矿山压力与岩层控制的课程设计

目录

摘要 (3)

1 课程设计的目的 (3)

2 对采场矿山压力影响因素的探讨 (3)

2.1 生产条件对采场矿山压力的影响 (4)

2.2 生产工艺过程对顶板下沉速度上的影响 (4)

2.3工作面推进速度对矿山压力的影响 (4)

2.4 开采深度对矿山压力的影响 (4)

2.5 支护材料及顶板管理方法对矿山压力的影响 (5)

3 矿山压力的各种控制措施 (5)

3.1 支架和围岩的相互关系 (5)

3.2 巷道矿压控制方法及原理 (6)

3.3 冲击地压压及其控制 (6)

4 结论 (6)

参考文献 (7)

正文

摘要：通过对采场矿山压力呈现规律的研究,总结了对采场矿山压力的6种影响因素:自然条件的影响、开采深度的影响、生产条件对采场矿山压力的影响、工作面推进速度的影响、支护材料及顶板管理方法对矿山压力的影响、采空区处理方式对采场压力产生的影响。掌握对采场矿山压力的影响因素,对控制顶板具有非常大的意义。介绍了对采场矿山压力假说的探讨,提出了对软顶板、厚煤层顶板管理的建议。

关键词：矿山压力控制研究

1课程设计的目的

《矿山压力与岩层控制课程设计》是安全专业主干的课程的一个重要事件环节。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，为以后得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安全工程实际问题的能力。

2 对采场矿山压力的影响

2.1 生产条件对采场矿山压力的影响

采面矿山压力与采高控顶距的关系。直接顶下沉量应符合或接近于岩层整体移动曲线。由于L远大于S0,因此岩层移动曲线可近似于直线,控顶距为R处的顶板下沉量SR与岩层最终下沉关系值为:SR/R=S0/L,因此: SR = S0/L×R,SR=1/L×[(kp -kp’)/ (kp -1)]×m×R,令:1/L×[(kp -kp’)/ (kp -1)]=η,则S=ηmR。因此,

回采工作面顶板下沉量决定于采高和控顶距R的大小。采高越小,顶板下沉量越小,顶板也就比较稳定。采高越大,顶板下沉量越大,因而越不稳定。同理,采高越大,煤壁在受支撑压力的影响越不稳定,易于片帮,采高越小,煤壁也越稳定。

2.2 生产工艺过程对顶板下沉速度上的影响

通过观察范各庄矿几年来的顶板观测资料,可以得出:当顶板不受工序影响时,下沉速度是缓慢的,一般在5.84～8.1mm/h。割煤、放顶等工序对顶板的下沉及支柱的压力增长相对较快。(1)割煤。由观测资料的统计可知,顶板总下沉量的15%～45%是由于落煤过程造成的,采煤机割煤时大大的加大了暴露面积。因而, 机械接近某点时,该点的顶板下沉速度会逐渐增加, 当机械通过该点时顶板下沉速度最大,通过后下沉速度逐渐变小。如范各庄矿二采区采高为2.2m～2.4m,采用MLD2-170采煤机,滚筒直径1.25m,截深0.6m。单向割煤时顶板下沉情况见图1。

(2)放顶。放顶时产生的动力会促使顶板的下沉速度加快。根据观察统计资料,总下沉量的8%～30%是放顶引起的。这中间距放顶前6m和放顶后15m处对顶板下沉影响最大,但通过单体液压支柱的使用, 能大大改善原先摩擦支柱放顶时剧烈下沉的状况。另一方面, 原有落煤、放顶对矿山压力影响也较大。为此,落煤和放顶工作不能在同一地点进行,亦不能和其他工序同时间同地点进行。

2.3 工作面推进速度对矿山压力的影响

工作面推进速度的快慢会对采场矿山压力造成一定的影响。工作面推进速度越快,顶板下沉速度相应的也越快,但此时顶板的绝对下沉量和顶板传递给支柱的压力小,从而能提高顶板的稳定性。此外, 顶板的下沉与时间长短也有关系: 控制顶板时间越短,矿山压力移动越迅速,还能提高煤壁的完整程度以及采场在悬壁下的免压带范围。

2.4 开采深度对矿山压力的影响

随着开采深度的增大,顶板压力会逐渐增大,这是一般的推理,但目前生产实践中无规律可寻,有待于今后进一步观察和研究。

2.5 支护材料及顶板管理方法对矿山压力的影响

一般情况下支架的支撑能力根本不可能改变整个上复岩层的挠曲形状,同时也没有必要改变整个上复岩层的挠曲形状,为此支柱必须具备既有支撑而又可缩的性能。其中支撑是基本的,必须保证直接顶的完整和不离层；此外,可缩也是必须的, 但须与上复岩体挠曲度相适应。从十几年来各种支护材料的使用情况看,木柱的纵向可缩性能不适应,HZWA性支柱可缩量过大,HZJA型可缩性适宜,但支撑能力差。目前,使用单体液压支柱或液压支架是较为普及的方案,自从其普及使用以来, 顶板事故大大减少。

3 矿山压力的各种控制措施

3.1 支架和围岩的相互关系

对顶板的维护可以通过支架来调节来实现，顶板维护的基本原则是在确保顶板完整、安全地前提下，支架的支撑力越小越好。采煤工作面的支架阻力并不能阻止顶板下沉，但对顶板下沉能起延缓作用。支架受力的大小是支架与围岩相互共同作用的结果，通过调压实验可以得出，支架的工作阻力与顶板下沉量成双曲线关系。因此，支架应具备一定的工作阻力和可缩性能与顶板的下沉相适应。3.2 巷道矿压控制方法及原理

巷道围岩控制即控制巷道围岩的矿山压力和周边位移所采取的技术和方法的总和。其基本原理是根据巷道围岩应力、围岩强度以及它们之间相互关系，选择合适的巷道布置和保护及支护方式。降低围岩应力，增加围岩强度，改善围岩受

力条件和赋存环境，有效地控制围岩的变形、破坏。

巷道矿压得控制主要可从巷道卸压﹑提高围岩力学性能﹑改变围岩受力状态三个方面考虑巷道卸压是通过在巷道围岩中钻孔卸压、切槽卸压、宽面掘巷卸压以及在巷旁留专门的卸压空间等方法，使巷道围岩受到某种形式的不同程度的卸载。

