頂板事故分析與點(diǎn)評(píng)

1、本次課課題：礦井頂板災(zāi)害概念、危害、防治及避災(zāi)方法和頂板塵事故案例教育學(xué)時(shí)數(shù)：教學(xué)目的及要求：通過本次課程的學(xué)習(xí)要使學(xué)員掌握頂板災(zāi)害和事故防治及避災(zāi)方法等。教學(xué)重點(diǎn)：頂板災(zāi)害隱患識(shí)別和事故防治。教學(xué)難點(diǎn)：頂板災(zāi)害防治。頂板事故分析與點(diǎn)評(píng)頂板事故分析與點(diǎn)評(píng)第一節(jié)第一節(jié)礦山壓力礦山壓力一、礦山壓力基本知識(shí)地殼中沒有受到人類工程活動(dòng)影響的巖體稱為原巖，天然存在于原巖內(nèi)與任何人為原因無關(guān)的應(yīng)力場(chǎng)稱為原巖應(yīng)力場(chǎng)。當(dāng)開掘巷道或進(jìn)行回采工作時(shí)，破壞了

2、原來的應(yīng)力平衡狀態(tài)，就會(huì)引起巖體內(nèi)部應(yīng)力的重新分布。宦表現(xiàn)為巷道和采煤工作面周圍煤、巖體產(chǎn)生移動(dòng)、變形甚至破壞，直到煤、巖體內(nèi)部形成一個(gè)新的應(yīng)力平衡狀態(tài)為止。由于礦山開采活動(dòng)的影響，在采掘巷道、工作面圍巖中所形成的力稱為礦山壓力，簡(jiǎn)稱礦壓。由于礦山壓力的作用，5@起巖體的變形、破壞、冒落以及支撐物的變形、破壞與折損，并會(huì)在巖體中產(chǎn)生一系列動(dòng)力現(xiàn)象，稱為礦山壓力顯現(xiàn)，簡(jiǎn)稱礦壓顯現(xiàn)。為使礦壓顯現(xiàn)不致影響正常的開采和保證生產(chǎn)安全，就必須采取各

3、種技術(shù)措施使礦壓顯現(xiàn)控制在一定的范圍內(nèi)，凡減輕、調(diào)節(jié)、改變和利用礦山壓力作用的方法，均稱為礦壓控制。（一）煤層頂、底板1、偽頂:直接位于煤層之上，極易垮落的較薄巖層。它由泥巖、頁(yè)巖等軟弱巖層組成，厚度小于0.5m，常隨采隨落。2、直接頂:位于偽頂或煤層之上的一層或兒層相同或不同的巖層。它由泥質(zhì)頁(yè)巖、頁(yè)巖、砂質(zhì)頁(yè)巖等不穩(wěn)定巖層組成，具有隨回柱放頂而垮落的特征。其厚度是指回柱放頂后能在采空區(qū)自行垮落的巖層厚度。圍巖膨脹、崩解體積增大而施加于

4、支護(hù)上的壓力，稱為膨脹壓力。膨脹壓力與變形壓力的基本區(qū)別于它是由吸水膨脹而引起的。從現(xiàn)象上看，屬于變形壓力范疇，但兩者的變形機(jī)制截然不同，前者是指與水發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，后者主要是圍巖應(yīng)力與結(jié)構(gòu)效應(yīng)。撞擊圍巖壓力指圍巖積累了大量彈性變形能之后，突然釋放出來所產(chǎn)生的壓力撞擊圍巖壓力是回采工作面上覆巖層劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)巷道支護(hù)體所產(chǎn)生的壓力。2、影響巷道圍巖壓力的地質(zhì)因素影響圍巖壓力的因素很多，通?？煞譃榈刭|(zhì)、開采和支護(hù)等類，影響圍巖壓力的地質(zhì)因

5、素有:原巖應(yīng)力狀態(tài)、圍巖力學(xué)性質(zhì)及巖體結(jié)構(gòu)等。(1)原巖應(yīng)力狀態(tài)。原巖應(yīng)力是引起圍巖變形、破壞的基本作用力。原巖應(yīng)力隨開來深度的增加而增長(zhǎng)。所以，隨開采深度的增加，巷道圍巖壓力會(huì)明顯增長(zhǎng)。原巖體中主應(yīng)力的大小和方向不同，對(duì)巷道的影響作用不同，也直接影響到圍巖壓力。(2)圍巖力學(xué)性質(zhì)。圍巖力學(xué)性質(zhì)是指它的強(qiáng)度(包括抗壓、抗拉、抗剪等各種強(qiáng)度和黏聚力、內(nèi)摩擦角等值)和變形性質(zhì)及其他力學(xué)屬性。（3）巖體結(jié)構(gòu)。當(dāng)結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度遠(yuǎn)小于結(jié)構(gòu)體強(qiáng)度時(shí)，結(jié)

6、構(gòu)對(duì)圍巖壓力的影響極大。通常巖體破壞首先從弱面開始，這是圍巖壓力在節(jié)理和層理等弱面發(fā)育區(qū)、破壞帶、斷層和摺皺區(qū)顯現(xiàn)強(qiáng)烈的重要原因。3、膨脹壓力的影響因素影響膨脹壓力的因素主要有巖石的組成與膠結(jié)狀態(tài)，物理化學(xué)性質(zhì)，圍巖中水分的補(bǔ)給狀況，水與巖石的接觸條件，支護(hù)和充填層的可塑性等。（三）采煤工作面頂板活動(dòng)的一般規(guī)律1、支承壓力1)支承壓力的形成在煤體未來動(dòng)前，煤缽上所受的原始應(yīng)力為單位面積上所受巖體的重量，煤體中開掘巷道（如開切眼）后，原始