周期来压规律分析
矿压观测、分析、预报制度
黔西南州晴隆安宝煤矿有限公司矿压观测、分析、预报制度2020年03月20日矿压观测、分析、预报制度为加强采掘工作面的顶板管理，掌握采掘工作面顶底板活动和来压规律，为采掘工作面支护提供科学依据，确保采掘工作面有效支护，防止冒顶事故发生，打造本质安全型煤矿，经矿研究决定，成立矿压观测领导小组，对井下所有采掘工作面进行矿压观测。
一、成立矿压观测领导小组矿压观测小组办公室设在生产技术科，朱伯荣兼任办公室主任，负责井下采掘工作面及已掘巷道的测点布置、矿压观测数据分析、总结，为选择合理支护方式提供科学的参考依据。
二、总则1、为满足矿井生产管理需要，成立安宝煤矿矿压观测领导小组，配备技术人员及兼职观测工，建立健全观测组织机构，配备相应仪器仪表，负责收集各区队上报的矿压观测资料并认真分析、归纳、总结(数据变化大时及时分析总结)。
2、生产技术科结合实际情况，对开采的主采煤层进行顶板分类，制定相应的顶板管理措施，防止冒顶(片帮)等事故的发生;对采煤工作面上下安全出口、机道、放顶线等部位加强观测，做好数据分析工作。
3、生产技术科应对工作面来压周期、来压步距、最大来压强度、顶板最大下沉量等进行科学分析，并就巷道支护强度、支护方式、工作面推进速度提出合理性意见和建议，同时将结论报总工程师审核批准，必要时由矿总工程师定期组织相关人员进行分析、讨论，总结矿压显现规律，为采掘工作面顶板管理和支护设计提供科学依据。
4、矿压工程观测原始数据和参数必须真实可靠，不得弄虚作假。
5、安全科根据矿压工程观测数据及工作情况随时进行抽查，抽查比例不低于30%。
6、矿压观测原始数据和分析结果应装订成册，妥善保管。
7、所有观测数据必须采用标准表格填写，矿压观测、顶板离层监测表格详见生产技术科下发表格。
三、采掘现场矿压观测管理办法1、正常情况下，新布置测点前10 天每天由技术员对测点数据采集一次，超过10 天后，测点每10 天观测一次。
2、遇巷道压力、围岩位移量变化较大时，区队必须每班指派专人进行监测并收集相关矿压参数，突变情况下及时向生产技术科和调度室汇报。
煤矿顶板灾害防治0514
瓦斯事故63起，死亡149人，分别占事故总 次数和事故死亡总人数的19%和29%。
一、顶板事故的危害
6. 2006全省煤矿发生死亡事故304起,
L>50
L>50
N ≤0.3，L＝ 25～50
塑性弯曲的顶板 是指赋存在煤层之上随着工作面的推进能缓慢下沉，而后逐
渐与煤层底板方向接触。这一般在薄煤层或厚度不大的中厚煤层的石灰岩顶板中 才可能出现。
二、煤矿顶板与矿压规律
5.矿山压力基本知识 原岩应力— 在地下某一深处岩层未被开挖前 岩体内所具有的力。包括上覆岩层的自重应力、 构造应力和膨胀应力等。其特点:三向平衡。
煤矿顶板灾害致因与预防
一、顶板事故及其危害 二、顶板与矿压规律 三、顶板事故的统计分析 四、顶板灾害致因分析与技术措施 五、顶板事故预防的管理对策
一、顶板事故的危害
顶板事故在煤矿事故中占40%。 （一）我省煤矿近年顶板事故情况
1. 1995－2001年 （7年） 全省煤矿伤亡事故2802起，死亡5232人。 其中：顶板事故1245起，死亡1474人，平均每年 178起，死亡210人，死亡事故次数和死亡人数分 别占总量的44％和28％(较2001年全国顶板死亡 人数高出3个百分点）。
①Ⅰ级基本顶 N>5，称无周期来压或周期来压不明显的顶 板，这时基本顶的垮落与错动对工作面的支架无多大影响。
②Ⅱ级基本顶 2<N<5，为有周期来压顶板，基本顶的失稳 对工作面支架有较为严重的影响。
③ Ⅲ级基本顶 N<2，甚至没有直接顶，为周期来压严重的 顶板，这时基本顶悬露与垮落都将对工作面支架有严重的影响。
矿山压力与岩层控制课后习题
第一章 矿山岩石和岩体的基本性质1、岩石的孔隙性、孔隙度和孔隙比有什么不同？研究它们有何意义？2、岩石受载时会产生哪些类型的变形？岩石的塑性和流变性有什么不同？3、将某矿的页岩岩样做成5cm ×5cm ×5cm 的三块立方体试件，分别作剪切角度为45°、55°和65°的抗剪强度实验，施加的最大载荷相应地为22.4、15.3和12.3KN ，求该页岩的内聚力C 和内摩擦角值，并绘出该页岩的抗剪强度曲线图。
