采场矿山压力及其控制方法

浅析矿山压力与岩层控制0 引言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、岩体中和其中的支护物上所引起的力，就叫做“矿山压力”。

在矿山压力的作用下，会引起各种力学现象，如顶板下沉，底板鼓起，巷道变形后断面缩小，岩体破坏散离甚至大面积冒落，煤被压松产生片帮或突然抛出，支架严重变形或损坏，充填物受压缩，以及大量岩层移动地表发生塌陷等等，这些矿山压力显现都将严重影响矿山企业的采掘活动和经济效益。

如今我国煤矿的平均开采深度已经接近千米，个别矿区开采深度达到1300 多米。

随着开采日益向深部延深，矿山压力显现更加频繁。

如果矿山作业人员能够准确预测矿压显现的预兆，做出合理的判断及采取正确的预防措施，将会对井下人员的安全和减少矿山经济损失方面起到积极作用。

下面仅就矿山压力的理论发展作简要的介绍。

1 矿山压力理论发展压力拱假说，又名自然平衡拱，是在1908 年由M·M·普洛托雅柯诺夫提出的，它是一种岩石移动拱形说。

拱形假说适用于不稳定岩体，它将岩体视为松散岩体，以散体力学为理论依据，认为如无支护，则在上部覆岩的压力下，松散的岩石将从开采空间的两帮和顶部向下冒落，两帮塌落成斜面，顶部冒落成自然平衡拱。

如有支护，则作用在支护上的载荷仅只是冒落范围内的岩块重量，而与开采空间的埋藏深度无关。

铰接岩块假说，是苏联库兹涅佐夫于1950～1954 年提出，认为工作面上覆岩层的破坏可分两带，即不规则垮落带和其上的规则移动带。

假说认为工作面支架存在两种不同的工作状态：当规则移动带（相当于老顶）下部岩层变形小而不发生折断时，不规则垮落带岩层（相当于直接顶）和老顶间就可能发生离层，支架最多只承受直接顶折断岩层的全部重量，故称支架处于“给定载荷状态”；当直接顶受老顶移动影响折断时，支架所受载荷和变形取决于规则移动带下部岩块的相互作用，载荷和变形将随岩块的下沉不断增加，直到岩块受已垮落岩石的支承达到平衡为止，这种情况称为支架的“给定变形状态。

煤矿回采巷道矿山压力控制及支护要点摘要：煤炭作为推动我国经济飞速发展的主要能源之一，巷道支护作为控制围岩变形的重要措施，其设计工作不仅涉及工程力学、岩土力学等理论知识，还要考虑巷道周围的实际地质条件，必须做到理论与实际的有效结合。

锚杆支护作为一种有效的主动巷道支护方式，已在强化巷道围岩和提高围岩稳定性方面表现出了较好的应用效果，并且具有支护成本低、巷道断面利用率高、维护简单等优点。

因此针对某煤矿现有支护过程中存在的问题，开展支护方式的改进设计工作，对于提高企业采煤的安全性和效益具有重要的意义。

关键词：煤矿开采；矿山压力；支护要点引言伴随着我国经济的发展，工业的壮大，对能源的需要也越来越大。

煤炭资源作为中国的传统能源之一，受到社会的广泛关注，巷道掘进和支护技术是煤炭开采过程中的重要组成环节，对其进行有效的分析利用是开采埋藏较深的煤矿的前提条件。

同时，煤炭开采工作的安全性是人们关注的重要问题，加强支护技术的应用可有效的保障煤炭开采的安全性。

因此，巷道掘进和支护技术对煤炭采矿工程的发展具有十分重要的意义。

1煤矿回采巷道矿山压力控制的重要性矿山在开采过程中对矿山诸多方面会造成很大的影响，主要体现在矿山整体的压力分布情况、岩层轨迹运动情况、矿山应力压力分布情况。

井下作业中，在矿体还有开采之前矿体处于一种平衡状态，巷道挖掘、煤矿回采后形成了地下空间，破坏了矿体原始的平衡。

巷道上方的山体对巷道内壁、顶端的作用力必然增大，矿体内部应力重新分布，重新达到矿体的平衡状态。

但这种应力的作用力较高对巷道顶端和内壁的破坏较大，对岩层运动也有很大的影响，若没有控制好会导致回采巷道支撑墙出现裂纹，甚至会造成巷道坍塌，阻塞巷道内部还会引发人员伤亡的现象。

