岩梁裂断前后的支承压力显现及其应用的探讨

本文在理论研究和现场应用的基础上,总结了老顶岩梁运动与支承压力分布及其显现间关系的研究成果。文章阐述了采场推进过程中支承压力发展的过程及其显现的规律性,指出作为“载荷”和“传递介质”双重作用的老顶岩梁,其运动状态的改变和发展将引起“两方面作用”的主导地位的相互转化,导致采场支承压力分布和显现的有规律的变化。文章着重指出,当岩梁在端部断裂时刻,支承压力分布发生突变,以断裂线为界形成由已断裂岩梁自重所决定的“内应力场”及由上覆岩层整体重量所决定的“外应力场”,随工作面的推进,两个应力场中的压力和显现的高峰分别向相反的方向转移。当岩梁运动完成(触矸)后,内应力场形成稳定的低应力区。作者还给出了在内应力场中表达显现的支承压力和支架上作用力的力学表达式。文章最后介绍了支承压力分布理论在采场矿压控制中的应用,其中包括预测采场来压的时间和强度,确定巷道开掘的位置和时间,估算巷道变形量及支护阻力等。     

在高应力条件下改革有冲击地压危险煤层开采程序的研究和实践

山东省陶庄煤矿水采二号煤层采深为800～1000m;顶板为坚硬砂岩,单压强度为1300kg/cm~2,能够积聚能量。煤层上垂直压力可达600kg/cm~2。以上由于原开采程序不合理,冲击地压频繁发生,严重威胁安全生产。为了解决这个问题,作者自1980年起应邀进行了改革水采程序的研究,通过与枣庄矿务局科研所和陶庄煤矿的密切合作,在现场进行了详细的研究和实践。同时,通过相似材料模拟和电子计算机有限元模拟研究了冲击地压发生的原因和防治的关键。通过研究和比较单—水道开采和多水道联合开采等多种开采程序后,找到了能大幅度降低冲击地压危险的开采程序。本文不仅介绍了研究结果,还描述了冲击地压的预测方法,包括利用顶底板移近量曲线的曲率最大点测定支承压力的高峰位置和利用顶板断裂前后压力显现的变化规律预测老顶来压。从而,为实现改革开采程序奠定了基础。     

柴里煤矿309孤岛(煤柱)工作面采场矿压显现特点及予测予报效果

孤岛(煤柱)工作面的开采(回收)是煤矿生产中难以避免的问题。综观国内外孤岛(煤柱)工作面的开采情况,虽然有大量安全开采的实例。但此类工作面的回采,出现顶板事故的概率却是很高的。至今,对此类工作面开采全过程的观测资料极少。所以既难以总结成功的经验,也难找出发生顶板事故的教训。本文介绍了枣庄矿务局柴里煤矿309面开采全过程的矿压实测资料,以供参考。本文的要点是: 1、柴里“309”工作面是一个由“跳采”采序所形成的四面采空的孤岛煤柱,共压煤四十万吨。本文介绍了实测到的矿压显现情况,可以使我们从实际资料中,增进对孤岛工作面开采特点的了介。 2、实测证明,采场顶板来压予测予报是予防及对付孤岛煤柱顶板可能“突然”来压的有效手段。本文所举实例,说明了这种事故的威胁性以及防治它的过程。 3、孤岛煤柱工作面不同方向支承压力的迭加,是孤岛面开采中的一个重要特点。其迭加区的范围与孤岛面的采空侧数目及位置紧密相关。文中图5、6介绍了309工作面支承压力迭加的具体情况。图中的数量增长关系。有助于增进我们对此现象的理介与认识。 4、309面支承压力的分布特点,及其内外应力场的分布位置严格受308、3010、303等已采空面内老塘冒落情况及老顶悬露面积大小的控制。309面上曾出现的两次较大的动压冲击,就是308、3010面采空区顶板冒落影响到309面的结果。 5、从309面的实践看,在四面采空的条件下,从巷道维护的角度出发无煤柱护巷是有利的,而且,沿空送巷是经济可靠的。柴里煤矿309孤岛工作面的矿压观测。     

关于采场支承压力的显现规律及其应用

本文在矿压理论研究和生产实践的基础上,阐述采场支承压力的发展过程及其分布规律。着重论述支承压力中对采场有明显影响的那一部分。支承压力是与上复岩层运动密切相关的,其分布和显现是不断变化的,它的规律是由上复岩层运动发展的规律所决定的。文章从岩层运动入手研究采场支承压力的发展变化规律,探索矿压理论研究的新途径,并介绍将这一矿压理论的研究应用于生产实践,在解决采场来压及顶板情况予测等重大问题中所取得的成果。采场周围岩体中的支承压力,是上复岩层重力作用的结果,其大小与开采深度及采动后暴露的岩层面积成比例。采场支承压力的显现则只有当压力超过支承体的强度后,才会明显的表现出来。也就是说,支承压力的显现不完全取决于压力的大小,而是与支承体的承载能力紧密相连的。随采场推进,支承压力硬其显现,在不断的变化之中。这个变化是有规律的,其规律是由上复岩层运动发展的规律所决定的。通过支承压力显现规律推断上复岩层运动,解决采场来压及顶底板情况予测问题;以及在掌握岩层运动发展规律的基础上予测支承压力的发展,为解决巷道布置和维护问题服务。这就是我们研究的目的。由于决定支承压力大小的外载条件十分复杂,而且随开采时间,空间的发展在不断的变化之中。因此必须从运动和发展的角度研究支承压力。研究的重点不在于某一时刻压力值大小,而在于压力发展变化的规律及其与上复各岩层运动发展间的关系。