4、对某矿石灰岩进行抗剪强度实验结果，当时，当时。
如果已知该岩石的单向抗压强度,求侧压力时其三轴抗压强度是什么？5、莫尔强度理论和格里菲斯强度理论在本质上有何区别？为什么莫尔强度理论较广泛地用作岩石强度条件？他可用来解释那些问题？6、试叙述单向拉伸、单向压缩、双向拉伸、双向压缩、双向不等拉压、纯剪、三向等拉、三向等压和三向不等压的应力圆（设压应力为正，、、分别为最大、中间和最小应力）。
7、岩石强度的压性能有何意义？如何根据莫尔应力圆和斜直线型强度包络线求解岩石试件在单向受力条件下的压拉比？8、如果某种岩石的强度条件为试求：（1）这种岩石的单轴抗压强度；（2）设压应力为正，单位为MPa ，则下列应力状态的各点是否会产生破坏，（40，30，20）；（53，7，30，6.3）；（53.7，30，1）；（1000，1000，1000）。
9、某种岩石在单轴压缩过程中，其压应力达到28MPa 时即发生破坏，破坏面与最大主平面的夹角为60°，假定抗剪强度随正应力呈线性变化，计算，（1）这种岩石的内摩擦角；（2）在正应力为零的平面上的抗剪强度；（3）上述试验中与最大主平面成30°夹角的平面上的抗剪强度；（4）破坏面上的正应力和剪应力。
10、解释岩体强度变化曲线图的含义，是考虑是否有其他方式能更多的反映岩体ϕMPa n 8.41=σMPa 8.151=τMPa n 2.81=σMPa 181=τMPa R 6.821=MPa 53=σ1σ2σ3σ)MPa (tan 10300+=ατ321σσσ>>强度特征？11、某矿按双千斤顶法对主井井口表土层下基岩中制取的四个试体进行了原地剪切试验，每次先施加法线力N 到一定值且稳定不变后再施加倾斜15°的推力P ，直到试体沿底板岩面发生剪切破坏，试验结果如下：擦角υ值。
矿山压力基本知识
矿山压力基本知识1.名词解释：1）矿山压力: 通常把由开采过程而引起的岩移运动对支架围岩所产生的作用力，称为矿山压力。
2）矿压控制：3）周期来亚：4）冲击矿压：2.解答题:1）画图说明岩石应力应变全过程;2）画图说明采煤工作面上覆岩层移动概况；3）画图说明采煤工作面周围支承压力分布特点；4）影响采煤工作面矿山压力的主要因素;5）矿山压力观测仪器按观测内容可分为哪几种;6）画图说明采煤工作面“三量”观测的测区一般布置图; 7）采煤工作面矿压观测包括哪些项目；8）巷道矿山压力控制方法及原理;9）如何防治冲击矿压;3.论述题：在今后工作中如何控制常见的顶板事故?一、填空题：1．周期来压是随工作不断推进而出现的。
2．煤层顶板可分为、、三种。
3．根据顶板稳定性将直接顶分为、、、四类。
4．自然平衡拱是采掘空间上方岩层破坏后形成的的拱形结构。
5．采煤工作面中工作空间和的工作总称叫工作面顶板控制。
6．工作面顶板控制方法有、、、四种。
7．从开切眼煤壁到老顶初次来压时与工作面切顶线的距离叫基本顶的初次来压步距。
8．基本顶根据周期来压明显与否分为四级，周期来压强烈为级顶板。
9．基本顶周期来压越不明显，作用于支架上的就越小而且稳定。
10．采煤工作面的煤壁在矿压作用下，发生自然塌落的现象叫片帮。
11．煤层倾角对顶板下沉有明显的影响，煤层倾角愈大，影响顶板下沉的力。
12．由于采掘活动而引起的作用在巷运及采煤工作周围岩体内的应力叫。
13．因矿山压力的作用而在采煤工作面或巷道内显示的力学现象叫矿压显现，如；；；等。
14．基本顶按采压强度及来压步距可分为；；；四级。
15．在切割眼两帮的煤体中，产生了应力集中现象，这种集中应力称为。
16．支承压力大小，分布范围与；；；；煤的软硬有关。
17．当顶底板均为厚而坚硬的岩层，煤质很坚硬，开采深度又较大，形成很大支承压力时，就可能产生。
18．基本顶初次垮落前的初次失稳或工作面矿压显现加剧的现象称为。
郭家河煤业1301首采面矿压规律实测分析
步增 大 ， 但仍 未来 压 ］ 。 当工 作 面推 进 到 ５ ６ｍ左 右 时 ， Ⅲ测 区 的 Ⅱ、 支架 压力 突然 增 大 ， 分 支架 的安 全 阀开 启 ， 作 部 工 面初 次来 压 ， 压 步距 约 ５ 来 ６ｍ。但工 作 面 Ｉ、 Ⅳ测
