《采煤概论》课件-第4章 矿山压力与岩层控制

1.1岩石的基本性质第4章

矿山压力与岩层控制01岩石的基本概念目录0203岩石变形性质的类别及其指标岩石的流变（蠕变）特性岩石的基本概念01岩石的基本概念岩石是组成地壳的基本物质，由各种造岩矿物或岩屑在地质作用下按一定的规律组合而成。从岩体中取出的其尺寸却不大有时称为岩块岩石的基本概念岩石按不同的标准可分为不同类型，常见的分类有：按岩石的成因按岩石的成因:岩浆岩沉积岩变质岩岩石的基本概念按岩石固体矿物颗粒间的结合特征：固结性粘结性散粒状流动性岩石按不同的标准可分为不同类型，常见的分类有：岩石的基本概念按岩石的构成特征，可以区分岩石的结构和岩石的构造。按岩石的力学强度和坚实性，可分为坚硬岩石和松软岩石。岩石按不同的标准可分为不同类型，常见的分类有：岩石变形性质的类别及其指标02岩石变形性质的类别及其指标岩石的变形性质弹性变形岩石在外力作用下产生变形，当撤去外力后岩石变形能完全恢复到其原始状态的性质。（如图所示）粘性变形塑性变形

岩石变形性质的类别三种不同的弹性特征岩石变形性质的类别及其指标

岩石变形性质的类别岩石变形性质的类别及其指标

岩石变形性质的类别岩石单向受压应力-应变曲线线弹性，应力-应变关系呈直线。1是加载过程；2是卸载过程关系。完全弹性，应力-应变关系不是直线关系。卸载时应力应变沿原来曲线返回原点。滞弹性，应力-应变关系为曲线关系。无残余变形，但卸载时应力应变沿另一条曲线返回原点。岩石的不同弹性类型岩石变形性质的类别及其指标

岩石变形性质的类别岩石单轴受压应力-应变曲线的分类根据大量的试验，单轴受压条件下岩石的应力-应变曲线大体可以归纳为以下四种类型（如图所示），即：岩石变形性质的类别及其指标

岩石变形性质的类别岩石单轴受压应力-应变曲线的分类直线型曲线：主要反映有明显弹性性质的岩石，且大部分有很大的脆性，如石英岩等坚硬岩石。01岩石变形性质的类别及其指标

岩石变形性质的类别岩石单轴受压应力-应变曲线的分类下凹型曲线：也称弹塑性曲线，主要反映具有明显塑性的岩石变形，石灰岩为其代表性的岩石。02岩石变形性质的类别及其指标

岩石变形性质的类别岩石单轴受压应力-应变曲线的分类上凹型曲线：主要反映具有较大孔隙且又较大坚硬岩石的变形特性，如片麻岩。03岩石变形性质的类别及其指标

岩石变形性质的类别岩石单轴受压应力-应变曲线的分类S型曲线：表征多孔且具有明显塑性岩石的变形特性，实质上是上弯型和下弯型的组合，如大理岩。04岩石变形性质的类别及其指标

岩石的单轴抗拉强度及变形特性目前主要用劈裂法来测岩石的抗拉强度（如图所示），用直径5cm和厚2.5cm的圆盘形试件，使其承受径向压缩荷载直到破坏，求出岩石的抗拉强度，又称做径向压裂法。劈裂法测岩石的抗拉强度岩石的流变（蠕变）特性03岩石的流变（蠕变）特性

岩石的流变类型蠕变和弹性后效曲线岩石的流变（蠕变）特性

岩石的流变类型蠕变：在应力不变条件下，应变随时间延长而增加的现象称为蠕变变形，它与塑性变形不同，塑性变形通常在应力超过弹性极限后才出现，而蠕变变形只要应力的作用下时间相当长，应在应力小于弹性极限的情况下也能出现。岩石的流变（蠕变）特性

