2015年安全工程師考試《生產(chǎn)技術(shù)》：采場礦山壓力

　?。ǘ┎蓤龅V山壓力及其控制方法

　　1．回采工作面礦山壓力的基本概念

　　在礦體沒有開采之前，巖體處于平衡狀態(tài)。當?shù)V體開采后，形成了地下空間，破壞了巖體的原始應(yīng)力，引起巖體應(yīng)力重新分布，并一直延續(xù)到巖體內(nèi)形成新的平衡為止。在應(yīng)力重新分布過程中，使圍巖產(chǎn)生變形、移動、破壞，從而對工作面、巷道及圍巖產(chǎn)生壓力。 通常把由開采過程而引起的巖移運動對支架圍巖所產(chǎn)生的作用力，稱為礦山壓力。

　　在礦山壓力作用下所引起的一系列力學現(xiàn)象，如頂板下沉和垮落、底板鼓起、片幫、支架變形和損壞、充填物下沉壓縮、煤巖層和地表移動、露天礦邊坡滑移、沖擊地壓、煤與瓦斯突出等現(xiàn)象，均稱之為礦山壓力顯現(xiàn)。因此，礦山壓力顯現(xiàn)是礦山壓力作用的結(jié)果和外部表現(xiàn)。

　　2.煤礦礦山壓力控制方法

　?。?）直接頂穩(wěn)定性分類與老頂壓力顯現(xiàn)強度分級

　　直接頂是指直接位于煤層之上的易垮落巖層。煤礦直接頂穩(wěn)定性分類主要以直接頂初次垮落步距為主要指標，將直接頂分為不穩(wěn)定、中等穩(wěn)定、穩(wěn)定和非常穩(wěn)定4類。

　　老頂是位于直接頂之上較硬或較厚的巖層老頂壓力顯現(xiàn)分為4級，即老頂來壓不明顯、來壓明顯、來壓強烈和來壓極強烈。

　?。?）回采工作面支架主要有單體摩擦式金屬支柱、單體液壓支柱和液壓自移支架等幾種，少數(shù)礦井也還使用木支柱。

　　3．金屬非金屬礦山地壓控制方法

　?。?）空場采礦法地壓控制

　　空場采礦法藉礦柱控制采場頂板和圍巖的暴露面積。根據(jù)礦巖的強度，采取合適的礦房和礦柱尺寸，以維護采場的穩(wěn)定。有時為了提高礦巖的承載能力，除留礦柱外，還可采取木支柱、錨桿支護等輔助性措施，以保證回采工作的安全。

　　（2）充填采礦法地壓控制

　　充填采礦法在回采礦石的同時，用充填材料充填回采空間，實現(xiàn)采場地壓控制。充填體限制圍巖的位移和變形，減緩圍巖移動的危害和降低地表下沉的程度；充填體使礦柱由單向或雙向受力狀態(tài)變?yōu)槿蚴芰顟B(tài)，從而提高了礦柱的強度；回采空間充填后，能降低蓄積在圍巖中的彈性應(yīng)變能，從而提高了地下結(jié)構(gòu)抵抗動荷的能力。

　　（3）崩落采礦法地壓控制

　　隨著回采工作面向前推進，頂板巖層中壓力波亦向前移動。在回采工作面前后方頂板巖層中形成應(yīng)力降低區(qū)、應(yīng)力升高區(qū)和原始應(yīng)力區(qū)。頂板巖層強度越大，開采深度越深，其應(yīng)力峰值越高。

　　采用單層崩落法采礦時，為使工作面附近有一個安全地段．應(yīng)根據(jù)頂板巖石的力學性質(zhì)，合理確定最大懸頂距。為保證回采工作安全，使作用在工作面上方的壓力值較小，必須隨回采工作面的進行，工作面向前推進一定距離，在控頂距處架設(shè)密集切頂立柱，進行放頂。

　　采用無底柱分段崩落法采礦時，為維持回采進路良好的穩(wěn)定性，必須掌握回采進路周圍巖體中的應(yīng)力分布，回采順序?qū)M路的影響，以便采取相應(yīng)的維護措施。采用有底柱崩落采礦法的地壓控制問題，主要是維護出礦巷道的穩(wěn)定性。

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