表 １ 初 次 来 压 支 架 压 力 数 据
２ 矿压观 测方案
为分 析研 究煤 层倾 向方 向不 同部 位 顶 板 的来
测区
—
初撑力 ／ 平均值与 工作阻力 ／ 平均值与 ｋ Ｎ ｋ Ｎ
—
压 分 布规 律 、支架 的支 护质 量及 开采 边 界 条件 的
影 响 ，掌 握 郭 家 河 煤业 １ ０ 首 采 面 压 力 分 布 状 ３１
９４ ８ １ ２ ６ １ ９ ３ ８８ ２ ９４ ２ ９ １
７． ８９ ７． ４１
１０ ３ １首 采 面 矿 压 观测 仪 器 采 用 直 读 式 压 力 表及 数码 连 续记 录压力 计 ，沿 工作 面 面 长方 向分 别 布置 Ｉ、 Ⅲ 、 Ⅱ、 Ⅳ４个 测 区 ， 每个 测 区支 架 的 在 立 柱 上 安 装 尤 洛 卡 连 续 记 录支 架 立 柱 的工 作 阻 力 ，监测 仪 采 集支 架 工作 阻力 的时 间间 隔设 置 为 ５ｍｎ 次 ， ｉ／ 同时 观 测每 个 测 区 处煤 壁 片 帮 、 面 冒 端
平 均值 最大值 ， ％
Ｉ（ １ ） ７７ １ ８５ １ １架 ３ ２
Ｉ （ ８架 ） ８３ ４ １ ２ Ｉ５ ９ ０２ ９
额定 值 比—
６． ４４
６． ９９
平均值 最大值 ， ％
８４ ０ ９２ ８ ６ １
煤矿顶板事故防治新技术
第一章1.试分析顶板事故对煤矿安全生产的影响。
根据对2001~2003年煤矿事故的统计，顶板事故起数占煤矿事故总起数的49.86%，死亡人数占总死亡人数的35.67%，可见煤矿顶板事故对煤矿安全生产的影响之大。
加强顶板管理、减少或杜绝顶板事故的发生仍然是降低百万死亡率、扭转煤矿安全生产形势的重点工作之一。
2.顶板事故发生的主要原因什么？一是为了满足大型井的生产系统需要，巷道断面大，服务年限长；二是在掘进和维护过程中，对关键部位、地点，措施不力，管理不严；三是随着开采深度的增加，岩性发生变化和矿山压力产生影响；四是支架的刚度、柔度、结构和支护质量还不能满足上述三因素的要求。
3.煤矿顶板事故与煤矿其他事故比较，其特点是什么？顶板事故是煤矿不容忽视的重要灾害事故之一，它发生的主要特点不同于瓦斯煤尘爆炸，群死群伤的重大恶性事故通常比较少见，而零散事故却频繁发生，而且凡是有人工作的地点，都有可能发生这类事故，分布范围比较广泛。
第二章1.采煤工作面顶板按移动、破坏程度可分为哪几带？各有何特点？1)冒落带特点是顶板岩石在自重作用下，发生法向弯曲，当岩层内压拉力超过岩石强度时，即出现断裂直至垮落，而且越是靠近煤层，冒落岩块之间的空隙越多，连通性越强，越有利于水、砂和泥土通过。
冒落带的高度取决于才采出煤层的厚度和岩石的碎胀系数，通常为采出煤层厚度的3~5倍。
2）裂隙带特点是：岩层发生垂直于层面的裂缝或断开，岩层顺着层面产生裂隙。
3）弯曲下沉带特点是：在此带内，岩层不再断裂，只是在重力作用下发生法向弯曲，保持其整体性和层状结构，其移动过程连续而有规律，岩层呈平缓的弯曲。
2.试分析周期来压的形成原因及表现形式。
形成原因：随着采煤工作面的推进，在基本顶初次来压以后，裂隙带形成的岩体结构将始终经历“稳定—失稳—再稳定”的变化，这种变化将呈现周而复始的过程。
由于岩体结构的失稳，导致工作面顶板的来压，这种来压将随着工作面的推进而周期性地出现。
石拉乌素煤矿深部大采高综采工作面矿压规律研究
石拉乌素煤矿深部大采高综采工作面矿压规律研究秦立堂，顾颖诗，吴震（1.兖州煤业股份有限公司济南煤炭科技研究院分公司，山东济南250000;2.内蒙古昊盛煤业有限公司，内蒙古鄂尔多斯017000）摘要：为研究鄂尔多斯地区深部复合煤层大采高综采开采方式下的采煤工作面矿压规律，本文以石拉乌素煤矿221上01工作面为研究对象，制定针对性现场观测方案，在工作面开采期间开展矿压实测,分析总结得到了该地质和开采条件下的顶板活动规律及矿压显现特征,为该矿后续工作面开采过程中的采场围岩控制和巷道支护优化提供了科学依据。