岩石的流变类型松弛：应变一定时，应力随时间的延长而减小的现象。弹性后效：加载或卸载后经过一段时间应变才增加或减小到一定数值的现象。粘性流动：岩石在蠕变发生一段时间以后卸载，部分变形永久不能恢复的现象。岩石的流变（蠕变）特性

岩石的蠕变特性

反映蠕变特征的变形-时间曲线称为蠕变曲线。由图岩石的蠕变曲线可以划分为以下部分：岩石的蠕变曲线Ⅰ初始（减速）蠕变阶段Ⅱ稳定（等速）蠕变阶段Ⅲ非稳定（加速）蠕变阶段岩石的流变（蠕变）特性岩石典型蠕变曲线01

0-A段：瞬时变形阶段。在加载瞬间，试件立即产生瞬时弹性应变，此段所经时间极短，可以认为与时间无关。

岩石的蠕变特性岩石的流变（蠕变）特性

岩石的蠕变特性岩石典型蠕变曲线02

A-B段：第一阶段蠕变，又称初始蠕变。此段应变不断增加，但增长速率却随时间降低，曲线呈下凹型。岩石的流变（蠕变）特性

岩石的蠕变特性岩石典型蠕变曲线03

B-C段：第二阶段蠕变，又称等速蠕变。此段时间延续最长，应变随时间呈近似的等速增长。岩石的流变（蠕变）特性

岩石的蠕变特性岩石典型蠕变曲线04

C-D段：第三阶段蠕变，又称加速蠕变。当应变达到C点后加速增长，曲线呈上凹型，当应变达到某个数值D点时试件破坏。1.2岩石的性质对矿山的影响第4章

矿山压力与岩层控制01岩石的特点目录02地质特征岩石的特点01岩石的特点以某矿的岩石结构为题材讲述岩石的特点：该地区造山带是地球表层变形最强烈的地区之一，是两大板块俯冲、碰撞及陆间造山作用的结果。研究的某矿岩石结构特点就位于这个特殊的位置，它记录了岩石的特点和演化的全部过程。岩石的特点某矿的岩石结构有两条断裂带及其影响岩石为标志体，以其构造岩石的宏观、微观及超微变质-变形特性为主要研究内容，通过重点地段的地质填图、剖面绘制等构造解析常规方法。岩石的特点>>>利用矿物变形与应力关系研究构造岩相带变形的应力、应变状态，估算构造岩相带变形的古应力大小；利用岩石学手段结合不同尺度分析，研究变质岩的矿物成分、结构、构造特征，并确定其分布规律，分析变质相与构造带的关系；利用矿物变形特征研究构造岩的变形方式和变形机制，揭示矿物塑性变形序列，特别是特征变质矿物的脆-塑性，转变变形机制及影响脆-塑性转换温度、压力、应变速率等因素。地质特征02地质特征针对某矿构造带的特点，了解区域地质背景和研究现状，分析地质特征：（1）该地区构造带的地质特征该地区构造带的地质特征。该地区构造带是由剪切带和夹在其间的岩片组成的构造带。断裂带西窄东宽，倾角多为60度。地质特征早期由南向北俯冲，随后产生大规模的左行剪切作用，形成大量的糜棱岩、石英脉体形态等特征，指示其具有由北向南逆冲兼左行平移的特征。地质特征（2）某矿的岩石主要有糜棱岩、构造片岩等糜棱岩构造片岩长英质糜棱岩镁铁质糜棱岩碳酸盐质糜棱岩地质特征石英的动态重结晶型西东高温边界迁移式亚颗粒式、膨凸式动态重结晶亚颗粒式地质特征东部大理岩质糜棱岩中的方解石产生了膨凸式重结晶形成了核幔构造；西部的大理岩质糜棱岩，只产生了细粒化，并没有明显的重结晶现象；在某矿出露的灰岩糜棱岩因剪切作用生热而导致隐晶质方解石在强变形域晶体有增大的现象。地质特征岩石结构和构造西东粒状变晶结构、片麻状构造糜棱结构，片状构造地质特征构造带构造片岩特别发育；构造片岩则以强烈的构造压扁变形特征为主，兼有剪切作用，矿物颗粒脆性裂纹十分常见，是在脆-韧性条件下形成的半塑性构造岩。地质特征（3）某矿构造带的形成环境变质岩通过岩石的矿物共生组合分析构造带变质岩：东部为低角闪岩相，往西逐渐转变为高绿片岩相和低绿片岩相。地质特征变质变形温度通过变质岩分析和地质温度计等多种方法的分析和计算，得出该构造带的形成温度为中温偏高的条件，东部的温度高于西部。温度范围为300到550℃。地质特征压力和应变条件该断裂带的差异应力为30MPa。两条断裂带的差异应力均表现为自东向西逐渐增大的趋势，属于中等应变速率条件。地质特征（4）该地区构造带岩石变质与变形的对应关系长英质糜棱岩变形西东二长石变形相石英斜长石变形相石英变形相该地区构造的岩石变质和变形有明显的对应关系：地质特征地壳层次矿物共生组合从中地壳到上地壳层次。东部岩石的变质为低角闪岩相，往西逐渐转变为高绿片岩和低绿片岩。从东往西，变质变形条件由高到低。地质特征以该地区构造带中具有特殊构造作用的断裂带和其影响的岩块、陶湾岩片、石人山岩块南缘为切入点，通过分析该地区构造带岩石的变形细节和应变特征，确定变形作用、构造型式，恢复其所在岩石、主压应力方位及作用方式；地质特征通过研究该矿岩石的变质特点、形成方式、机理、环境，分析断裂带对其周边岩石的变质-变形影响，从构造矿物变质、变形过程、形成方式的角度进一步认识该矿岩石的结构和演化。2.1矿压显现的规律第4章