提高围岩力学性能是通过注浆、锚杆支护、锚索支护、巷道周边喷浆、支架壁后充填、围岩疏干封闭等方法，提高围岩强度，优化围岩受力条件和赋存环境。改变围岩受力状态是通过架设支架对围岩施加径向力，既支撑松动塌落岩石，又能加大巷道的围压，保持围岩三向受力状态，，提高围岩强度，限制塑性变形区和破裂区的发展。

3.3 冲击地压压及其控制

冲击地压是煤矿开采中最严重的自然灾害之一。它以突然、急剧、猛烈的形式释放煤岩体变形能，煤岩体被抛出，造成支架损坏﹑片帮冒顶﹑巷道堵塞﹑伤及人员，并产生巨大的声响和岩体震动，震动时间从几秒到几十秒，冲出的煤岩从几吨到几百吨。

冲击地压的防治技术大体可分为两类：（1）区域性防治。①采用合理的开拓布置和开采方式；②开采保护层；③煤层预注水；④厚层坚硬顶板预处理。（2）局部性防治。①卸压爆破；②钻孔卸压；③诱发卸压。

4 结论

煤炭开采工作面矿山压力的影响因素:生产条件、工作面推进速度、开采深度和支护材料及顶板管理方法。通过本文的研究可以知道: (1)不同高度的煤层,应根据顶底板的岩性合理的选择采煤高度和控顶距的大小。(2)控顶距的大小会直接影

响到工作面的顶板管理。(3)根据采煤工作面顶板岩性和煤层厚度,适当提高工作面的推进速度, 缩短每一个循环的间隔时间,减小顶板的下沉速度。(4)煤层倾角的大小,对采煤工作面矿山压力的影响是非常明显的,煤层倾角越大,顶板三量影响越小,煤层倾角越小, 顶板三量影响越大。(5)改变支护形式提高支护强度是遏制顶板下沉的最有效途径。

参考文献：

[1] 钱鸣高,石平五.矿山压力与岩层控制[M].中国矿业大学出版社,2003.

[2] 姜福兴,王同旭,等.矿山压力与岩层控制[M].煤炭工业出版社,2004.

[3] 谭云亮，吴士良，等.矿山压力与岩层控制[M].煤炭工业出版社,2008.

[4] 刘鸿文.材料力学[M].高等教育出版社,2004.

[5] 赵宏珠.浅埋采动煤层工作面矿压规律研究[J].矿山压力与顶板管理,1996(2).

[6] 黄庆享,钱鸣高,石平五.浅埋煤层老顶周期来压的结构分析[ J ] . 煤炭学报, 1999,24(6)

矿山压力课程设计

矿山压力课程设计文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）

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 目录

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）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

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，中部夹厚泥岩，赋存稳定，变异系数为%，可采 指数为。煤的容重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~，平均，煤层倾角为 1~14o，平均5°。工业储量，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；直接顶为灰黑色层理发育的砂质泥岩，层厚；老顶为浅灰色的坚硬中粒砂岩，成份以石 英，长石为主，层厚；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；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。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/m3）C30砂质泥岩27280 C29细粒砂岩27640 C28砂质泥岩27280 C27砂岩层27630 C26砂质泥岩27280 C25细粒砂岩127640 C24泥岩1827420 C23砂质泥岩27280 C22细粒砂岩27640 C21泥岩1827420 C20砂质泥岩27280 C19细粒砂岩27640 C18泥质砂岩327280 C17细粒砂岩27640

矿山压力课后答案

矿山压力与控制课后题参考答案 矿山压力：开掘巷道或进行回采工作时，破坏了原来的应力平衡状态，引起岩体内部的应力重新分布，直至形成新的平衡状态。这种由于矿山开采活动的影响，在巷硐周围岩体中形成的和作用在巷硐支护物上的力定义为矿山压力。 矿山压力显现：在矿山压力作用下，会引起各种力学现象，如岩体的变形、破坏、塌落，支护物的变形、破坏、折损，以及在掩体中产生的动力现象。这些由于矿山压力作用使巷硐周围岩体和支护物产生的种种力学现象，统称为矿山压力显现。 矿山压力控制：为使矿山压力显现不致影响采矿工作正常进行和保障安全生产、必须采取各种技术措施吧矿山压力显现控制在一定范围内。对于有利于采矿生产的矿山压力也应当合理利用，所有减轻、调节、改变和利用矿山压力作用的各种方法，均叫做矿山压力控制。 原岩应力：存在于地层中未受工程扰动的天然应力称为原岩应力，也称为岩体初始应绝对应力或地应力。 支承压力：在岩体内开掘巷道后，巷道围岩必然出现应力重新分布，一般将巷道两侧改变后的切应力增高部分称为支撑应力。 老顶：通常吧位于直接顶之上（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。 直接顶：一般把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。直接顶初次垮落：煤层开采后，将首先引起直接顶的垮落。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。直接顶的第一次大面积垮落称为直接顶初次垮落。 顶板下沉量：一般指煤壁到采空区边缘裸露的顶底板相对移近量。随着工作面推进，顶底板处于不断引进的状态。由于在缓斜及倾斜工作面底板鼓起量比较小，因而常常可以忽略不计，为此顶底板移近量简称为顶底板下沉量。 老顶初次来压：当老顶悬露达到极限跨距时，老顶断裂形成三铰拱式的平衡，同时发生已破断的岩块回转失稳（变形失稳）。有时可能伴随滑落失稳（顶板的台阶下沉），从而导致工作面顶板的急剧下沉。此时，工作面支架呈现受力普遍加大现象。即称为老顶的初次来压。 周期来压：随着回采工作面的推进，在老顶初次来压以后，裂隙带岩层形成的结构将始终经历“稳定-失稳-稳定”的变化，这种变化将呈现周而复始的过程。由于结构的失稳导致了工作面顶板的来压，这种来压也将随着工作面的推进而呈周期性出现。因此，由于裂隙带岩层周期性失稳而引起的顶板来压现象称之为工作面顶板的周期来压。 关键层：在直接顶上方存在厚度不等、强度不同的多层岩层。其中一层至数层厚硬岩层在采场上覆岩层活动中起主要的控制作用。将对采场上覆岩层局部或直至地表的全部岩层活动起控制作用的岩层称为关键层。 沿空留巷：沿空留巷是在上区段工作面采过后，通过加强支护或采用其他有效方法，将上区段工作面运输平巷保留下来，供下区段工作面回采时作为回风平巷。沿空掘巷：巷道一侧为煤体另一侧为采空区，如果采空区一侧采动影响已经稳定后，沿采空区边缘掘进的巷道称为煤体－无煤柱（沿空掘进）巷道。 锚固力：锚杆对围岩的约束力。（1）根据锚杆对围岩的约束力方式定义锚固力可分为托锚力、粘锚力、切向锚固力；（2）根据锚杆的锚固作用阶段定义锚固力可分为初锚力、工作锚固力、残余锚固力。

