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矿山工程监理公司浅析矿山压力的显现规律

矿山甲级监理公司  2024-04-23 11:33:43
矿山压力是矿床开采后客观存在的现象,是矿井顶板安全灾害诱发的主要原因。了解并加以研究矿山压力的显现规律,对保证矿山的安全生产、保障矿工的生命财会、促进企业健康发展
  矿山工程监理公司浅析矿山压力的显现规律
 
  矿山压力是矿床开采后客观存在的现象,是矿井顶板安全灾害诱发的主要原因。了解并加以研究矿山压力的显现规律,对保证矿山的安全生产、保障矿工的生命财会、促进企业健康发展具有重要意义。
 
  1 矿山压力
 
  地下通常是处于静止状态的,但是当由于生产的需要而进行巷道开掘或回采施工时,矿井原有的平衡状况就会受到外力的破坏,进而导致岩体内部应力要随之做相应的再分配,当新的应力超过煤岩的极限强度时,巷道及回采工作面周围的煤岩就会发生破坏,这种情况将持续到煤岩内部重新达到新的应力平衡为止。此时巷道和回采工作面周围的煤岩体就形成了一个新的应力场而达到平衡。这种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,就叫矿山压力,简称矿压。
 
  2 工作面初次来压
 
  通俗的说工作面初次来压就是由于老顶在自重和上覆岩层的作用下的第一次断裂使得工作面压力增大,即初次来压。
 
  初次来压时具有以下特点:①支架受力猛增致使顶板破碎,煤壁出现平行的裂隙。②在老顶的剧烈活动下,工作面顶板下沉速度和下沉量都迅速增加,甚至有可能出现台阶式下沉。③由于老顶悬露面积增大,煤壁内压力太过集中,采空区出现掉块,煤帮严重出现大深度、大范围片帮。④老顶折断垮落时,有时发出巨大的断裂声,采空区深处发出闷雷声,来压剧烈时会扬起大量煤尘并伴有暴风。
 
  工作中,我们常采取强制放落顶板、沿放顶线加强支护等措施来应对初次来压。
 
  3 周期来压
 
  当老顶初次垮落后,支架受力减轻,老顶由起初的双支承梁变为悬臂梁。此时上覆岩体的重量除部分由垮落的矸石承担之外,其他重量主要由悬臂梁直接传给煤壁。工作面继续向前推进,经过一定时间、达到一定距离时,老顶悬臂梁在自重和上覆岩层的作用下,又会发生断裂与垮落,即老顶来压又重复出现,就是工作面顶板的周期来压。这两次周期来压之间的距离称为周期来压步距。在工作面内,周期来压步距小于初次来压步距。发生周期来压时,相对比平时工作面的顶板压力和顶板下沉量来说,要超出30%~40%。工作面顶板周期来压是是矿井生产过程中周期出现的现象,是矿井灾害之一。那么掌握它的规律,预先采取有效措施,加强工作面支护就显得尤为重要。
 
  周期来压所具有的特点与初次来压有一定相似性。
 
  4 顶板下沉
 
  随着开采活动的进行,采空区不断扩大,采用垮落法处理采空区,采空区内直接顶板不规则垮落、弯曲、旋转、下沉,上覆岩层遭到破坏,上覆岩层移动和破坏具有明显的分带性,根据破坏的特征,覆岩的破坏和移动可分为三带:弯曲下沉带、冒落带、裂隙带。“三带”之中,弯曲下沉带基本不影响工作面。而冒落带和裂隙带在工作面顶板管理方面影响颇大。
 
  弯曲下沉带:弯曲下沉带也被称作弯曲带或整体移动带,它位于裂隙带之上直至地表。此段岩层几乎不产生裂隙,弯曲带在采空区的上方会形成一个下沉的盆地。弯曲下沉带一般呈整体移动,它的高度主要受开采深度的影响。
 
  冒落带:冒落带也被称作垮落带,它位于覆岩的最下部,煤层采空后,上覆岩层随之打破原有平衡,岩块从紧靠煤层的顶板岩层开始冒落,直至充满开采空间。采出厚度和上覆岩石的碎胀系数是影响冒落带高度的主要因素。在采厚较大及岩石较为坚硬时,冒落带较大,反之较小。冒落带冒落的碎岩块之间空隙越多,连通性就越强,这里不仅是瓦斯集聚或逸出的场所也是水和泥沙溃入井下的一个通道。
 
  裂隙带:裂隙带又被称作断裂带或裂缝带。裂缝带位于冒落带之上。随开采区域的不断扩大,裂隙带也不断向上发展。开采区域的范围扩大到一定程度时,裂隙带高度不再向上发展,此时裂隙带高度达到最大值。若开采区域继续扩大,裂隙带高度则不再变化,裂隙带上部裂缝反而会随着时间的推移逐渐闭合,岩层移动趋于稳定,裂隙带高度也随之降低。
 
  煤矿是高危行业,由于矿山压力而造成的危害也是相当之大。因此深入了解矿山压力的显现规律并制定出有效的防控措施,是保证矿山安全生产的重要基础。
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