矿山压力及岩层控制第一章绪论

1、矿山压力及岩层控制矿山压力及岩层控制Mining Pressure and Strata Control课程设置: 32学时讲授方法: 基本知识与专家讲座相结合, 兼顾双语教学知识范围: 煤与非煤，专业外语参参 考考 书书 目目 1、钱鸣高、钱鸣高,刘听成刘听成.矿山压力及其控制矿山压力及其控制, 中国矿业大学中国矿业大学2 、宋振琪主编、宋振琪主编.实用矿山压力控制实用矿山压力控制, 山东科技大学山东科技大学3、任德惠主编、任德惠主编.井工开采矿山压力与控制井工开采矿山压力与控制, 重庆大学重庆大学 4、岑传鸿主编、岑传鸿主编.顶板灾害防治顶板灾害防治, 中国矿业大学中国矿业大学5、姜福兴主

2、编、姜福兴主编.矿压控制设计矿压控制设计, 山东科技大学山东科技大学6、蒋金泉主编、蒋金泉主编.矿山压力监测矿山压力监测, 山东科技大学山东科技大学7、黄自伟主编、黄自伟主编.矿压测试仪表矿压测试仪表, 山东科技大学山东科技大学8、美国西弗吉尼亚大学、美国西弗吉尼亚大学 S.S.Peng主编的讲义主编的讲义9、澳大利亚、澳大利亚 B.H.G.Brady、英国、英国E.T.Brown主编主编Rock Mechanics For Underground Mining目录v第一章第一章 绪论绪论v第二章第二章 矿山压力及矿山压力显现矿山压力及矿山压力显现v第三章第三章 采场上覆岩层运动和发展的基本规

3、律采场上覆岩层运动和发展的基本规律v第四章第四章 采场上覆岩层的运动范围采场上覆岩层的运动范围v第五章第五章 采场矿山压力显现与上覆岩层运动间的关系采场矿山压力显现与上覆岩层运动间的关系v第六章第六章 回采工作面顶板控制设计回采工作面顶板控制设计v第七章第七章 巷道矿压控制巷道矿压控制v第八章第八章 冲击地压防治冲击地压防治v第九章第九章 综采放顶煤采场的矿压控制综采放顶煤采场的矿压控制v第十章第十章 矿柱支护采矿法的岩体控制矿柱支护采矿法的岩体控制v第十一章崩落采矿法的岩体控制第十一章崩落采矿法的岩体控制第一章 绪论v 本章提要本章提要 矿山压力研究的基本任务矿山压力研究的基本任务 矿山压力

4、研究的历史矿山压力研究的历史 几种主要矿山压力假说几种主要矿山压力假说几种主要矿山压力假说的区别几种主要矿山压力假说的区别了解本课程矿山压力研究的特点了解本课程矿山压力研究的特点 有较多的基本概念有较多的基本概念 有较多的矿山压力假说有较多的矿山压力假说v 本章特点本章特点v 学习难点学习难点第一章第一章 绪论绪论1.1 学习本课程的意义学习本课程的意义F保证安全和正常生产（减少顶板事故）F减少资源损失（如取消刀柱、提高回收率）F改善地下开采技术（综采液压支架代替单体支柱，锚网喷代替木、钢支护）F提高经济效益（合理选择巷道掘进位置，减少掘进费用和维护费用，如沿空留巷、沿空掘巷） 1.2 矿山压

5、力研究的基本任务矿山压力研究的基本任务采场顶板事故多的原因：采场顶板事故多的原因：F没有很好的研究和掌握各个具体矿层需要控制的岩层范围及没有很好的研究和掌握各个具体矿层需要控制的岩层范围及其运动规律（包括运动发生的时间和条件等其运动规律（包括运动发生的时间和条件等)，使顶板控制设，使顶板控制设计缺少必要的基础知识；计缺少必要的基础知识；F没有深入研究和掌握各类型支架的特性，特别是各类型支架没有深入研究和掌握各类型支架的特性，特别是各类型支架在现场能达到的实际支撑能力，以至于针对具体矿层条件不在现场能达到的实际支撑能力，以至于针对具体矿层条件不能选用较好的支护手段；能选用较好的支护手段；F没有较

6、好地揭示支架与顶板运动之间的关系，以至于不能正没有较好地揭示支架与顶板运动之间的关系，以至于不能正确合理地选择控制方案。确合理地选择控制方案。矿山压力研究的基本任务：矿山压力研究的基本任务：F针对采场条件多变和不断推进的工程特点，为生产现场找到简单易行的方法，能够有效地监测顶板活动规律，判断支护工作状况和顶板的实际控制效果，把顶板控制设计和日常管理工作，建立在科学预测的基础上；F解决冲击地压、瓦斯和煤层突出事故。如果能够接近实际的预测预报出采场周围支承压力分布状况，正确设计开采程序，避免在高应力区或岩层运动未稳定的部位开掘和维护巷道，就可以避免冲击地压、瓦斯和煤层突出事故。1.3 矿山压力研究

7、的历史（四个阶段）矿山压力研究的历史（四个阶段）（1）对矿山压力的早期认识阶段）对矿山压力的早期认识阶段 在早期的采矿工作中，人们只能从现象上认识矿山压力显现形式，真正的对矿山压力研究只有近五、六十年的历史，就世界范围来说，对矿山压力及控制的研究，可以大概分为四个阶段F明代末年所出的天工开物中已具体论述了用立井开采及井下支护的情况，说明我国在采矿事业发展的初期，人们就已认识到矿山压力的危害，并对其加以了控制。F随着采矿规模日益扩大，经常出现矿井内顶板冒落、巷道堵塞或塌陷的事故，迫使人们不得不重视矿压问题的研究。据有关记载：15世纪英国曾发生开采造成地表破坏而引起的诉讼事件；中世纪（1487年）

8、欧洲制定了防止采矿工作破坏地表的协议；19世纪30年代，比利时、德国、法国等，提出了一些防止因开采而造成破坏保护煤柱的方法。（2）建立早期假说）建立早期假说（3）以连续介质力学为基础研究阶段）以连续介质力学为基础研究阶段F19世纪后期世纪后期20世纪。世纪。 特点：特点：利用比较简单的力学原理解释一些矿压现象(如自然拱，压力拱假说等）F20世纪世纪30年代年代20世纪世纪50年代。年代。 特点特点: 应用弹性力学的理论进行矿压研究，如：圆形巷道周围应力分布问题; 光弹模拟和相似材料模拟 进展进展:1932年 德国 巷道u形钢可缩支架；20世纪30年代 德国 金属摩擦支柱；1940年 美国 错杆

9、支护；20世纪50年代 英国 自移液压支架。 （4）矿山压力研究的近代发展阶段）矿山压力研究的近代发展阶段F20世纪世纪60年代今，年代今，40年左右的历史年左右的历史 特点: 各向异性力学（损伤、断裂） 粘弹、塑性力学 数值计算(FEM、BEM、DEM) (4) 光、电(声音)放射等探测技术的应用及三轴刚性试验机。 进展进展: 理论进展理论进展 20世纪世纪70年代钱鸣高院士在前苏联年代钱鸣高院士在前苏联H.H.库茨涅佐夫库茨涅佐夫“铰接岩块铰接岩块”基基础上，提出了础上，提出了“砌体梁砌体梁”学说；学说；20世纪世纪70年代末年代末80年代初宋振骐院士提出年代初宋振骐院士提出“传递岩梁传递岩梁”理论；理论；80年代中至年代中至90年代初朱德仁提出薄板理