矿山压力与岩层控制复习题及答案

1、矿山压力：由于矿山开采活动的影响，在巷道周围岩体中形成的和作用在巷道支护物上的力定义为矿山压力，（1） 2、矿山压力显现：由于矿山压力作用使巷道周围岩体和支护物产生的种种力学现象，统称为矿山压力显现。（1） 3、矿山压力控制：所有减轻、调节、改变和利用矿山压力作用的各种方法叫矿山压力控制。（1） 4、原岩应力：存在于地层中未受工程扰动的天然应力称为原岩应力，也称为岩体初始应力、绝对应力或地应力。（40） 5、支承压力：在岩体内开掘巷道后，巷道围岩必然出现应力重新分布，一般将巷道两侧改变后的切向应力增高部分称为支承压力。(58) 6、老顶：通常把位于直接顶之上(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。（65） 7、直接顶：一般把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。（65） 8、直接顶初次垮落：煤层开采后，将首先引起直接顶的垮落,回采工作面从开切眼开始向前推进，直接顶悬露面积增大,当达到其极限垮距时开始垮落。直接顶的第一次大面积垮落称为直接顶初次垮落。（70） 9、顶板下沉量：一般指煤壁到采空区边缘裸露的顶底板相对移近量。（98） 10、老顶初次来压：当老顶悬露达到极限跨距时，老顶断裂形成三铰拱式的平衡，同时发生已破断的岩块回转失稳(变形失稳)，有时可能伴随滑落失稳(顶板的台阶下沉)，如图4—3所示，从而导致工作面顶板的急剧下

沉。此时，工作面支架呈现受力普遍加大现象，即称为老顶的初次来压。（99） 11、周期来压：由于裂隙带岩层周期性失稳而引起的顶板来压现象称之为工作面顶板的周期来压。（101） 12、关键层：将对采场上覆岩层局部或直至地表的全部岩层活动起控制作用的岩层称为关键层。（174） 13、开采沉陷：煤层开采后，采空区周围原有的应力平衡受到破坏，引起应力的重新分布从而引起岩层的变形、破坏与移动，并由上向下发展至地表引起地表的移动，这一现象称为开采沉陷。（p177） 14、充分采动与非充分采动（177）当采空区尺寸（长度和宽度）相当大时，地表最大下沉值达到该地质条件下应有的最大值，此时的采动称为充分采动。未达到充分采动的称为非充分采动。． 地表下沉边界和采空区边界的连线与水平线在煤柱一侧的夹角:：15、岩层移动角称为岩层移动角。将相邻区段巷道保留下来，沿空留巷：如果通过加强支护或采用其他有效方法，17、）(供本区段工作面回采时使用的巷道，称为沿空保留煤体—无煤柱)巷道。（203：巷道一侧为煤体，另一侧为采空区，如果采空区一侧采动影响已经、沿空掘巷18 ）(煤体—无煤柱)巷道（203稳定后，沿采空区边缘掘进的巷道称为沿空掘进 19、锚固力：为锚杆对围岩的约束力。（242）、软岩：分为地质软岩和工程软岩。（256）20：顶板大面积来压主要是由于坚硬顶板被采空的面积超过一定21、顶板大面积来压的极限值，引起大面积冒落而成的剧烈动压现象。：通常将具有浅埋深，基岩薄，上覆厚松散层赋存特征的煤层称为浅、

矿山机械设备都有什么

近几年，随着经济建设的不断发展，矿山机械设备的需求也不断增加，因此，生产的厂家也是越来越多，其种类、型号也是五花八门。但就目前市场而言，比较常用的矿山机械设备一般为三种，即砂石设备、选矿设备和磨粉设备三类，下面我们就来探究一些该设备具体包括哪些吧。 一、砂石设备 1、颚式破碎机 是目前市场上应用广泛的一种破碎设备，同时也是早出现的一款设备，具有画报，便于操作以及可满足不同用户对产品粒度要求等优点。 2、反击式破碎机 是矿山行业经常用到的破碎机，主要用于物料的中级破碎作业，破碎效果非常显著，并具有较强的抗冲击、抗磨损能力以及成品粒度好等优点。 3、圆锥破碎机 圆锥破碎机其实和反击式破碎机一样，同样作为中级破碎设备用在矿山行业中，该设备根据不同的破碎原理和产品粒度大小的不同，又可分为很多种类型，

每种类型的破碎机性能都占有一定的优势。 4、冲击式破碎机 主要作为细碎设备用在矿山行业中，又可称为制砂机，是目前市场上实用、安全性高的设备。 二、选矿设备 1、球磨机 主要是对破碎过的物料再进行下一步的破碎，破碎效果非常好，广泛用于在建筑、水泥、耐火材料等行业领域。 2、磁选机 主要适用于粒度在3mm以下的物料的湿式磁选设备，有时候也可用于煤、非金属矿等的除铁作业。 3、浮选机 要用于有色金属的选别作业，还可用于非金属的选别。

三、磨粉设备 1、雷蒙磨粉机 常用的磨粉设备，主要用于物料的细粉加工。 2、高强磨粉机 又可称为高强磨，是一种新型高效的磨粉设备，型号有很多种，同样适用于物料的细粉加工。 以上就是常用矿山机械设备的一些简单介绍，希望对大家进一步的了解有所帮助。

矿山压力与岩层控制的课程设计

目录 摘要 (3) 1 课程设计的目的 (3) 2 对采场矿山压力影响因素的探讨 (3) 2.1 生产条件对采场矿山压力的影响 (4) 2.2 生产工艺过程对顶板下沉速度上的影响 (4) 2.3工作面推进速度对矿山压力的影响 (4) 2.4 开采深度对矿山压力的影响 (4) 2.5 支护材料及顶板管理方法对矿山压力的影响 (5) 3 矿山压力的各种控制措施 (5) 3.1 支架和围岩的相互关系 (5) 3.2 巷道矿压控制方法及原理 (6) 3.3 冲击地压压及其控制 (6) 4 结论 (6) 参考文献 (7)

