采场顶板活动规律 教学培训课件VIP免费

13采场顶板活动规律3.1几个概念3.2有关采场上覆岩层“大结构”的假说3.3直接顶的垮落3.4基本顶的断裂形式3.5基本顶的初次断裂步距3.6基本顶断裂后的“砌体梁”结构及其S-R稳定3.7本章小结第一页，共七十页。23.1几个概念回采工作面（采场）顶板底板采空区采空区处理方法伪顶直接顶老顶第二页，共七十页。3采场：直接进行采煤或采有用矿物的工作空间称为回采工作面或简称为采场。顶板：赋存在煤层之上的岩层称为顶板或称为上覆岩层。底板：位于煤层下方的岩层称为底板。直接顶：直接位于煤层上方的一层或几层性质相近的岩层称为直接顶。伪顶：在煤层与直接顶之间有时存在厚度小于0.3～0.5m、极易垮落的软弱岩层，称为伪顶。基本顶：位于直接顶之上(有时直接位于煤层之上)对采场矿山压力直接造成影响的厚而坚硬的岩层称为老顶。第三页，共七十页。4采空区处理方法:(a)刀柱(留煤柱);(b)顶板缓慢下沉法;(c)充填法;(d)全部垮落法第四页，共七十页。5采用全部垮落法时，随着工作面推进，回采工作空间形状的变化如图3-2所示。第五页，共七十页。6在煤(岩)体内回采工作空间(巷道)将引起围岩破碎，其上方岩体的部分重量则由此空间内的支护物来承担，从而形成了对支架的压力。岩层中未破坏的部分(或未产生剧烈变形的部分)，或者虽然岩层已破断但仍能整齐排列的部分，有时能形成岩体内的“大结构”。这种大结构能够承担上覆岩层重量，从而对回采工作空间起保护作用。第六页，共七十页。7根据实测，回采工作面支架所承受的力仅为上覆岩层重量的百分之几。这是因为上覆岩层形成了“大结构”，这种大结构能够承担上覆岩层重量。第七页，共七十页。83.2有关采场上覆岩层“大结构”的假说由于采矿工程涉及到岩层内的原岩应力场以及岩体性质的复杂性，针对采场的矿山压力现象提出了各种不同的解释，这种解释（即揭示矿山压力现象内在联系的推测或科学的概括）称为矿山压力假说。第八页，共七十页。9由于岩层自然平衡的结果而形成一个前拱脚（支撑点）在工作面前方煤体，后拱脚（支撑点）在采空区内已垮落的矸石上或采空区充填体上。在前后拱脚间形成了一个减压区，回采工作面的支架只承受压力拱内岩石的重量。3.2.1压力拱假说第九页，共七十页。10压力拱假说对回采工作面前后的支承压力及回采工作空间处于减压范围作出了粗略的但却是经典的解释，而对于此拱的特性、岩层变形、移动和破坏的发展过程以及支架与围岩的相互作用，并没有做任何分析。第十页，共七十页。11工作面和采空区顶板可视为一端固定于煤壁前方岩体内、另一端处于悬伸状态的梁，悬臂梁弯曲下沉后，受到已垮落岩石的支撑，当悬伸长度很大时，发生有规律的周期性折断，从而引起周期来压。3.1.2悬臂梁假说第十一页，共七十页。12悬臂梁假说解释了：1）工作面近煤壁处顶板下沉量小，支架载荷也小，而距煤壁越远则两者均大的现象。2）工作面前方出现的支承压力及工作面出现的周期来压现象。根据上述观点，提出了各种计算方法，但由于并未查明开采后上覆岩层活动规律，因此仅凭悬臂梁本身计算所得的顶板下沉量和支架载荷与实际所测得的数据相差甚远。第十二页，共七十页。13律的水平挤压力的联系，从而相互铰合形成一条多环节的铰链。三铰拱式的平衡。该假说认为，工作面支架存在两种工作状态：给定载荷状态；给定变形状态。3.1.3铰接岩块假说此假说认为，采场上覆岩层分为垮落带和裂隙带，二者的差别在于，裂隙带岩块间存在有规第十三页，共七十页。14此假说认为，在采场周围存在应力降低区()Ⅰ，应力增高区()Ⅱ和采动影响区()Ⅲ，并随工作面推进而向前移动。采动岩体形成各种裂隙，从而形成假塑性梁。3.1.4预成裂隙假说第十四页，共七十页。15被各种裂隙破坏了的假塑性体处于一种彼此被挤紧的状态时，可以形成类似梁的平衡；在自重及上覆岩层的作用下，将发生明显的假塑性弯曲；当下部岩层的下沉量大于上部岩层时，就产生离层。支架应有足够的初撑力和工作阻力第十五页，共七十页。16“砌体梁”结构是基于采动岩体移动的如下特征而提出的：3.1.5砌体梁假说(1)上覆岩层结构的骨架是覆岩中的坚硬岩层。可将上覆岩层划分为若干组，每组以坚...