矿山压力与岩层控制01概述目录0203老顶的初次来压老顶的周期来压概述01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。概述工作面顶底板移近曲线顶板下沉1一般指煤璧到采空区边缘裸露的顶底板相对移近量。顶板绝对下沉曲线顶板相对移近量（下沉）曲线底版臌起曲线概述顶板下沉135246一般指煤璧到采空区边缘裸露的顶底板相对移近量。顶板下沉速度指单位时间内的顶底板移近量。支柱的变形与折损局部冒顶指回采工作面顶板形成的局部塌落。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。工作面顶板沿煤璧切落老顶的初次来压02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。老顶的初次来压老顶初次来压时的特点顶板下沉量大、支柱载荷增大。煤壁内的支承压力增大，煤壁变形与片帮严重。直接顶破碎，并有掉渣现象。初次来压比较突然，容易造成严重事故。老顶的初次来压来压时工作面顶板切断情况

根据统计，在我国现有的生产矿井中，初次来压步距为：10到30米占54%，30到55米占37.5%。其余为大于55米，最大为160米左右。老顶的初次来压初次来压前四周围岩支承压力分布状态A—增压区；B—减压区；C—稳压区老顶的初次来压老顶的周期来压03老顶的周期来压工作面再继续推进，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。老顶周期来压的力学模型回采工作面推进对岩体结构的影响老顶的周期来压工作面前后支承压力分布老顶的周期来压采场的周期来压采场的周期来压

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。老顶周期来压a-老顶断裂下沉b-顶板台阶下沉老顶的周期来压周期来压周期来压的表现形式与初次来压时大致相同由于裂隙带岩层周期性失稳而引起的顶板来压现象。顶板下沉速度急剧增加，下沉量急剧增加；煤壁片帮，支柱折损，支柱载荷增大；顶板发生台阶下沉。老顶的周期来压对支架的要求支架对老顶岩块的作用力P应为A、B岩块重量再减去断裂岩块与未断岩块的摩擦力。为了保证工作面的安全，支架必须具有足够的支撑力；由于无法阻正岩块的回转，因此，要求支架要有一定的可缩量；周期来压时的垮顶现象。老顶的周期来压影响回采工作面矿山压力显现的主要因素围岩性质老顶的周期来压采高与控顶距

