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.采场矿压显现的规律

发布时间:2017-06-07 点击次数:2222次

采场矿压显现规律

(1)采空区上方的“三带”

采空区上方的岩层,按由下向上的顺序逐步冒落,根据破坏特征及结构特点分为三个带:冒落带、裂隙带、弯曲下沉带

①冒落带

岩层破碎冒落,下部块度较小,而且呈杂乱无章堆积,上部块度大,呈规则的排列。由于岩石的碎胀性,每冒落一些岩层,采空区自由空间的高度就减小一些。

②裂隙带

岩层中出现许多垂直或斜交于层面的裂隙,以及顺层的离层裂隙,但不冒落。

③弯曲下沉带

岩层整体弯曲,可能有少许裂隙,影响范围可波及到地表。

(2)支承压力显现规律

①由于支承压力的作用,可导致顶板预先下沉、煤壁破碎片帮、产生冲击地压、煤和沼气突出等现象。

②在支承压力的作用下,工作面前方尚未悬露的顶板,已经开始下沉。一些实际资料表明,顶板下沉量可达15mm~60mm,甚至达100mm。当顶板比较坚硬,煤层较厚或较软时,顶板下沉量较大。

③由于顶板预先下沉,可能产生裂隙,因而增加了工作面和工作面前方区段平巷的压力。为了防止区段平巷的支架压坏,事先必须采取措施,如增设抬棚、斜撑支架等。

④工作面的煤壁,在支承压力作用下,产生变形破坏,导致煤壁破碎片帮成斜面;破碎范围与煤质硬度和支承压力大小有关,一般为1m~3m;工作面前方煤壁内支承压力的峰值,向煤壁内转移,增压区(支承压力区)斜向煤壁里面;减压区扩大;稳压区向煤壁里面转移。

⑤回采工作面前后的支承压力状态一般可绘成下图的形式,并且可将其分为应力降低区b(减压区)、应力增高区a(增压区)和应力不变区c(稳压区)。在工作面前方支承压力的峰值到煤壁为极限平衡区,向煤体内则为弹性区。

(3)采动后顶板活动的一般规律

①直接顶的初次垮落

回采工作面从开切眼开始向前推进,直接顶悬露面积增大,当达到其极限跨距时开始垮落(一般6~20m)。直接顶的第一次大面积垮落称直接顶的初次垮落,直接顶初次垮落时的跨距称初次垮落步距。

②老顶的初次来压

直接顶垮落后,工作面继续向前推进,老顶呈现梁的状态,老顶的跨度愈来愈大,老 顶逐渐弯曲下沉,达到极限跨度时就会断裂(此时的跨距称老顶的初次断裂步距),随着工作面推进将失稳,从而造成工作面顶板急剧下沉,工作面支架普遍增大, 称老顶的初次来压(工作面回采以来的第一次大规模来压)。由开切眼到初次来压时工作面推进的距离称为老顶的初次来压步距(一般20~35m)。

③老顶的周期来压

老顶初次来压后,老顶的结构将发生变化,将经历“稳定-失稳-再稳定”的周期性 过程,老顶岩梁将周期性失稳下沉,导致工作面周期性来压,称为老顶的周期来压(老顶的周期性来压现象)。老顶岩梁周期断裂的距离,称为老顶的周期来压步距 (一般为初次来压步距的1/2~1/4)。

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