矿井顶板灾害防治-课件

铅垂原岩应力
30.11.2020
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水平原岩应力
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冒顶、片帮
两帮鼓出
煤矿顶板及冲击地压灾害防治
顶底板移近
顶板下沉与 支架承载
(a)
(b)
(c)
(d)
矿山压力显现的基本形式 矿山压力控制：
人为减轻、调节、改变和利用矿山压力作用的各种方法，叫 做“矿山压力控制”，简称矿压控制。
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。
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2、裂隙（缝）带。指位于冒落带之上的岩层。这部分岩层的特点是岩层 产生垂直于层面的裂缝或断开，但仍能整齐排列(图中２)。
1. 3、弯曲下沉带。一般是指位 于裂隙带之上的岩层，向上可 发展到地表。此带内的岩层将 保持其整体性和层状结构(图 中３)。
冒落带和裂隙带的总厚度， 一般为采高的6倍—8倍。
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1. 竖三带
2. 1、冒落带。指采用全部垮落法管理顶扳时，采煤工作面放顶后引起的 煤层直接顶的破坏范围(图中１)。该部分岩层在采空区内已经垮落，而 且越靠近煤层的岩石就越紊乱、破碎。在采煤工作面内这部分岩层由支 架暂时支撑。
⑵组织上——1983年原煤炭部规定，要成立“初次放顶 领导小组”，加强领导；其主要职责是 ：
★ 检查——采面工程质量、安全隐患、安全 责任制落实情况。
★ 指导——对查出隐患，提出处理的意见和 建议。
★ 监督——跟踪监督重大隐患整改情况， 不处理好不得离岗。
⑶管理上——要严格执行三大规程和各项制度，按章作 业，实施“精细化管理”，搞好工程质量，打好安全的基础。
矿井顶板灾害防治
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第一节 顶板灾害防治
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第一节 是指能在采空区不规则冒落、不能
向煤壁前方和采空区矸石上永久传 递力的、其作用力必须由支架全部 承担的那部分岩层的总和。
概
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裂隙带岩层在水平方向上可以分为3个区：煤壁支撑区、离层区和重新压实 区，如图所示。
(1)煤壁支撑影响区：它是由于工作面煤壁支撑而使顶板呈拉伸变形形成的。 范围从工作面前方30—40 m一直到工作面后方4—8m，该区内顶板水平移 动较为剧烈，垂直移动则甚微，在有些场合垂直位移还会出现负值（即岩 层上升现象）。
力，绝对应力或地应力。 天然存在于原岩内而与 人为因素无关的应力场 称为原岩应力场。
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采场中一切压力显现的 根源，是采动引起的上 覆岩层运动。上覆岩层 是指需要控制的岩层，
包采括直矿接开顶挖和老引顶起。
的应力集中
来源：地质构造运动和 岩体自重。 存在形式：一部分以弹 性能形式存在，另一部 分由于种种原因在岩石 中处于自我平衡状态。
述是指自身能形成平衡结构、能永久
向煤壁前方和采空区矸石上传递力 的、其运动对采场矿压有明显影响 的、作用力无须支架全部承担的 那部分岩层。
老顶
直接顶
顶板
煤层
采矿开挖空洞
顶板岩石下沉变形、破坏，产生事故
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存在于地层中示受工程扰
动力的，天也然称应为力岩矿为体山原初压岩始应应力的基本概念
通过对国内外有关资料的研究，特别是对我 国开滦矿区和大屯矿区深孔布网的研究，得出一 般采场的需控岩层厚度范围为采高的6～8倍。
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一 、矿山压力显现的基本规律
（一）采煤工作面矿压显现的基本规律 存在初次来压和周期来压。 初次来压：老顶第一次大面积失稳垮落引起的压 力增大现象。 周期来压：初次来压之后每隔一定时间（工作面推 进一定距离）老顶都要出现一次失稳垮落引起的周 期性压力增大现象。
把矿山压力显现控制在合理的范围，这是矿山压力控制的根 本目的。
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但是：采场一般位于地下数百米乃至上千米
的深度，开采实践表明，有些矿井以每平方米 1～2根的单体支柱就能支护住采动空间，说明 对采场矿压有明显影响的上覆岩层范围是有限的。
(2)离层区：范围从工作面后方4—8m至 30m左右，该区内顶板急剧下沉、断裂， 且各层下沉的速度由下向上逐渐减少， 并且层间的离层现象随着距煤层距离的 增加而愈多。
(3)重新压实区：位于工作面后方30 m以外，该区内已断裂的岩层又重新被 采空区冒落的歼石支撑，由下向上各岩 层的下沉速度逐渐增大，层间进入相互 压实的过程。
如何抓好采面初次放顶？
事故教训表明，必须做好以下几项工作：
⑴技术上——
要弄清地质条件和顶板类型，合理设计支护参数，使规程 措施具有科学性、针对性、指导性、可行性，而不是“开工护 照”，从技术上率先把好安全关。
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Baidu Nhomakorabea
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初次来压是工作面矿山压力显现的重要现象，衡量其指标 是来压强度和初次来压步距（一般20-35m），顶板坚硬、 直接顶薄的工作面初次来压强度大、来压步距大。
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。