正文 摘要：通过对采场矿山压力呈现规律的研究,总结了对采场矿山压力的6种影响因素:自然条件的影响、开采深度的影响、生产条件对采场矿山压力的影响、工作面推进速度的影响、支护材料及顶板管理方法对矿山压力的影响、采空区处理方式对采场压力产生的影响。掌握对采场矿山压力的影响因素,对控制顶板具有非常大的意义。介绍了对采场矿山压力假说的探讨,提出了对软顶板、厚煤层顶板管理的建议。 关键词：矿山压力控制研究 1课程设计的目的 《矿山压力与岩层控制课程设计》是安全专业主干的课程的一个重要事件环节。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，为以后得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安全工程实际问题的能力。 2 对采场矿山压力的影响 2.1 生产条件对采场矿山压力的影响 采面矿山压力与采高控顶距的关系。直接顶下沉量应符合或接近于岩层整体移动曲线。由于L远大于S0,因此岩层移动曲线可近似于直线,控顶距为R处的顶板下沉量SR与岩层最终下沉关系值为:SR/R=S0/L,因此: SR = S0/L×R,SR=1/L×[(kp -kp’)/ (kp -1)]×m×R,令:1/L×[(kp -kp’)/ (kp -1)]=η,则S=ηmR。因此,

矿山压力与岩层控制模拟试题及答案.

一、名词解释：（每题2分，共20分） 1、矿山压力 2、岩石的孔隙度 3、泊松比 4、流变 5、蠕变 6、原岩应力 7、支承压力 8、回采工作面 9、初次来压 10、砌体梁 二、填空题：（每空1分，共10分） 1、根据回采工作面前后的应力分布情况，可将工作面前后划分为减压区、 和 。 2、根据破断的程度，回采工作面上覆岩层可分为 和 。 3、采空区处理方法有煤柱支撑法， ， 和 。 4、直接顶的完整程度取决于 ， 。 5、初撑力是指 。 三、简答题：（8题任选6题，每题5分，共30分） 1、对原岩应力状态有哪几种假说？ 2、岩石的孔隙性、孔隙度和孔隙比有什么不同？ 3、煤层开采后，上覆岩层按破坏方式可以分为哪几个区？ 4、采区平道矿压显现沿走向要经历那几个阶段？ 5、影响回采工作面矿山压力显现的主要因素有哪些？ 6、简述回采工作面支架与围岩关系的特点。 7、简述采区巷道支护的主要形式。 8、什么叫煤矿动压现象？ 四、计算题（每题5分，共10分） 1、某回采工作面煤层采高m ＝2.5m ，直接顶为粘土页岩，其总厚度∑h ＝8m ，直接顶的破碎膨胀系数Kp ＝1.4，试问煤层开采后，破碎的直接顶岩石能否充满采空区？ 2、某矿取页岩岩样3块，作成直径cm 5，长cm 10的标准试件3块，分别做00065,55,45的抗剪强度试验，施加的最大载荷相应为kN kN kN 65.9126.17、、，求页岩的内聚力C 和内摩擦角 。 五、论述题：（4题任选3题，每题10分，共30分） 1、画出岩体的应力应变全程曲线，并简述该过程。 2、莫尔强度理论和格里菲斯强度理论提出的基本思想是什么？它们本质上有什

矿山压力和岩层控制

《矿山压力与岩层控制》课程教学大纲 课程中文名称：矿山压力与岩层控制 课程英文名称：Mine Pressure and Strata control 课程类别：专业基础课 课程归属单位： 制定时间：2013年3月18日 一、课程的性质、任务 1. 课程设置的性质、任务 《矿山压力及岩层控制》是研究煤矿开采过程中矿山压力分布及其显现规律，探讨矿山压力控制措施和控制方法的一门工程技术学科，是采矿工程专业学生的主要专业课，也是其它井下工程类专业的专业基础课程。通过对本门课程的学习，要求对煤矿中采场和采区巷道周围煤(岩)体内矿山压力分布及其显现有比较完整的认识和了解，基本掌握控制采场和井下巷道矿山压力的方法和措施。结合实验课和实践性教学，使学生得到有关研究和解决煤矿生产现场矿山压力问题基本技能的训练。 2. 通过教学达到下列基本要求 通过本课程的教学，一方面使学生掌握有关矿山压力及其控制的基本概念、巷道围岩变形、应力、破坏的分布规律、采场周围的应力分布状态、采场顶底板的变形破坏规律、工作面来压规律及确定方法、巷道与采场的围岩控制理论与控制方法、煤矿动压现象、矿山压力测试技术；另一方面使学生达到能够根据具体条件，进行采场和巷道围岩控制设计、解决有关矿山压力控制方面问题的能力。 3. 专业和学时数 采矿工程专业、矿井通风与安全专业、岩土工程专业，共56学时 4. 与其它课程的关系 ⑴ 《煤矿地质学》、《矿山岩体力学》、《煤矿通风与安全》、《采掘机械》在本课程之前教授； ⑵ 本课程应在《开采方法》、《井巷工程》之前或同时讲授； 5. 教材与参考资料 (1)《矿山压力与岩层控制》蒋金泉王国际等编 (2)《矿山压力及岩层控制》钱鸣高、石平五等编 (3)《矿山压力及岩层控制》姜福兴等编

矿山压力课程设计

矿山压力课程设计 Prepared on 22 November 2020

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 目录

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）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

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，中部夹厚泥岩，赋存稳定，变异系数为%，可采指数为。煤的容重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~，平均，煤层倾角为1~14o，平均5°。工业储量，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；直接顶为灰黑色层理发育的砂质泥岩，层厚；老顶为浅灰色的坚硬中粒砂岩，成份以石英，长石为主，层厚；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；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。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/m3）C30 砂质泥岩27280 C29 细粒砂岩27640 C28 砂质泥岩27280 C27 砂岩层27630 C26 砂质泥岩27280 C25 细粒砂岩 1 27640 C24 泥岩18 27420 C23 砂质泥岩27280 C22 细粒砂岩27640 C21 泥岩18 27420 C20 砂质泥岩27280 C19 细粒砂岩27640 C18 泥质砂岩 3 27280 C17 细粒砂岩27640 C16 泥岩18 27420 C15 砂质泥岩27280 C14 细粒砂岩27640