在一定的地质条件下，采高是形成覆盖层破坏性影响的最根本因素。回采工作面顶板下沉量与采高及控顶距的大小成正比关系。回采工作面顶板下沉量采高及控顶距的大小正比关系老顶的周期来压工作面推进速度的影响工作面顶板下沉，是一个时间的过程；国外测定资料证明，推进速度加快后，顶板下沉速度也同样增加；根据实测，落煤与放顶时顶板下沉较激烈，平时则较为缓和。老顶的周期来压落煤时放顶时

增大了回采工作面的控顶距，破坏了煤壁前方的应力平衡，支承压力就有一个向煤壁深处移动的过程；另一方面，落煤时，随着工作面的推进，使得A岩块逐渐趋向失稳。撤除了采空区一侧的支架，相当于撤除了一部分对上覆岩层的支撑力。老顶的周期来压结论加快工作面推进速度事实上即是缩短落煤与放顶及由放顶到再次落煤的时间间隔，其结果必然能减少平时的时间影响所形成的顶板下沉量，但绝不能消除落煤与放顶这两个工序的绝大部分的影响。加快推进速度并不可能达到使上覆岩层破断的程度，最大剪切力总是发生在靠近煤璧的咬合点上。老顶的周期来压永定庄矿8411面垮顶现象老顶的周期来压开采深度的影响开采深度越大原岩应力越大老顶的周期来压煤层倾角的影响各种倾角情况下导水裂隙带与冒落带的分布1—导水裂隙带2—冒落带老顶的周期来压煤层倾角的影响倾角对矿山压力的影响随着煤层倾角的增大，顶板下沉量将逐渐变小;由于倾角的增加，采空区冒落的矸石有可能沿着底板滑动，从而改变了上覆岩层的运行规律;倾斜长壁开采时，岩块运动方式也有改变。老顶的周期来压老顶来压一般较缓或不明显，来压步距小；分层开采时矿山压力显现人工假顶，破碎岩块。支架受载小；顶板下沉量变大。老顶的周期来压采空区冒落矸石滑移及其造成的后果2.2矿山利用矿压显现的规律进行预防第4章

矿山压力与岩层控制01矿压预测预报制度目录0203矿压观测方案支护质量动态监测04观测时间要求顶板灾害以某矿采场矿压情况讲述矿山利用矿压显现的规律进行矿压的防治顶板灾害煤矿五大灾害之一仅次于瓦斯灾害居第二位顶板灾害

预测预防顶板灾害是煤矿安全生产中必不可少的环节之一。矿压观测能够第一时间掌握井下实际情况，便于及时采取有效措施，做到防患于未然。顶板灾害矿压预测预报制度01矿压预测预报制度初采工作面根据顶板控制设计，预测工作面的初次来压及周期来压步距；工作面两顺槽要根据顶板结构和岩性安装顶板离层探测仪观测顶板，专人对顶板观测仪定期观测、记录分析；工作面回采期间对超前支护阻力及工作面支护阻力进行观测，以及顶板破碎、煤壁冒漏片帮情况进行观测，并作好观测记录，形成报表报生产技术部；矿压预测预报制度在工作面上下出口预计来压位置悬挂周期来压预报牌板；经过多次来压数据分析，掌握来压规律，对预计的初次来压及周期来压步距误差进行修正；工作面回采结束后根据所有矿压观测资料编写矿压总结报告，并交技术科存档。矿压观测方案02矿压观测方案矿压观测内容矿压观测内容支架阻力观测支架活柱缩量观测巷道围岩变形观测巷道围岩表面位移观测顺槽超前支护范围内单体液压支柱阻力观测支护质量动态观测矿压观测方案根据观测结果对工作面顶板及顶板活动规律、来压特征，工作面支架受力特点，支架对顶板的适应性和控制效果，超前支撑压力影响范围和分布特点，顶板、煤层稳定性，工作面支护质量等进行分析，并进一步了解煤、岩体力学参数等基础数据。矿压观测方案观测方法

