矿山压力与岩层控制完整版.pptx

绪论;一、矿山压力有关概念;矿山压力教学内容;＜露天釆场矿压（边坡稳定）;三、学习矿压的意义 矿山压力及其岩层控制是岩石力学在矿山上的应用学科，有人称之 为矿山岩石力学。它既是采矿工程最主要专业课之一，也是矿井开釆方 法课程的理论基础课。在釆矿中作用如下： 1. 保证矿井安全正常生产。减少或杜绝顶板事故，必有的技术知 识。 2. 减少资源损失和贫化。例如，缩小或取消矿柱，采用合理釆矿 方法，降低混砰，提高资源的回收率。 3. 改善开釆技术。提高机械化水平，减轻工人劳动强度。 4. 保护生态环境。减轻地表沉降，防止建筑物破坏，保护地下水 资源，有效抽放煤层气等。 5. 提高经济和社会效益。给方案设计、设备选型、生产技术管理 提供理论依据，从而降低釆矿费用。同时，提高矿工的社会地位。;、采矿丄程矿丿困特点;思考题;第二讲;原岩应力的分布规律;三、原岩应力的估算 在原岩应力中，构造应力分布和大小变化很大，多存在于地壳上升 地区，只有实测才可确定；而自重应力可由计算确定。;§2-2岩体中的弹性变形能;Rj =y[20a;2、有压圆孔 当孔内有液体（或巷内支护）时，液体（或支护物）对孔壁产生附加 应力。此时，围岩将受孔内应力影响进行应力的重新分布。根据弹性厚壁 筒理论得：;双向不等压应力场内的圆形孔;双向不等压应力场圆孔周边切向应力集中系数;三、椭圆形孔周边应力分布;2、0=90° 和270°;、矩形孔和其他形状巷道围岩的应力分布;b;六、回釆空间周围应力重新分布;;§2-4弹塑性围岩应力分布;二、塑性区内的应力分布;2）巷内有支护或有压力时,;3、围岩承受的最大应力 在弹塑性围岩中，承受的最大应力位于弹塑性交界处，即塑性圈和 弹性圈的交界而。此而应力状态即满足弹性条件，同时也满足塑性条件。;4、回釆工作面极限平衡区应力分布;三、应力分区;四.支承压力;§2-5支承压力在顶底板岩层中的传播;集中力作用下底板内垂直应力;思考题;5、由于工程扰动作用应力重新分布后，根据切向应力的大小把应力变化 不明显的区域，叫做（ ）；把切向应力大于原岩应力的区域， 叫做（ ）；把切向应力小于原岩应力的区域??又叫做（ ）。;第一讲;四、釆煤方法 1、 长壁采煤法：综采、普采、炮采 2、 房柱式采煤法：联采、炮釆;K、;思考题;§ 3-2有关釆场上覆岩层活动规律的假说;德国人施托克于1916年提出的悬梁学说，该假说假设顶板为连续;见P54图3 — 5和3 — 6;4T钗接岩块假说（库兹涅佐夫广1950） 见P53图3—4 __ 煤层开釆后，顶板自下而上皇分层垮落。若取顶板的i分层厚度 为h”采空区内剩余的空间高度为A（i为分层序号，当i=1时，即全 陷法釆煤的釆高m）,则;该学说对上覆岩层 进行了细致准确地分 带，并提出了裂隙带 内形成三钗拱式结构。 学说的不足在于对 结构未做平衡条件的分 析，未对釆场来压进行 解释，对采空区上覆岩 层运动过程及产生的原 因考虑不足。;二、国内著名采场矿压理论;该理论中科院院士宋振骐提出的, 该学说认为在长壁回釆工作面上方存 在着一个能够传递其上方载荷的岩层, 由于该岩层跨度一般远小于工作面长 度，故可视为平面问题讨论的梁，即 所谓传递岩梁。;5、;破断后下沉;47;5、拱梁结构理论;思考题 1、填写釆场矿压四个经典假说及其主要贡献;2、填写我国釆场矿压主要理论及其主要贡献;§3-4老顶的断裂前形式见P57;在梁内任取一截面D-Dr,得;2、简支梁受力分析 该假说认为，当相邻釆区采空或受倾向或斜交断裂切割，工作面处 于初釆阶段，其长度远大于跨度时，位于工作面中部的悬空顶板，可视 为无数个单位宽度的简支梁。简支梁及其以上载荷在其垮落前由该梁传 递到采场前方煤体和后方煤柱上，采场支架仅承受梁下岩层载荷。;1、岩板的类型;3、薄板的弯矩;xl;见P60;再根据梁纯弯曲时，岩梁上任一点剪应力为;2、简支梁的极限跨距;3、板的极限跨距;4、影响老顶极限跨距的主要因素 1） 岩性及组成：一是反映岩梁强度，承载层强度越高，跨度越大；二是 反映岩梁上载荷大小，附加载荷越大，跨度越小；三是支撑端性质，支撑 刚度越小，跨度增大。 2） 周围釆空情况：四边固支与三边固支一边简支极限跨距相差不大，两 边固支两边简支与一边固支三边简支极限跨度接近，但上述两种极限跨距 差异较大。 3） 工作面推进速度：由于蠕变原因，推进速度越慢，暴露时间愈长，跨 度愈小。 4） 工作面长度：工作面长度愈短，跨度愈大，当工作面长度大于极限跨 度三倍时，面长再增加，对跨度无影响。 5） 断裂构造：当断裂小于极限跨距时，跨度缩小；反之断裂位置略大于 极限跨距时，垮落步距将增大。据邢台的实测资料老顶受断裂影响时的极 限跨距约缩短四分之一。 6） 岩层倾角：随岩层