采场支承压力分布1
第4章采煤工作面矿山压力显现规律
初采——初次放顶——老顶悬露跨度增大——老
顶断裂——形成平衡结构——失稳——初次来压
初次来压——老顶初次断裂或或垮落前后工作面的矿压 显现称为初次来压（老顶平衡结构第一次失稳而施加给工作面以大 型压力的过程）。
初次来压步距——第一次来压时，工作面距开切眼 的距离（推进距离）。
二、初次来压时矿压显现特点： 1、来压前，顶板压力无明显增大； 2、煤壁内部支承压力增高，煤壁片帮严重； 3、顶板有板炮声响； 4、顶板下沉速度急剧增加，由1mm/h 到5～ 20mm/h； 5、支柱载荷急剧增加； 6、顶板出现切断（直接顶沿煤壁切断）。
（周期来压显现一般较初次来压时有所缓和）
三、预防措施： 同初次来压，同时加强统计观测。
第四节 采场围岩支承压压力分布规律
一、支承压力及基本概念
煤（矿）层采出后，在围岩应力重新分布的范围内， 作用在煤（岩）层和矸石上的垂直压力。
支承压力来源于重量。 支承压力分布范围将包括高于和低于原岩应力的整个区 域。 在单一自重应力场条件下,若煤（岩）层水平赋存，则其 支承压力的分布见图4.1所示：
m4 m3
m2 m1
ss3
s ss1
2
1
L1
L2 L3=L4=...=Ln
m4 m3
m2 m1
ss3
s ss1 21
L1
L2 L3=L4=...=Ln
上覆岩层运动状态与支承压力分布
1）支承压力大小表达式
n
n
y mii miiLiCix
i 1
i 1
来源
n
直接覆盖岩梁的单位重量 mi i i 1
影响因素
原岩应力、采空区的形状和尺寸、采空区上覆
岩层的性质及动态、煤柱的强度及其周围采动状 况以及煤层的开采厚度等。
矿山压力与岩层控制复习题及答案
矿山压力与岩层控制复习题及答案文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]1、矿山压力：由于矿山开采活动的影响，在巷道周围岩体中形成的和作用在巷道支护物上的力定义为矿山压力，（1）2、矿山压力显现：由于矿山压力作用使巷道周围岩体和支护物产生的种种力学现象，统称为矿山压力显现。
（1）3、矿山压力控制：所有减轻、调节、改变和利用矿山压力作用的各种方法叫矿山压力控制。
（1）4、原岩应力：存在于地层中未受工程扰动的天然应力称为原岩应力，也称为岩体初始应力、绝对应力或地应力。
（40）5、支承压力：在岩体内开掘巷道后，巷道围岩必然出现应力重新分布，一般将巷道两侧改变后的切向应力增高部分称为支承压力。
(58)6、老顶：通常把位于直接顶之上(有时直接位于煤层之上)对采场矿山压力直接造成影响的厚而坚硬的岩层称为老顶。
（65）7、直接顶：一般把直接位于煤层上方的一层或几层性质相近的岩层称为直接顶。
（65）8、直接顶初次垮落：煤层开采后，将首先引起直接顶的垮落,回采工作面从开切眼开始向前推进，直接顶悬露面积增大,当达到其极限垮距时开始垮落。
直接顶的第一次大面积垮落称为直接顶初次垮落。
（70）9、顶板下沉量：一般指煤壁到采空区边缘裸露的顶底板相对移近量。
（98）10、老顶初次来压：当老顶悬露达到极限跨距时，老顶断裂形成三铰拱式的平衡，同时发生已破断的岩块回转失稳(变形失稳)，有时可能伴随滑落失稳(顶板的台阶下沉)，如图4—3所示，从而导致工作面顶板的急剧下沉。
此时，工作面支架呈现受力普遍加大现象，即称为老顶的初次来压。
（99）11、周期来压：由于裂隙带岩层周期性失稳而引起的顶板来压现象称之为工作面顶板的周期来压。
（101）12、关键层：将对采场上覆岩层局部或直至地表的全部岩层活动起控制作用的岩层称为关键层。
（174）13、开采沉陷：煤层开采后，采空区周围原有的应力平衡受到破坏，引起应力的重新分布从而引起岩层的变形、破坏与移动，并由上向下发展至地表引起地表的移动，这一现象称为开采沉陷。
大采高工作面超前支承应力分布特征分析
2021年6月第34卷第3期山西能源学院学报Journal of Shanxi Institute of EnergyJun.，2021Vol.34No.3·煤电技术研究·大采高工作面超前支承应力分布特征分析（大同煤矿集团华盛万杰煤业有限公司，山西运城043302）姚鹏飞【摘要】大采高工作面在开采时易导致巷道难支护、煤壁片帮现象，严重影响煤矿安全生产。
本文根据某矿8.5m大采高工作面实际开采情况，利用FLAC3D数值模拟软件建立数值模型，研究大采高工作面推进过程中超前支承应力分布特征。