矿体在回采中受到的力会使内部各部分产生相互作用的力，并且产生对这种力的抵抗，试图恢复原样。

矿山应力若没有正确科学的处理，会引发巷道、矿山的开裂、翘曲及变形还会导致巷道内部发生变化。

矿山压力的影响因素及控制措施摘要：采煤工作面是煤矿的主要生产场所，也是综合能力体现的重要场所。

矿山压力将直接影响着其综合能力的体现。

因此,认真研究矿山压力,分析和利用矿山压力规律是实现采煤工作面高效生产的重中之重。

本文对采煤工作面矿山压力进行分析,从四个个方面阐述了影响采煤工作面矿山压力的因素。

并且给出了矿山压力的控制措施。

关键词：矿山压力；影响因素；控制措施；顶板来压1 顶板来压煤矿生产过程中，回采工作面常有顶板下沉顶板破碎局部冒顶大面积冒顶支柱变形与折损等一系列矿山压力现象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，形成老顶的初次来压。

初次来压的形成过程：初采--初次放顶--老顶悬露跨度增加--老顶断裂--形成平衡结构--失稳--初次来压。

初次来压一般要持续2~3d 。

而且来压期间顶板下沉速度急剧增大，由于老顶初次来压对工作面的影响较大，因此必须掌握初次来压步距的大小，以便及时采取对策在来压期间，必须加强支架的支撑力，尤其要加强支架的稳定性一般可以采用木垛斜撑抬棚等特种支架加强回采工作空间的支护。

老顶初次来压后，随着回采工作面的推进，老顶岩层将发生周期性破断，老顶破断岩块形成的砌体梁结构的稳定性将随之发生周期性变化。

根据材料力学的知识，老顶的周期来压步距可近似按老顶的悬臂梁折断来确定，即老顶周期跨落的极限跨距和老顶跨落的极限跨距分别为qR h L T 3=，q R h L T n 2=。

老顶的周期来压步距相当于初次来压步距的21~5.21。

2 矿山压力的影响因素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S R与岩层最终下沉关系值为:S R/R=S0/L,因此: S R= S0/L×R,S R=1/L×[(k p -k p’)/ (k p -1)]×m×R,令:1/L×[(k p -k p’)/ (k p -1)]=η,则S=ηmR。

第四章矿山压力与控制第一节矿山压力与分布规律一、巷道地压1.矿山压力地下岩体在采动以前，由于自重的作用在其内部引起的应力，通常称为原岩应力。

因为开采前的岩体处于静止状态，所以原岩体处于应力平衡状态。

当开掘巷道或进行回采时，形成了地下空间，破坏了岩体的原始状态，引起岩体内应力重新分布，并一直延续到岩体内形成新的平衡为止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。

重新分布后的应力超过煤、岩的极限强度时，使巷道和回采工作面周围的煤、岩发生破坏，这种情况将持续到煤、岩内部再次形成新的应力平衡为止。

此时，巷道和回采工作面周围煤、岩体内形成一个与原岩应力场显然不同的新的应力场，有时称为二次应力场。

其形成的过程就是煤、岩体内应力重新分布的过程。

通常把这种由于在地下进行采掘活动造成围岩移动而在井巷、硐室及回采工作面周围煤、岩体内和支护物上所引起的压力，称为“矿山压力”，简称“矿压”或“地压”。

2．矿山压力显现在矿山压力作用下，将引起一系列力学现象，如围岩变形或挤入巷道、岩体离散、移动或冒落；煤体压松、片帮或突然抛出；木材支架压裂或折断；金属支架变形或压弯；充填物产生沉缩以及岩层和地表发生移动和塌陷等等。

在矿山压力作用下出现的冒顶、底鼓、煤岩片帮、支架破坏、煤和瓦斯突出等力学现象，称为矿山压力现象或矿山压力显现，简称“矿压显现”。

3 ．矿山压力控制在大多数情况下，“矿压显现”会给地下开采工作造成不同程度的危害。

为使“矿压显现”不致于影响正常的开采工作和保证安全生产，就必须采取各种技术措施加以控制。

这种人为地调节，改变和利用矿山压力作用的各种措施，称为“矿山压力控制”，简称“矿压控制”。

七、巷道围岩控制降低巷道围岩应力，提高围岩稳定性以及合理选择支护是巷道围岩控制的基本途径。

回采引起的支承压力不仅数倍于原岩应力，而且影响范围大。

巷道受到回采影响后，围岩应力、围岩变形会成倍、甚至近十倍急剧增长。

因此，巷道围岩控制手段的实质是如何利用煤层开采引起采场周围岩体应力重新分布的规律，正确选择巷道布置和护巷方法，使巷道位于应力降低区内，从而减轻或避免回采引起的支承压力的强烈影响，控制围岩压力。

