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第四章采场矿压显现基本规律
第一节概述
在实际生产过程中,工作面常有下述一系列矿山压力现象,并且习惯上用这些现象作为衡量矿山压力显现程度的指标。
顶板下沉
一般指煤壁到采空区边缘裸露的顶底板相对移近量。
以S表示,有时为了对比,常常把这个指标换算为单位采高、单位推进度的顶板下沉量,即以每米采高每米推进度多少mm来表示。
下图为工作面顶底板移近曲线,1为顶板绝对下沉曲线;2为顶板相对移近量(下沉)曲线;3为底版臌起曲线。
顶板下沉速度
指单位时间内的顶底板移近量,以mm/h计算。
支柱的变形与折损
顶板破碎情况
常常以单位面积中冒落面积所占的百分数来表示。

指回采工作面顶板形成的局部塌落。
,或称大面积冒顶
指工作面由于顶板来压导致顶板沿工作面切落,其它还有煤壁片帮,支柱插入底板,底板臌起等。
老顶的初次来压

初次来压:把由于老顶第一次失稳而产生的工作面顶板来压,称为老顶的初次来压。
初次来压步距:由开切眼至初次来压时工作面推进的距离称为老顶的初次来压步距。

顶板下沉量大、支柱载荷增大。
2)煤壁内的支承压力增大,煤壁变形与片帮严重。增压区、减压区、稳压区。
3)直接顶破碎,并有掉渣现象。
4)初次来压比较突然,容易造成严重事故。
初次来压步距的大小与老顶岩层的力学性质、厚度、破断岩块间互相咬合的程度等有关。同时,也与地质构造等有关。
一般20~35m,个别50~70m甚至更大。
根据统计,在我国现有的生产矿井中,初次来压步距为:
10~30m 54%
30~55m %
其余为大于55m,最大为160m左右,如大同。
老顶的周期来压
一、回采工作面推进对岩体结构的影响
当工作面推进时,岩块A首先处于悬露状态,此时工作面支架将受到岩体A的保护,受力甚小。但当达到极限跨距时,岩层形成了断裂。此时若岩块A与岩体咬合不住,则此岩层及上覆岩层将形成一端由支架支撑而另一端由已冒落的矸石所支撑。
工作面再继续推进,当工作面甩掉这些已发生错动的老顶时,工作面又将处于老顶的悬臂保护之下,从而又回复到正常状态。由于这种来压带有周期性,因此常常称为周期来压。
有时即使岩层能形成砌体梁式的平衡,但岩块A由悬露到折断,其变形量同样发生周期性的变化。
总结:
(1)随着工作面的推进,A岩块将由稳定状态进入断裂状态。
(2)A岩块的回转与B岩块的反向回转。
(3)由于岩块的回转,必然导致工作面顶板的不断下沉,支架载荷增大。
(4)支架性能必须与这种过程相适应,即有一定的饿可缩量,并能阻止顶板沿煤帮切落。
为了防止滑落失稳,其条件应为:

二、采场的周期来压
由前述可知,随着回采工作面的推进,在老顶初次来压之后,裂隙带岩层形成的结构将始终经历“稳定—失稳—再稳定”的变化。这种变化将呈现周而复始的过程。
:
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。

与初次来压时大致相同。
(1)顶板下沉速度急剧增加,下沉量急剧增加。
(2)煤壁片帮,支柱折损,支柱载荷增大。
(3)顶板发生台阶下沉。

(1)为了保证工作面的安全,支架必