文档介绍：煤矿顶板事故防治技术
太原理工大学矿业工程学院
第一章煤矿事故概况
第一节综述
%,%,居各类事故之首;
其次是顶板事故,%,%,如果统计死亡1-2人的顶板事故,%,%,可见顶板事故对煤矿安全生产的影响之大。
1950-2003年煤矿各类事故发生起数及死亡人员统计
第二节顶板事故发展趋势
1954-1985年顶板事故死亡人数占总数的45%,其中工作面顶板事故占75%,巷道顶板事故占25%;
1986-1992年顶板事故死亡人数占总数的40%,其中工作面顶板事故占66%,巷道顶板事故占34%;
顶板事故总体呈下降趋势,其中工作面顶板事故亦呈下降趋势,而巷道顶板事故呈上升趋势。
第二章矿山压力及其显现概述
第一节矿山压力及其在围岩中的分布
一、矿山压力的概念
原岩体:地下岩体在受到人类工程活动影响前称为原岩体。
原岩体在地壳内各种力的作用下处于平衡状态。
矿山压力: 由于在地下进行采掘活动而在井巷、硐室及回采工作面周围煤、岩体中和支护物上所引起的力,就叫做矿山压力
二、矿山压力的来源
(1)上覆岩层的重力(自重应力)
由于上覆岩层的重量所应起的力成为自重应力。
自重应力可以通过计算得出:
如在深部,岩层呈现塑海姆法则,即
(金尼克假设)
(2)构造运动的作用力(构造应力)
由于地质构造运动而在岩体内积存的应力称为构造应力。特点:
①一般情况下地壳运动以水平运动为主,构造应力主要也是水平应力,而且地壳运动总的来说是以挤压运动为主,所以水平应力以压应力占绝对优势。
②构造应力分布很不均匀,主应力的大小和方向往往有很大变化。
③岩体中的构造应力具有明显的方向性,通常两个方向的水平应力值是不相等的。
④根据测定,岩体中的构造应力普遍存在以下规律:
最大水平应力>最小水平应力>垂直应力
⑤在坚硬岩层中,出现构造应力一般比较普通;在软岩中,储存构造应力很少。
(3)岩体膨胀的作用力(膨胀应力)
包括岩体因温度升高或遇水膨胀而产生的应力。
温度主要与开采深度有关。在一般深度条件下,由于温度应力与自重应力及构造应力相比很小,因此,只是在开采深度比较大的条件下才需要考虑。
泥质岩石特别是含有蒙脱石等吸水很强成分的情况下,遇水膨胀可以产生很高的膨胀应力,是巷道矿山压力的一个重要来源。(铝土岩)
第二节矿山压力显现
一、概念及基本形式
矿山压力显现:矿山压力显现是指在矿山压力作用下所引起的一系列力学现象。
基本形式:
如围岩变形、顶板下沉、岩体离层、破坏和冒落、煤体压酥、片帮和突出、支架受载、变形、折断以至大规模岩层移动、“放炮”等现象,均称之为“矿山压力显现”。所以,矿山压力显现是矿山压力作用的结果和外部表现。
矿山压力显现的基本形式
顶板下沉与支架承载
顶底板移近
两帮鼓出
冒顶、片帮