关键词：高地压矿井；大采高综采；矿压规律中图分类号:TD323文献标志码:A文章编号:1009-0797（2021）03-0099-04Study on ground pressure law of large mining height fully mechanizedmining face in deep compound coal seamQIN Litang1,GU Yingshi2,WU Zhen2（1.Y^^hou C厨I九dus好Co.,Ltd.Jk问Co说％ience and Technology Research Institute Branch,J^an250000，体也a;2.bner Mon和ba Haosheng Coal Industiy Co.,Ltd.,Ordos017000,Chin a）Abstract:In order to study the ground pressure law of a deep and high pressure mine in Ordos area under the mode of fully mechanized mining with large mining height,this paper established the field observation scheme of Shilawusu coal mine221上01mining face,carried out the field measurement of ground pressure during the miningperiod,analyzed and summarized the roof activity law and ground pressure behavior characteristics under the geological and mining conditions,which was the follow-up working face of the mine.It will provide a scientific basis for surrounding rock control and roadway support optimization in the process of mining.Key words:High pressure mine;Fully mechanized coal mining with high mining height;Law of ground pressure0引言石拉乌素煤矿位于内蒙古鄂尔多斯市境内呼吉尔特矿区,矿区正处于开发建设阶段，附近相邻矿井中可借鉴的开采经验较少。
【专业知识】煤矿井下预防冒顶的措施
【专业知识】煤矿井下预防冒顶的措施按照顶板一次冒落的范围及造成伤亡的严重程度，可将常见的顶板事故分为两大类：大冒顶和局部冒顶事故。
（一）大冒顶的预兆及预防措施采煤工作面不断向前推进，采场控顶面积便逐步增大，当厚度不大的直接顶逐渐塌落，而坚硬的老顶大面积的悬露时，在工作面顶板岩层形成一个自然压力拱，煤壁受压发生变化，造成工作面压力集中。
在这种情况下，如果工作面支架对顶板的总支撑力不能与维持顶板稳定下沉的要求相适应，就会出现大冒顶（或称切顶）。
1.大冒顶的预兆（1）顶板的预兆：①顶板连续发出断裂声。
这是由于直接顶和老顶发生离层或顶板切断而发生的声响。
②顶板岩层破碎、下落、掉碴。
掉碴一般由少变多，由稀变密。
③顶板裂缝增加或裂隙张开，并产生大量的下沉。
（2）煤帮的预兆。
由于冒顶前压力增加，煤壁受压后，煤质变软，片帮增多。
使用电钻打眼时，钻眼省力；用采煤机割煤时，负荷减少。
（3）支架的预兆。
使用木支架时，支架大量折断，发出声音。
使用金属支柱时，顶板来压引起活柱快速下沉，连续发出咯，咯的响声，支柱发颤。
工作面使用绞接顶梁时，因受顶板冲击压力，顶梁楔被弹出或挤压，俗称飞楔。
底板松软或底板留有底夹石、丢底煤时，支柱会大量插入底板。
（4）工作面瓦斯含量增多或淋水增大。
含有瓦斯的煤层，冒顶前瓦斯涌出量突然增大。
有淋水的顶板，淋水量增加。
2.预防大冒顶的措施（1）掌握工作面顶板周期来压规律。
在确定工作面支架的总支撑力时，必须考虑顶板的初次来压和周期来压规律。