支架阻力观测：利用圆图压力自记仪或压力表分别在工作面均匀分布10条观测线，观测支架前、后柱工作阻力的变化。矿压观测方案

支架活柱观测：用标记法在工作面上、中、下分布3条观测线，在移架后、下次移架前测量活柱下缩量。根据循环的次数，可算出循环下缩量和下缩速度。矿压观测方案

统计观测：沿工作面采煤机移动方向每隔5架作为一观测剖面，矿压部门每班统计一次端面顶板的破碎情况及煤壁的片帮情况，同时统计支架安全阀开启量、顶板冒落情况和支架因顶板压力损坏的部件等。矿压观测方案顺槽的矿压观测超前支护单体液压支柱阻力观测在两顺槽超前支护范围内均匀各取5个点，用测压表测单体液压工作阻力。矿压观测方案巷道围岩变形观测利用顺槽成巷期间设置的观测基点观测。即两顺槽每隔50米安设顶板离层探测仪，监测顺槽顶板底板的相对移进量，用来推断顶板的运行过程和状态。矿压观测方案巷道围岩表面位移观测

利用顺槽原观测基点，并视情况补设部分基点。即在轨道顺槽、运输顺槽分别距切眼40m、60m、80m、100m、120m处布置五个测区。

支护质量动态监测03支护质量动态监测监测内容支架的初撑力煤壁片帮情况梁端距采高及端面顶板冒落情况两顺槽单体支柱初撑力超前支护质量等支护质量动态监测观测时间要求04观测时间要求支护质量监测顺槽工作面观测到老顶初次来压和六次周期来压。观测至工作面推进200止。整个生产期间。观测时间要求

矿山压力监测对于煤矿的实际生产具有非常重要的实际意义，它指导矿山的建设，安全生产等等个方面工作的进行，是采矿行业的基础学科之一。观测时间要求

同时作为作为采矿行业的基础理论学科，由于其对采矿行业的重要性，得到了广泛的研究学习，推动了采矿学科的科学健康发展，创造了显著的经济效益和社会效益。3.1岩石压力的控制第4章

矿山压力与岩层控制01对矿山压力和围岩控制的认识目录02矿山压力与围岩控制研究方法对矿山压力和围岩控制的认识01对矿山压力和围岩控制的认识地下岩体在受到煤矿开采影响以前，由于岩层自重的作用在其内部引起的应力，通常称为原岩应力；这种由于在地下进行采掘活动而在井巷，硐室以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，也叫地压。对矿山压力和围岩控制的认识围岩控制是为了使矿山压力的显现能够不影响正常的开采工作，以及保证生产的安全进行所采取的各种技术措施，加以控制围岩的移动变形。包括巷道布置、工作面形式、对巷道及采煤工作面空间所采取的支护方式、对软弱的煤岩体进行的加固工艺，采用各种有效的方法使巷道或采煤工作面得到卸压。对矿山压力和围岩控制的认识现有的矿山压力假说主要有以下几种:弹性基础梁假说压力拱假说双支梁假说悬臂梁假说预成裂隙假说较接岩块假说台阶下沉假说松散介质假说楔形假说砌体梁假说传递岩梁假说板结构假说对矿山压力和围岩控制的认识压力拱假说压力拱假说模型对矿山压力和围岩控制的认识自然平衡拱

开掘在任何岩层中的巷道，由于重力作用，顶板岩层发生破坏变形，形成一稳定的卸载拱。拱承受拱面以上全部岩石的重量，并将全部载荷经压力拱的拱脚传递到巷道两帮岩石而引起巷道两帮鼓出以及底板隆起等围岩变形；对矿山压力和围岩控制的认识

