济成本 (13)

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。15 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

780~1104m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

岩层序号岩性厚度/m 弹性模量/Mpa 抗压强度/Mpa 抗拉强度/Mpa 体积力（N/m 3）C30 砂质泥岩 6.6 40.8 69.8 5.97 27280 C29 细粒砂岩0.7 65.1 80.5 7.1 27640 C28 砂质泥岩 6.7 40.8 69.8 5.97 27280 C27 砂岩层20.05 68.75 84.6 4.835 27630 C26 砂质泥岩 6.1 40.8 69.8 5.97 27280 C25 细粒砂岩 1 65.1 80.5 7.1 27640 C24 泥岩0.8 18 36.7 2.5 27420 C23 砂质泥岩 4.7 40.8 69.8 5.97 27280 C22 细粒砂岩 2.9 65.1 80.5 7.1 27640 C21 泥岩 1.15 18 36.7 2.5 27420 C20 砂质泥岩 2.45 40.8 69.8 5.97 27280 C19 细粒砂岩0.9 65.1 80.5 7.1 27640 C18 泥质砂岩 3 40.8 69.8 5.97 27280 C17 细粒砂岩 1.85 65.1 80.5 7.1 27640 C16 泥岩 1.4 18 36.7 2.5 27420 C15 砂质泥岩 1.2 40.8 69.8 5.97 27280 C14 细粒砂岩 1.65 65.1 80.5 7.1 27640 C13 泥质砂岩 1.5 40.8 69.8 5.97 27280 C12 泥岩 1 18 36.7 2.5 27420 C11 砂质泥岩 1.5 40.8 69.8 5.97 27280 C10 细粒砂岩 1.5 65.1 80.5 7.1 27640 C9 砂质泥岩11.35 40.8 69.8 5.97 27280 C8 中粒砂岩 3.5 72.4 88.7 6.57 27620 C7 砂质泥岩15.1 40.8 69.8 8.97 27280 C6 砂质泥岩 5 40.8 69.8 5.97 27280 C5 细粒砂岩 2.1 65.1 80.5 7.1 27640 C4 泥岩 6.1 18 36.7 2.5 27420 C3 中粒砂岩7.1 72.4 88.7 6.57 27620 C2 砂质泥岩 2.63 40.8 69.8 5.97 27280 C1 3号煤 6.3 8.4 17.55 0.73 15530