矿山压力与岩层控制

矿山压力与岩层控制 1.名词解释 1.矿山压力: 由于矿山开采活动的影响,在巷硐周围岩体中形成的和作用在巷硐支护物上的力; 2.矿山压力显现: 由于矿山压力作用使巷硐周围岩体和支护物产生的种种力学现象; 4.原岩应力:未受开采影响的岩体内，由于岩体自重和构造运动等原因引起的应力; 4.支撑压力:回采空间周围煤岩体内应力增高区的切向应力; 5.周期来压: 老顶平衡结构周期性失稳而施加给工作面以大型压力的过程 6.初次来压: 老顶平衡结构第一次失稳而施加给工作面以大型压力的过程 7.砌体梁: 工作面上下两区破断的岩块咬合形成的外表似梁，实质是拱的平衡结构 8.关键层:对采场上覆岩层局部或直至地表的全部岩层活动起主要控制作用的岩层 9.冲击地压: 聚集在矿井巷道和采场周围岩体中的能量突然释放，在井巷发生爆炸性事故，产生的动力将煤岩抛向巷道，同时发出强烈声响，造成煤岩体振动和煤岩体破坏，支架与设备损坏，人员伤亡，部分巷道垮落破坏的力学现象。 10.底板比压:底板单位面积所受支架的压力 11.回采工作面:在煤层或矿床的开采过程中，直接进行采煤或采有用矿物的工作空间 2.简答题 1.原岩应力分布规律 答：(1)实测铅直应力基本上等于上覆岩层重量； (2)水平应力普遍大于铅直应力；

(3)平均水平应力与铅直应力的比值随深度增加而减小； (4)最大水平主应力和最小水平主应力一般相差较大。2.绘图说明横三区/竖三带 三区：A煤壁支撑影响区B离层区：C重新压实区： 三带：I垮落带：II裂隙带III弯曲带 (硬度越高,三带发育越好)(自下至上) 3.绘图说明支柱特性工作 支柱力学特性——受顶板压力作用，支柱变形（下缩）性质。

采煤矿工程培训课程设计

采06级课程设计说明书 学校：河北工程大学 学院：资源学院 专业班级：采矿（1）班 姓名：周万存 指导教师：李新旺 设计日期：2010.01.20 目录 第一章：课程设计大纲 (2) 第二章：采区开采范围及地质情况 (3) 第三章：采区工业和可采储量 (6) 第四章：采区巷道布置 (8) 第五章：采煤方法及回采工艺 (14) 第六章：采区生产能力及服务年限 (18) 第七章：采区巷道断面设计 (21) 第八章：采区生产系统及设备 (27) 第九章：采区主要经济技术指标 (35) 第十章：安全措施 (36)

第一章课程设计大纲 一、实践课程的性质、目的与任务 采矿工程专业课程设计是采矿工程专业学生一项实践性的教学环节。是在“矿山压力及其控制”、“井巷工程”、“采煤方法”、“矿井设计”等课程的理论教学和生产实习的基础上，通过采区设计把理论知识融会贯通于实践的综合性的教学过程。 通过采区设计要达到下列目的： 1.系统地灵活运用和巩固所学的理论知识； 2.掌握采区开采设计的步骤和方法； 3.提高和培养学生文字编写、绘图、计算和分析问题、解决问题的能力。 本课程设计的主要任务是： 1.编写采区设计说明书一份（30～50页）； 2.设计图纸部分： ①采区巷道布置平、剖面图（平面图1：2000，剖面图1：1000）； ②工作面布置图（平面图1：100或1：200，剖面图1：100或1：50），其中附工作面循环作业图表、工作面技术经济指标表及工人出勤表； 二、课程设计的基本要求 1.加深对采矿工程专业所学理论的认识和理解，提高对就业岗位的感性认识； 2.使学生在课程设计过程中，独立完成教学要求，提高设计工作能力； 3.使学生能熟练采区设计内容级步骤，提高和培养学生文字编写、绘图、计算和分析问题、解决问题的能力。 第二章采区开采范围及地质情况 一. 采区的位置及开采范围 本采区位于河北某矿4采区（二水平），走向长度2125m，倾向长度1150m/cos13°=1185m。煤层面积2518125m2. 二. 采区地质 1、地质构造： 本井田储量丰富、地质构造中等，井田为单斜构造，以断裂构造为主。矿井地质构造简单。地层走向为34 o，倾向向东南倾斜，倾角10o—15o。其特点是断层少，褶曲起伏变化较小，对开采影响不大；对矿井开采，尤其是初期开采影响很小。 2、煤层 本井田共有3个煤层，煤层总厚17.44m，含煤系数为8.7%。不稳定的煤层为10、11、12号煤层，详见可采煤层特征表。 表1

采场矿山压力及其控制方法(标准版)

Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 采场矿山压力及其控制方法(标 准版)

采场矿山压力及其控制方法(标准版)导语：做好准备和保护，以应付攻击或者避免受害，从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见，安全是目的，防范是手段，通过防范的手段达到或实现安全的目的，就是安全防范的基本内涵。 1.回采工作面矿山压力的基本概念 在矿体没有开采之前，岩体处于平衡状态。当矿体开采后，形成了地下空间，破坏了岩体的原始应力，引起岩体应力重新分布，并一直延续到岩体内形成新的平衡为止。在应力重新分布过程中，使围岩产生变形、移动、破坏，从而对工作面、巷道及围岩产生压力。通常把由开采过程而引起的岩移运动对支架围岩所产生的作用力，称为矿山压力。 在矿山压力作用下所引起的一系列力学现象，如顶板下沉和垮落、底板鼓起、片帮、支架变形和损坏、充填物下沉压缩、煤岩层和地表移动、露天矿边坡滑移、冲击地压、煤与瓦斯突出等现象，均称之为矿山压力显现。因此，矿山压力显现是矿山压力作用的结果和外部表现。 2.煤矿直接顶稳定性分类与老顶压力显现强度分级 直接顶是指直接位于煤层之上的易垮落岩层。煤矿直接顶稳定性