巷道支架所承受的荷载是拱面以下已经破碎的有限断面内的岩石总重量。底板中也存在和顶板类似的压力拱。工作面推进中的自然平衡拱对矿山压力和围岩控制的认识双支梁假说双支梁假说

当直接顶垮落高度不充分时，老顶处于悬露状态，由于回采工作面沿倾斜方向长度远大于沿走向的悬露跨度，可将老顶岩层视为一端由工作面煤壁，另一端由区段边界煤柱支撑的"梁”，即所谓双支梁假说。按梁两端的支撑条件不同，又可分为简支梁和固定梁。简支梁固定梁对矿山压力和围岩控制的认识悬臂梁假说模型“悬臂梁”假说

地下岩体是一种层状的连续弹性介质，未采动的岩体所受的力主要是垂直应力。在煤层开采后，采空区上方悬露的顶板在初次垮落后，可以看成是一端悬伸而另一端固定在工作面前方煤体上面的悬臂梁。对矿山压力和围岩控制的认识砌体梁假说砌体梁假说岩体结构模型该结构为“煤壁-已冒落矸石”及“煤壁-支架-已冒落矸石”两种支撑体系所支撑。采场上覆岩层可沿走向分为三个区：A——煤壁支撑影响区；B——离层区或支架影响区；C——已冒落矸石的支撑区。

在老顶岩梁达到断裂步距之后，随着工作面的继续推进，石桨将会折断，但断裂后的岩块由于排列整齐，在相互回转时能形成挤压，由于岩块间的水平力以及相互间形成的摩擦力的作用，在一定条件下能够形成外表似梁实则为半拱的结构。这种平衡结构形如砌体，故称之为砌体梁。对矿山压力和围岩控制的认识传递岩梁假说传递岩梁假说“传递岩梁”对矿山压力和围岩控制的认识该岩梁是由同时运动，且对矿压显现同时有明显影响的岩层组织而成。该岩梁在采场推进过程中，无论是在相对稳定阶段，还是进入显著运动的阶段，都能在工作面推进方向上始终保持传递力的联系，从而能将其作用力传递至煤壁前方和采空区已冒落的矸石之上。矿山压力与围岩控制研究方法02矿山压力与围岩控制研究方法建立数学模型，进行理论分析对建立的力学模型进行实验验证验证方法数值模拟技术实验室模拟方法比较验证修正并完善数学模型矿山压力与围岩控制研究方法以实验室研究的成果指导现场施工根据现场的施工反馈的实测数据验证理论计算的结果对理论研究进行进一步的完善得出研究的成果矿山压力与围岩控制研究方法是针对所需解决的力学问题，对数学方程作简化和数值离散化，编制程序作数值计算，将计算结果与实验结果比较。数学力学分析方法矿山压力与围岩控制研究方法优点能计算理论分析方法无法求解的数学方程，比实验方法省时省钱；但毕竟是一种近似解方法，适用范围受数学模型的正确性和计算机的性能所限制。矿山压力与围岩控制研究方法缺点结果远离实际、定性描述、需要提供有关参数、很难考虑复杂多变的因素；在使用过程中可以发现，任何一个小参数的调整都会对模拟结果产生较大的影响，因此数值模拟软件的结果并不能完全反映真实情况下的结果；但是具有很大的参考价值，特别是在无法进行的工程实际验证或者现场试验的情况下，对科研工作有很大的帮助。矿山压力与围岩控制研究方法实验室的试验研究方法

对于采矿行业，实验室的实验方法主要包括相似模拟实验方法。矿山压力与围岩控制研究方法现场实际观测方法该法是根据地下开采活动引起的矿山压力显现的特征，直接在现场进行观测和记录，利用各种仪器，地表量测支架载荷，岩体变形位移，岩体内应力、岩体力学特性数值的大小。3.2矿山进行有效矿压控制，预防岩石压力对采场的影响第4章