煤矿回采巷道矿山压力控制及支护要点摘要：在煤炭开采中，在某种程度上会对岩层系统造成一些干扰，但同时也可能导致安全情况的发生。

所以，在煤炭开采中，就需要对矿井回采巷道的矿山压力进行合理把控，同时了解岩层的状态，并对其影响因素进行研究，从而为煤炭开采做出科学合理的设计。

另外，相关工作人员还必须对顶板塌陷现象与岩石活动破坏情况进行了解，从而认识到应力的形成主要是因为岩石活动和围岩工程发生损坏。

因此要想确保煤炭开采的安全，为煤矿带来合理利润，就必须在开采前，先做好压力管理与保护施工。

关键词：煤炭开采；矿山压力；支护要点回采巷道中的矿山压力控制与支护设计，对矿井的回采生产有着非常直接的影响，在对支护方案进行选择时要充分考虑到矿山的地质情况、内部的应力情况、开采时间等，设计等技术要求也要符合国家规范，以提高对相关工作人员的安全认识，进而保障作业人员的安全，从而避免了事故的发生。

1煤矿对回采巷道矿山压力控制的问题重要性井下施工时，在矿体还有开挖以前矿体始终保持了和平状况，在巷道开挖、矿井回采以后产生了地下空洞，因此打破了矿体内原有的和平。

由于巷道上部的山体对着巷道内壁、顶部的作用力也必然增加，将矿体的应力重新分配，从而重新获得了矿体的相对稳定位置。

但因为这些应力的相互作用很强，对巷道顶部和内壁的损伤都很大，对围岩移动方向也会产生较大的冲击，如果不能掌握得好还会造成回采巷道的支护墙体产生裂缝，甚至还可能导致巷道塌陷，一旦堵塞了巷道内部就可能产生大量人员伤亡的情况。

矿体在回采中所受到的力会使土壤内部各部分之间产生相互作用的力，并且产生了对这种力的抵抗，从而试图重新恢复原样。

而矿井应力如果不能进行科学的管理，将导致巷道、矿井地裂缝、翘曲和下沉，甚至可能引起巷道结构改变。

因此在煤矿回采作业中，需要特别注意矿山压力控制方面的问题。

由于过去煤矿采矿作业大多依靠人工进行，而煤矿采矿工作人员由于缺乏科学技术知识的基础，主要凭靠知识和前辈的指导进行煤采矿，所以在采矿的过程中矿井爆破、巷道的坍塌、渗漏等这些事故发生频次很高，人员和操作工人的生命财产安全就无法获得有效保证。

矿山开采的矿井矿压与顶板控制技术矿山开采是指通过人工或机械手段，从地下开采出有用的矿石或矿砂的过程。

在矿山开采过程中，矿井的矿压与顶板控制技术起着关键作用。

本文将详细介绍矿井矿压与顶板控制技术的定义、重要性、常用方法以及相关的数据和案例。

1. 定义矿井矿压是指在矿山开采过程中，由于矿石的开采和运输，地下空间的变形和应力状态发生改变，导致矿井产生的压力。

顶板控制技术是指通过采取一系列的措施，控制矿井的矿压和顶板变形，保证矿井的安全和高效开采。

2. 重要性矿井矿压与顶板控制技术的重要性主要体现在以下几个方面：- 安全性：矿井矿压和顶板变形可能导致矿山事故，如顶板垮塌、矿井坍塌等，对矿工的生命安全造成威胁。

- 生产效率：矿井矿压和顶板变形会影响矿山的生产效率，增加开采成本，降低开采效益。

- 资源保护：矿井矿压和顶板变形可能导致矿石资源的损失，影响矿山的可持续发展。

3. 常用方法矿井矿压与顶板控制技术的常用方法包括以下几种：- 支护技术：采用钢材、木材、混凝土等材料对矿井的顶板进行支护，增加矿井的稳定性和强度。

- 围岩控制技术：通过地质勘探和岩石力学分析，对矿井周围的围岩进行合理的控制，减少矿井的变形和破坏。

- 水压控制技术：通过合理的排水和封水措施，控制矿井地下水的压力，减少地下水对矿井稳定性的影响。

- 爆破技术：通过合理的爆破设计和爆破参数的控制，减少矿井岩石的破碎程度，降低矿井的矿压。

4. 数据和案例为了更好地说明矿井矿压与顶板控制技术的应用效果，以下是一些相关的数据和案例：- 数据：根据某矿山的统计数据，通过采用适当的支护技术和围岩控制技术，矿井的矿压得到有效控制，事故发生率下降了30%，生产效率提高了20%。

- 案例：某矿山在进行矿井开采时，采用了水压控制技术，通过合理的排水和封水措施，成功控制了地下水的压力，保证了矿井的稳定性和安全性。

综上所述，矿井矿压与顶板控制技术在矿山开采过程中具有重要的意义。