矿山压力与岩层控制习题答案

矿山压力与岩层控制习题答案 一、名词解释： 1、老顶：通常把位于直接顶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。 2、顶板下沉量：一般指煤壁到采空区边缘裸露的顶底板的相对移近量，顶底板的相对移近量。 3、原岩应力：存在于地层中未受工程扰动的天然应力称为原岩应力。 4、周期来压：由于裂隙带岩层周期性失稳而引起的顶板来亚现象称 为工作面顶板的周期来压。 5、回采工作面：在煤层或矿床的开采过程中，一般把直接进行采煤 或采有用矿物的空间称为回采工作面，简称采场。 6、直接顶：一般把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。 7、矿山压力：由于矿山开采活动的影响，在巷硐周围岩体中形成和 作用在巷硐支护物上的力定义为矿山压力。 8、矿山压力显现：由于矿山压力作用使巷硐周围岩体和支护物产生 的种种力学现象统称为矿山压力显现。 9、矿山压力控制：所有减轻，调节，改变和利用矿山作用的各种方法，均叫做矿山压力控制。 10、老顶初次来压：当老顶悬露达到极限跨距时，老顶断裂形成三铰拱式的平衡，同时发生已破断的岩块回转失稳有时可能伴随滑落失稳，

从而导致工作面顶板急剧下沉，此时，工作面支架呈现受力普遍21 / 1 加大的现象称为老顶初次来压。 11、支承压力：在岩体内开掘巷道后，巷道围岩必然出现应力重新分布，一般将巷道两侧改变后的切向应力增高部分称为之承压力。12、关键层：将对上覆岩层局部或直至地表的全部岩层活动起控制作用的岩层称为关键层。 13、冲击能指数：在单轴压缩状态下，煤样全“应力---应变”曲线峰值C前所积聚的变形能Es与峰值后所消耗的变形能Ex之比值。13、沿空留巷：在上区段工作面采过后，通过加强支护或采用其他有效方法，将上区段工作面运输平巷保留下来，供下区段工作面回采时作为回风平巷。 14、沿空掘巷：回采工作面采过后，沿采空区边缘掘进的巷道。 15、软岩：是一种特定环境下的具有显著塑性变形的复杂岩石力学介质。 16、底鼓：底板向上鼓起的现象。 17、煤矿动压现象：煤矿开采过程中，在高应力状况下积聚有大量弹性能的煤或岩体在一定的条件下发生破坏，冒落或抛出，使能量突然释放，呈现声响，震动以及气浪等明显的动力效应，这些现象通称为煤矿动压现象。它有三种形式：冲击矿压，顶板大面积来压，煤与瓦斯突出。 18、冲击矿压：冲击矿压是聚积在矿井巷道和采场周围煤岩体中的能量突然释放，在井巷发生爆炸性事故，产生的动力将煤岩抛向巷道，

矿井防灭火课程设计

前言 一、矿井防灭火与灌浆系统课程设计概述 1、矿井防灭火与灌浆系统课程设计的目的 进行《矿井防灭火与灌浆系统》课程设计，是学生学习该课程理论学习结束后，进行的一项实践性教学环节，是课程体系的重要组成部分。其目的是通过课程设计加深对《矿井火灾防治理论与技术》和其他课程所学专业理论知识的理解。综合应用理论解决实际问题，培养学生计算、绘图和设计的能力，为毕业设计奠定基础。 2、进行矿井灌浆灭火系统设计的目的和作用 2.1 进行矿井灌浆灭火系统设计的目的： 《煤矿安全规程》第二百三十二条规定：开采容易自燃和自燃的煤层时，必须对采空区、突出和冒落孔洞等空隙采取预防性灌浆或全部充填、喷洒阻化剂、注阻化泥浆、注凝胶、注惰性气体、均压等措施，编制相应的防灭火设计，防止自然发火。在矿井设计、延伸、新水平、新采区设计时，应同时设计相应的预防性灌浆系统。 2.2进行矿井灌浆灭火系统设计的作用 预防性灌浆：将水与浆材作适当配合制成浆液，借助输浆设备送到可能发生自燃发火的地点，防止煤炭的自燃。泥浆起到三个作用： ⑴包裹煤体，隔绝煤与空气的接触，防止氧化； ⑵加强采空区的致密性，防止漏风；

⑶冷却已发热的煤体与围岩，降低温度。 二、课程设计的任务 根据课程设计大纲的要求，对龙口矿业集团公司梁家煤矿矿井进行预防性灌浆防火设计，具体内容包括： 1、说明防火灌浆设计依据及基础资料 2、确定灌浆系统与灌浆参数 3、防火灌浆设计计算 4、灌浆管道系统设计 5、灌浆泵设计 6、水枪设计 7、灌浆站及主要设施设计 三、设计课题名称 龙口矿业集团公司梁家煤矿——矿井预防性灌浆防火设计

梁家煤矿矿井预防性灌浆防火 课程设计 1 防火灌浆设计依据及基础资料 1.1煤层赋存条件 1.1.1煤系地层及煤层数 龙口矿业集团公司梁家煤矿设计生产能力180万t／a，位于山东省龙口市黄县煤田西北隅，井田范围由国土资源部以国地资矿通字20001130号文批复，由1-41号矿界坐标点顺序圈定，西至龙口渤海，北以1-10号矿界坐标点与梁家煤矿相邻，东北以10-17号矿界坐标点与桑园煤矿分界，至20号勘探线，南以F13、F14，F40，F43、F59，断层及煤2-800m等高线为界。井田面积：东西长约9-9.5km，南北宽约3-6.1km，面积约48km。 烟(台)潍(坊)公路横贯井田中部，西南至潍坊167km，东至烟台1l4.5km，分别与胶济铁路、蓝烟铁路相接，可通达全国各地。井田西端龙口港可通烟台、天津、大连等城市，水陆交通十分便利。 井田内为山前冲积平原，地形平坦，地面标高0～+27m，由西北向东南逐渐增高，地形的自然坡度一般为千分之三左右。 梁家煤矿下第三系煤系地层总厚度为1095m，含煤地层平均总厚