如果支架总支撑力只能适应平时顶板压力，当有周期来压时会给工作面造成严重威胁。
在支架的总支撑力不足应付周期来压时，掌握了顶板活动规律，在来压前加强支护，多增支架，并采取各种安全措施，则可以防止冒顶。
所以，采掘工作面有备用支护材料是十分必要的。
（2）采煤工作面要有合理的支架规格和支护密度。
（3）加快工作面推进速度。
因为工作面进度慢，顶板下沉量大，所以顶板不完整，木支架折损多，反应在金属支柱上的压力也大。
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周期来压规律分析
1354综采工作面周期来压分析
综采一队
三、基本顶初次跨落与初次来压
1、基本顶初次跨落步距确定
1354综采工作面截止2月2日中班推进26米后，煤壁局部有片帮，支架压力明显增大，顶板出现断裂响声等初次来压预兆。
基本顶初次跨落步距受基本顶强度、厚度和上部岩层作用载荷及不同的受力状态、地质构造的因素影响，结合实际情况确定1354综采工作面初次来压步距为: L初=35m
2、初次来压预防措施
在顶板初次来压期间采取了加快推进速度、控制采高、加强支架初撑力等的方法，有效的控制了顶板初次来压期间造成的影响，使生产安全顺利进行。
3、顶板初次跨落造成的影响
顶板初次跨落期间没造成设备破坏，对生产无造成较大影响。
四、基本顶周期来压
（一）、周期来压步距确定
在初次来压后，又继续推进26米(2月20日)，再次出现煤壁局部片帮，中部支架压力增大，顶板下沉量增大等情况（周期来压预兆）；继续推进11.5米(2月23日)，再次出现上述情况，……
在回采推进过程中，共观测到5次周期来压预兆，具体情况如下表：
周期来压步距取决于基本顶的岩性、厚度、基本顶上方岩层的组成情况等因素。
周期来压步距要比初次来压步距小，一般可由下列公式计算L周=（1/2—1/4）L初
式中：L周—顶板周期来压步距
L初—顶板初次来压步距
根据上面计算公式，再结合以上实际数据，确定1354综采工作面周期来压步距为：12米
（二）、周期来压预防措施
1、技术员和跟班验收员要做好周期来压预测和矿压观测记录等工作。
2、工作面周期来压时，工作面支架初撑力不低于25.2Mpa，回风巷、运输巷及端头支护所有单体支柱初撑力不低于12Mpa。
3、周期来压期间，必须加强观察工作面中部支架、两端头支柱的初撑力及支架状态，确保整体支护强度，预防冒顶。
4、加强运输巷、回风巷顶板离层仪的观测，发现问题及时采取有效的措施进行处理。
5、超前支护20m内出现片帮大或顶板破碎时，应及时打点柱支护，必要时加密棚梁打柱支护，超前支护以外应及时补打锚杆支护。
6、当工作面局部地段片帮超过0.6m时，可超前采煤机移架及时支护顶
板；在顶板破碎的地段，为了有效地防止顶板冒落、控制煤壁片帮，要带压移架。
7、必须保证泵站压力达到31.5MP，支架初撑达到额定值的80%以上。
8、保证支架各供、回液管路完好无破损，严禁出现“跑、冒、滴、漏”或“阀组串液”等现象。
9、周期来压期间必须严格控制采高，采高不超过1.65m。
10、必须保证支架支撑立柱各安全阀完好，不泄压不窜液，且安全阀工作阻力与支架工作阻力相匹配。
11、割煤与移架工作必须配合作业，当拉架速度跟不上割煤速度时，必须停机等待，避免长时间大面积空顶。
12、周期来压期间，移架工作必须由单人作业。
严禁多架同时前移，而出现大面积空顶。
13、移架后必须将支架升紧，且顶梁与顶板接触后，必须给支架持续送液3-5秒，从而保证支撑有力。
14、端头工每班支、回柱前，必须先进行敲帮问顶，如有离层、片帮，及时进行处理，并认真清理好退路，确认安全可靠后，方可作业。
15、单体液压支柱支护必须上好防倒装置，防止支柱受压倾倒伤人。
16、来压期间必须使用完好无漏液的单体液压支柱，严禁使用失效、泄液支柱。
17、回柱放顶时，必须由两人协同作业，一人观顶、一人回柱，严禁单人作业。
18、端头支护回柱工作必须先于工作面移架，单体液压支柱支打迎山有
力，支撑牢固，严禁打在浮煤上。
19、在工作面来压期间，前、后端头支护区压力大，顶板破碎时，必须加密支护。