煤矿工作面支承压力.ppt

1、工作面支承压力 采煤工作面前后支承压力n图图1 工作面前、后方支承压力分布规律工作面前、后方支承压力分布规律n应力增高区；应力降低区；工作面后方稳压区应力增高区；应力降低区；工作面后方稳压区n采煤工作面前、后支承压力分布状态，可分为应力降低区（小于原岩应力的减压区）、应力增高区（大于原岩应力的增压区）和应力不变区（等于原岩应力的稳压区）。对分布特点的解释是：n因为直接顶的垮落已经使它失去了完整性，采煤工作空间上方裂隙带及其上覆岩层的大部分重量几乎都由采煤工作面前方煤壁支撑着，就像是一个悬臂梁的支点。所以工作面前方支承压力远比工作面后方支承压力大。在工作面前方的煤体中产生了一个支承压力带，范围从

2、工作面煤壁前的23m开始延伸到几十米甚至上百米，最大的支承压力峰值一般出现在工作面煤壁前方的515m处。n正因为工作面的采煤活动打破了原来煤体中的应力平衡，引起了工作面周围应力的重新分配。随着采煤工作面的继续，采煤工作面要不断的向前推进，工作面煤壁及采空区垮落带同样随着采空区向前移动着，因而工作面前后方支承压力带也随着工作面先前移动。n工作面开采活动引起应力重新分配的结果就是，断裂带内形成了以煤壁及采空区垮落带为前后支撑点的拱式平衡结构，采煤工作面处于减压区范围内。n采煤工作面支架上受到的力远远小于其上覆岩层的重量。只有接近煤层的一部分岩层的运动，才会对工作面附近的支承压力和工作面支架产生明显

3、的影响。采煤工作面矿山压力控制，就是对这部分岩层的控制。这部分岩层大约相当于采高的68倍。工作面支架支护顶板仅为拱式结构的工作面支架支护顶板仅为拱式结构的中间部分。中间部分。n工作面两侧的支承压力分布n工作面两侧是指工作面采空区的上、下侧。随着采煤工作面的推进，除在工作面前、后方产生支承压力外，在采空区两侧的区段煤柱内或煤体中，由于工作面采煤和区段平巷掘进也将产生支承压力区，体的分布特征和工作面前后方的支承压力基本相同。这种支承压力在采空区上方岩层冒落稳定后逐渐趋于稳定值，如工作面采空区两侧的煤柱或煤体的强度不足以抵抗该支承压力时，煤帮或煤柱将产生变形或破坏。在此支承支承压力区内的巷道也将受到

4、影响而维护困难。但当采煤工作面推进较长距离后，该支承压力将随顶板跨落而逐渐消失。n工作面周围支承压力的大小，受到很多因素的影响，如工作面的开采深度、煤的软硬和顶板岩层性质等。一般规律是：开采的深度越大，上覆岩层的重量就越大，支承压力的范围就越广，应力集中系数越大。顶板越硬，支承压力分布的范围为越大，但应力集中系数较小。煤层越坚硬，支承压力分布范围越小，应力集中系数越大。工作面支承压力的表现是导致顶板预先下沉、煤壁破碎片帮、煤和瓦斯突出以及产生冲击地压等。所以，在工作面生产中要高度重视支承压力的影响和作用，在煤层自然开采条件不能改变的情况下，积极采取加快工作面推进速度、缩短工作面顶板悬露时间、减

5、小工作面控顶距等措施来降低支承压力的集中程度。q采空区上覆岩层移动情况n地下采煤过程中，随着原有煤层被采出，采空区上方的顶板岩石在工作面放顶过程中，要发生变形、垮落，垮落后的岩石碎胀、堆积、充填采空区，对上方岩层起到一定的支承作用，但由于充填的上方岩层一般都将发生移动。随着采空区面积的扩大，岩层移动的范围也相应的扩大。当采空区面积达到一定范围时，岩层移动就会波及到地表，引起地表的下沉，形成地表移动盆地。一般从工作面到地表吧上覆岩层按其移动的特征分为垮落带、裂隙带和弯曲带。n垮落带n 垮落带是指由采矿引起的上覆岩层破坏并向采空区垮落的岩层带，曾称冒落带。当采煤工作面采用全部垮落法处理采空区时，采空区回撤支柱后，垮落带岩层便自下而上一次垮落。跨落后岩块形态自下而上有所区别。一般下部岩块在垮落时因具有的高度较大，岩块可以翻转滚动，块度较小，散乱的堆积在底板上。而上部岩块垮落时所具有的自由高度逐渐减小，块度较大，比较规则的铺在散乱的岩块上。垮落带的高度一般为采高的24倍。