矿山压力及控制习题参考答案

一`名词解释 1矿山压力：由于在地下煤岩中进行采掘活动而在井巷、硐室及回采工作面周围煤、岩 体中和其中支护物上所引起的力。 2矿压显现：由于矿山压力作用，使围岩、煤体和各种人工支撑物产生的种种力学现象， 统称为“矿山压力显现”。 3矿山压力控制：所有人为地调节、改变和利用矿山压力作用的各种措施，叫做矿山压 力控制（简称为“矿压控制”） 4伪 顶：在煤层与直接顶之间有时存在厚度小于0.3至0.5m 极易垮落的软弱岩层。 5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。 6老 顶：位于直接顶上方厚而坚硬的岩层。 7老顶初次来压步距：由开切眼到初次来压时工作面推进的距离。 8 老顶的周期来压步距;两次来压期间工作面推进的距离。 9沿空掘巷：在上一区段工作面运输平巷废弃后，待采空区上覆岩层移动基本稳定后，沿被 废弃的巷道边缘，掘进下一工作面的区段回风平巷称为沿空掘巷。 10沿空留巷：在上区段工作面采过后，通过加强支护或采用其他有效方法，将上区段工作 面运输平巷保留下来，作为下区段工作面的回采时的回风平巷称为沿空留巷。 11端面破碎度：支架前梁端部到煤壁间顶板破碎的程度。 12冲击地压:也称岩爆，发生在煤矿中一般叫冲击地压，发生在岩层中叫岩爆。它是一种岩 体中聚积的弹性变形势能在一定条件下的突然猛烈释放，导致岩石爆裂并弹射出来的现象。 二、问答题 1、绘制侧压系数λ=0,71,31,2 1,1时圆孔巷道周围的应力分布图，并叙 述应力分布的特征。 特征： 1）圆孔周围应力集中是局部的，应力集中程度随远离孔而减弱，并趋于原始应 力； 2）圆孔周边应力集中系数随围压增大而有所减弱； 3）当λ＜1/3时，沿最大主应 力方向，孔周边一定范围内存在切向拉应力；当λ≥1/3时，围岩周边不产生切向拉应 力； 4）当λ=0时，沿最大主应力方向，孔周边一定范围内存在径向拉应力。

矿山压力与压力控制

矿山压力与压力控制习题 绪论 1、顶板事故频繁发生的基本原因是什么? 答：顶板事故频繁发生的基本原因是： （1）没有很好地研究和掌握各个具体煤层需要控制的岩层范围及其运动的规律（包括运动发生的时间和条件等），顶板控制设计缺少基础； 2）没有深入地研究和掌握各种类型支架的特性，特别是在生产现场所能达到的实际支撑能力。没有解决好针对具体煤层条件选好和用好支护手段方面的问题； 3）没有更好地揭示支架与顶板运动间的关系，达到正确合理的选择控制方案。 2、矿山压力与岩层控制研究的主要任务是什么? 答、矿山压力与岩层控制研究的主要任务为： （1）研究随采场推进在其周围煤层及岩层中重新分布的应力（包括应力大小及方向等）及其发展变化的规律。该应力的存在和变化是煤及岩层变形、破坏和位移的根源，也是采场及周围巷道支架上压力显现的条件。 搞清分布在煤层及各个岩层上的应力状况，揭示它们随采场推进及岩层运动而变化的规律，是采场矿山压力研究的重点。 （2）研究采场支架上显现的压力及其控制方法。包括压力的来源、压力大小及与上覆岩层运动间的关系、正确的控制设计方法等。 （3）研究在采场周围不同部位开掘和维护的巷道的矿山压力显现及其控制办法。包括不同时间开掘的巷道压力的来源、巷道支架上显现的压力大小及其影响因素、以及支架与围岩运动间的关系等。 （4）控制采动岩层活动的主要因素分析。从十分复杂的采动岩层活动中建立采动岩层的结构力学模型，从而展开对采场顶板矿压、采场突水、岩层移动及地表沉陷规律等进行系统描述。 （5）深部开采时采场支承压力分布、岩层结构及运动特点、围岩大变形的控制机制等。 3、矿山压力与岩层控制研究历史上主要存在几种假说？并叙述各假说的内容及优缺点？ 答：（1）掩护“拱”假说 掩护拱假说的基本观点是：①采动形成的工作空间是在一种“拱”的结构掩护之下；② “拱”结构承担上覆岩层的重量，通过拱脚传递到煤层及岩体上的压力及由此在煤及岩体中形成的应力，是煤及岩层破坏的原因，也是“拱”结构本身向外扩展的条件；③采场空间的支护仅承受拱内已破坏岩层的岩重，支架是在由“拱”的结构尺寸所圈定的破碎岩石荷重下工作—即在一定的载荷条件下工作，支架上显现的压力

矿山压力课程设计

矿山压力课程设计 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

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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）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

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，中部夹厚泥岩，赋存稳定，变异系数为%，可采指数为。煤的容重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~，平均，煤层倾角为1~14o，平均5°。工业储量，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；直接顶为灰黑色层理发育的砂质泥岩，层厚；老顶为浅灰色的坚硬中粒砂岩，成份以石英，长石为主，层厚；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；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。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/m3）C30 砂质泥岩27280 C29 细粒砂岩27640 C28 砂质泥岩27280 C27 砂岩层27630 C26 砂质泥岩27280 C25 细粒砂岩 1 27640 C24 泥岩18 27420 C23 砂质泥岩27280 C22 细粒砂岩27640 C21 泥岩18 27420 C20 砂质泥岩27280 C19 细粒砂岩27640 C18 泥质砂岩 3 27280 C17 细粒砂岩27640 C16 泥岩18 27420 C15 砂质泥岩27280 C14 细粒砂岩27640

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

2015.6.22 目录 矿山压力与岩层控制课程设计 (3) 1 课程设计的目的 (3) 2 课程设计的内容 (3) 3 课程设计资料 (3) 3.1 工作面地质条件 (3) 3.2 工作面生产技术条件 (5) 3.3 其它参数 (5) 一．依据岩层控制的关键层理论，确定主、亚关键层位置； (6) 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 (11) 2.1直接顶初次跨落步距： (11) 2.2老顶初次断裂步距如下： (12) 2.3老顶初次断裂步距如下： (14) 三:结合三铰拱平衡理论，计算上覆岩层“三带”中垮落带高度； (15) (15) 1：什么是三铰拱平衡理论？ 四：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； (16) 1 液压支架的基本形式 (16) 2.1 顶底板性质 (16) 2.2 煤层条件 (18) 2.3 经济成本 (19) 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。 (22)