矿山压力与岩层控制01煤矿深井开拓方式的特点目录02对煤矿深井开拓方式和矿压控制技术的研究矿山岩石压力控制以某矿采场矿压控制情况讲述矿山岩石压力控制；如今，在煤矿开拓技术不断提高的前提下，某煤矿对煤矿深井开拓方式和矿压控制技术进行研究，就要结合其深井开采条件，对深井矿压显现规律进行分析，从而进一步提高煤矿企业的开采技术。煤矿深井开拓方式的特点01煤矿深井开拓方式的特点巷道变形幅度大某煤矿开拓的过程中，由于煤矿深井巷道围岩一般处于破裂状态，所以在开挖巷道围岩时，就会受到一定因素的影响，产生较大的收敛变形量。煤矿深井开拓方式的特点巷道开掘的变形速度大，稳定时间长煤矿深井巷道掘进的初期，会发现其变形速度大和稳定时间长。这是深井矿压最明显的特点。对煤矿深井开拓方式和矿压控制技术的研究02对煤矿深井开拓方式和矿压控制技术的研究对深井回采巷道支护与控制的研究

在一般情况下，控制相邻采场移动支承压力影响的主要方法有两种。首先，煤矿的工作人员要加大煤柱护巷宽度。对煤矿深井开拓方式和矿压控制技术的研究

其次，就是要尽量在相邻采场采动影响过后，再进行掘进回采巷道的程序，只有这样才能创新煤矿深井开拓方式，提高矿压控制技术，在多角度出发，不断地促进煤矿企业在社会经济市场中的发展。对煤矿深井开拓方式和矿压控制技术的研究对巷道围岩变形特征的研究

在三轴等压应力作用下，煤矿深井开拓中的岩石的变形特性会受到围压的影响。对煤矿深井开拓方式和矿压控制技术的研究

其变形特性是，岩石的屈服应力会随着围压的增加，然后不断地增加，其弹性段的斜率不会发生变化。对煤矿深井开拓方式和矿压控制技术的研究支架选择和深部采场支护方法

支架初撑力主要是在设计液压支架的时候，要考虑的参数所以选择合适的初撑力，是设计过程中的关键，更是保障液压支架稳定性的基础。支架初撑力对煤矿深井开拓方式和矿压控制技术的研究

液压支架不仅是提高矿压控制技术的关键，更是保障开拓人员生命安全的关键。对液压支架参数的分析对煤矿深井开拓方式和矿压控制技术的研究对深部采场支架使用情况和选择

对深部采场支架使用情况的研究：在具体的煤矿深井开拓工作的过程中，一些液压支架护帮护顶效果相对较差，不能及时进行护顶护帮，这就会造成煤壁片帮等事故。对煤矿深井开拓方式和矿压控制技术的研究

对深部采场支架选择的研究：这种型号的液压支架相对来说比较陈旧，它还没有前探梁和护帮板，其稳定性也是非常的不好，这就会在实际的应用过程中出现事故。总结综上述，最近几年，随着我国煤矿事业不断地发展，煤矿开采活动也在不断增加。所以，要想在这样的背景下，保障煤矿资源不受到影响，减少相关安全事故的发生，就要对煤矿深井开拓方式和矿压控制技术进行研究，加强对矿井深度的控制，因为只有这样才能使相关的煤矿深井开采企业在确保人们生命安全的前提下，获得最大程度的经济效益。4.1煤矿冲击地压防治第4章