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，

矿山压力与岩层控制重点总结

矿山压力与岩层控制重点总结 一、 1、矿山压力与岩层控制的研究方法有：理论研究，实验室实验，现场测试等不同形式的研究。 2、矿山压力与岩层控制的解析方法主要通过力学模型，利用平衡条件、本构方程、变形条件，破坏判据和边界条件求解其应力，变形和破坏条件。 3、矿山压力检测中采场主要检测顶底板移近量、支架阻力、活柱下缩量和顶板破碎度。 4、矿山压力检测中，巷道主要检测顶底板移近量、支架变形、围岩应力分布和岩层内部移动规律。 5、岩石密度分为：天然密度、饱和密度、干密度。 6、岩石变形指标一般有：泊松比、弹性模量、体积变形量。 7、原岩应力场主要由：重力应力场和构造应力场组成。 8、两个大小不同的圆孔叠加时，大孔对小孔的应力影响较大，而小孔对大孔的影响较小。 9、支撑压力指采场周围或巷道两侧的全部切向应力（或者竖直应力） 10、早期采场上覆盖岩层活动规律的假说有：压力拱假说，悬臂梁假说，铰接岩块假说，预成裂隙假说。 11、砌体梁结构模型中：A 块为煤壁支撑区，B 块为离层区，C 块为重新压实区；Ⅰ为垮落带，Ⅱ为裂缝带，Ⅲ为弯曲下沉带。 12、按直接顶稳定性分类：直接顶可分为：破碎顶板，中等稳定顶板，完整顶板。 13、目前所使用的支柱的工作特性有以下几种：急增阻式，微増阻式，恒阻式。 14、液压支柱单独与顶梁配合支护顶板称为单体液压支架，与顶梁，底座，移架千斤顶组合液压自移支架。 15、岩层与地表移动会导致其产生竖直方向和水平方向的位移，前者称为下沉，后者称为水平位移。 16、根据采空区上覆岩层的破坏程度，可分为三带：垮落带，裂缝带，弯曲下沉带。垮落带和裂缝带合两带，又称为导水裂缝带。 17、两带（冒落带与裂隙带）与煤层采高有关，对于软弱岩层，两带高度为采高的9至12倍，中硬岩层为采高的12至18倍，坚硬岩层为采高的18至28倍。 18、圆形巷道按切向应力分，可分为A 破裂区，B 塑性区，C 弹性区，D 原始应力区 19、煤层开采后，在采空区四周形成支撑压力带，在工作面前方煤体内形成超前支撑力，它随着工作面掘进而向前移动，又称为移动性支撑压力或者临时支撑压力，工作面倾斜和仰斜方向及开切眼一侧煤体上形成的支撑压力称为固定支撑压力或者残余支撑压力，采空区后方的支撑压力称为采空区支撑压力。 20、巷道围岩变形量包括：巷道顶板下沉量，底板鼓起量，行帮接近量，深部围岩移近量以及巷道剩余断面积。 21、巷道围岩变形规律，围岩变形量要经历5个阶段，巷道掘进影响阶段，掘进影响稳定阶段，采动影响阶段，采动影响稳定阶段，二次采动影响阶段。 二、基本概念。 1、矿山压力 由于矿山开采活动的影响，在巷硐周围岩体中形成的和作用在巷硐支护物上的力叫做矿山压力 2、矿山压力显现 由矿山压力作用使巷硐周围岩体和支护物产生的种种力学现象，统称为矿山压力现象 3、矿山压力控制

矿山压力与岩层控制

第二章矿山岩体的原岩应力及其重新分布 1. 什么叫支承压力?它和矿山压力有何不同？ 2.试述原岩应力场的概念、组成部分及其分布的基本特点。 3.减压区的形成及其实际意义。 5※<习题二> 第三章采场顶板活动规律 4.什么是直接顶、伪顶和老顶，它们之间有何不同？ 5.简述煤层开采后，上覆岩层的破坏方式。怎样按破坏方式分区？ 6.地表以下500m深处有一回采工作面，煤层开采厚度为2.5m，煤层的承载能力N0＝9.8kN／m2，上覆岩层平均容重γ＝24.5KN/m3，煤层内的侧压力系数λ＝0.4，若煤壁上的应力集中系数K=5，煤层和顶底之间的摩擦系数f＝0.3，求煤壁内最高支承压力点距工作面的距离是多少？ 7.简述对开采后上覆岩层形成的结构有哪几种主要假说及其各自的优缺点。 8.试分析采场上覆岩层所形成的裂隙体梁的失稳条件。 5※<习题三> 第四章采场矿山压力显现基本规律 9. 什么是矿山压力和矿山压力显现？ 10. 在实际生产中，习惯上常用哪些矿山压力现象作为衡量矿山压力现现程度的指标？各自的含义是什么？ 11. 什么是老顶的初次来压和初次来压步距？其特点是什么?老所初次来压时应采取什么措施？ 12. 什么是老顶的初次来压和周期来压步距？试分析周期来压的形成原因及表 现形式。 13. 试简述老顶初次来压前和周期来压后开采空间周围岩休中的应力分布，并绘图说明之。 14. 试说明矿山压力和矿山压力显现的关系，是否矿山压力大，矿山压力显现也必然强烈？举例说明之。 15.试分析加快工作面推进速度与改善顶板状况的关系 5

※<习题四> 第五章采场矿山压力显现基本规律 16.回采工作面支拄的工作特性共有几种?试分析其优缺点和适用条件。 17. 怎样理解支架的合理工作阻力？ 18. 试述液压支架的基本类别及其适用条件。 19.回采工作面“支架与围岩关系”及其特点是什么？ 20.什么是支架的初撑力，支架初撑力的大小对顶板管理有何影响？ 5※<习题五> 第六章采场岩层移动与控制 21.简述岩层移动引起的采动损害与煤岩绿色开采技术体系。 22.简述关键层的概念及其特征。 23.简述控制岩层移动的技术。 5※<习题六> 第七章巷道矿压显现规律 24.采区平巷在其整个服务期内沿走向的矿压显现有哪些基本规律，并绘图说明？采动影响带的前影响区和后影响区内矿压显现的特点和机理有何不同？25.某矿将上山采区布置在离煤层底板5～6m的粘土岩层中，如图2所示。巷道上方留有30m的保护煤柱保护上山，但巷道很难维护，试分析其原因。要使该上山易于维护可采取那些措施。（画出留设煤柱时底板中的应力分布图及所采取措施的示意图）。 图上山位置示意图