矿山压力与岩层控制01冲击地压目录02冲击地压机理冲击地压01冲击地压冲击地压，也称为冲击矿压，作为一种特殊矿压显现形式，已成为煤矿开采特别是深部开采矿井的主要灾害，严重威胁煤矿的安全生产。冲击地压冲击地压是指在开采过程中，积聚在煤炭体中的能量，瞬间释放出来，产生一种以突然、急剧、猛烈破坏为特征的动力现象。冲击地压特征：常伴随有很大的声响、岩体震动和冲击波，在一定范围内可以感到地震；有时向采掘空间抛出大量的碎煤或岩块，形成很多煤尘，释放出大量的瓦斯。冲击地压根据原岩(煤)体应力状态不同，冲击地压可分为3类：冲击地压重力型冲击地压构造应力型冲击地压中间型或重力-构造型冲击地压冲击地压褶曲型冲击地压顶板型冲击地压断层型冲击地压煤柱型冲击地压重力应力型冲击地压：主要受重力作用，没有或只有极小构造应力影响的条件下引起的冲击地压。中间型或重力-构造型冲击地压：主要受重力和构造应力的共同作用引起的冲击地压。构造应力型冲击地压：主要受构造应力作用引起的冲击地压。冲击地压根据冲击的显现强度分类：弹射

一些单个碎块从处于高应力状态下的煤或岩体上射落，并伴有强烈声响，属于微冲击现象。冲击地压矿震

它是煤、岩内部的冲击地压，即深部的煤或岩体发生破坏，煤、岩并不向已采空间抛出，只有片帮或塌落现象，但煤或岩体产生明显震动，伴有巨大声响，有时产生矿尘。较弱的矿震称为微震。冲击地压弱冲击

煤或岩石向已采空间抛出，但破坏性不很大，对支架、机器和设备基本上没有损坏；围岩产生震动，一般震级在2.2级以下，伴有很大声响；产生煤尘，在瓦斯煤层中可能有大量瓦斯涌出。冲击地压强冲击

部分煤或岩石急剧破碎，大量向已采空间抛出，出现支架折损、设备移动和围岩震动，震级在2.3级以上，伴有巨大声响，形成大量煤尘和产生冲击波。冲出的煤体冲击地压根据震级强度和抛出的煤量分类：轻微冲击抛出煤量在10吨以下，震级在1级以下的冲击地压。冲击地压中等冲击抛出煤量在10吨到50吨以下，震级在1级到2级的冲击地压。冲击地压强烈冲击抛出煤量在50吨以上，震级在2级以上的冲击地压。冲击地压根据发生的地点和位置分类：煤体冲击。发生在煤体内，根据冲击深度和强度又分为表面、浅部和深部冲击。围岩冲击。发生在顶底板岩层内，根据位置有顶板冲击和底板冲击。冲击地压机理02冲击地压机理冲击地压成因的机理强度理论能量理论冲击倾向理论失稳理论冲击地压机理冲击地压发生的条件是矿山压力大于煤体-围岩力学系统的综合强度。机理：较坚硬的顶底板可将煤体夹紧，阻碍了深部煤体的自身或煤体-围岩交界处的变形。强度理论冲击地压机理岩溶洞岩溶洞巷道巷道巷道巷道由于平行于层面的摩擦阻力和侧向阻力阻碍了煤体沿层面的移动，使煤体更加压实，承受更高的压力，积蓄较多的弹性能。冲击地压机理能量理论

当矿体与围岩系统的力学平衡状态破坏后所释放的能量大于其破坏所消耗能量时，就会发生冲击地压。冲击倾向理论

发生冲击地压的条件是煤体的冲击倾向度大于实验所确定的极限值。冲击地压机理失稳理论根据岩石全应力-应变曲线上凸硬化阶段下凹软化阶段煤、岩抗变形能力介质稳定由于外载超过其峰值强度，裂纹迅速传播和扩展，发生微裂纹密集而连通的现象。抗变形能力介质非稳定冲击地压机理失稳理论在非稳定的平衡状态中，一旦遇到外界微小扰动，则有可能失稳，从而在瞬间释放大量能量，发生急剧、猛烈的破坏，即冲击地压。由此，介质的强度和稳定性是发生冲击的重要条件之一。4.2煤矿冲击地压防治的案例第4章

矿山压力与岩层控制01冲击地压的概念目录0203冲击地压发生的原因冲击地压灾害预测方法04冲击地压灾害治理冲击地压的概念01冲击地压的概念