研究表明：1）煤壁前方划分为塑性变形区、弹性应力变形区、原岩应力区，且工作面超前支承应力影响范围为50m，峰值介于9～9.7MPa；2）随着工作面的不断演化，应力峰值前移，应力集中程度上升，最大值的位置随着其不断推进发生向前移动的现象。
研究成果可为大采高煤矿的安全生产提供理论依据。
【关键词】大采高；应力分布；数值模拟【中图分类号】TD323【文献标识码】A【文章编号】2096-4102（2021）03-0006-03由于大采高工作面采高的增大，工作面周围的应力水平与普通采高相比有着很大的变化。
近年来，随着煤矿开采工作面高度的增加，采场压力剧烈显现、顶板控制难度增加，与正常工作面开采相比表现特征不同。
且大采高工作面超前支承应力大，导致工作面前方煤体裂隙发育，造成煤壁片帮，进而引发冒顶。
因此，如何保障大采高情况下采煤工作面安全高效开采成为迫在眉睫的问题。
国内许多专家对工作面开采中支承应力分布规律做了大量的研究。
武泉森研究得出：工作面超前移动支承应力区的影响范围为工作面前方35m，最大值位置位于工作面前方20～25m处。
但是在超前支承应力的范围内，直接顶与基本顶之间产生二层，这表示支柱载荷增大、锚杆受力也增加，为了增强巷道的稳定性，单体液压支柱初承力要大于8MPa。
陈轶平文中指出工作面超前支承应力大约在工作面前方35m左右位置，回采工作面前方煤体处于应力升高区，顶、底板支承应力显现相似。
采场支承压力分布规律研究
工 程 技 术1 支承压力与矿压显现煤层采出后,在围岩压力重新分布的范围内,作用在煤层、岩层和矸石上的垂直压力称为“支承压力”。
在支承压力作用下发生的煤层压缩与破坏、相应部位的顶底板相对移动以及综采支架受力变形等现象统称为支承压力的显现。
支承压力的存在是绝对的,支承压力的显现是支承压力作用的结果。
但在在生产现场经常会出现支承压力大小和支承压力显现强度不一致、甚至截然相反的情况,造成这一情况的原因主要有以下两个方面。
(1)煤层不同部位的支承压力往往有很大的差别,这是由于相应部位岩层的破坏情况和边界条件不同所致。
(2)由于作为荷载的上覆各岩梁所处位置和强度的差别,再加上在采场推进过程中出露情况和边界条件的改变有先有后,其运动状态及向两支承端传递力的变化一般都是非同步的。
综上所述,可以看出,在既定的开采强度条件下,煤层上支承压力分布和在工作面巷道中的显现以及两者间的关系等是由上覆岩层的状态和煤体本身各处的支承能力所决定的。
因此,了解煤层受力分布状态及其破坏状态的发展过程,搞清上覆岩层运动规律,就有可能对支承压力的分布和显现规律作出正确的判断。
2 采场推进过程中支承压力的发展规律通过对工作面超前支护范围内的单体支柱压力进行监测和分析,结合矿山压力与岩层控制的理论研究成果,可以发现,从采场推进开始至老顶各岩梁一次来压结束期间的支承压力分布及其显现的变化可以划分为以下三个阶段:(1)第一阶段:从采场推进开始至煤壁支承能力改变之前,即煤壁附近煤体进入塑性状态。
在此阶段,随着采场的推进,通过处于相对稳定状态的老顶岩梁传递至煤层上的压力将逐渐增加,但是,由于各点的压力没有达到煤体的破坏极限,因此,包括煤壁在内的整个煤层都处于弹性压缩状态,支承压力的分布曲线是一条高峰在煤壁处的单调下降曲线。
(2)第二阶段:从煤壁支承能力开始改变起,到老顶岩梁端部断裂止。
进入此阶段,靠近煤壁附近的应力值达到了煤层的强度极限,随着煤体的破坏,其支承能力开始降低,这一趋势随着采场的推进和岩梁悬跨度的增加将会逐渐向煤壁前方扩展。
深部开采地压控制的研究_潘立友
矿井向深部延伸, 巷道地压大、支护困难的矛 盾突出, 巷道显现以底鼓为主。根据对深井巷道现 场 观测, 巷道底鼓现象具有以下特征: ( 1) 巷道底 鼓量大, 产生底鼓的巷道比例增加。( 2) 煤岩体蠕 变明显, 随深度增加, 巷道变形随时间变化而发展。 ( 3) 巷道底板岩体的破裂范围较大。( 4) 巷道的底 鼓受外界的扰动非常敏感。如赵各庄矿底板巷道受 动压影响, 十水平以下巷道采动影响后需返修。
Study on the separation and the broken law of top-coal in longwall top-coal caving mining —— JIA Guang -sheng etc.
T he paper analyses the influence o f cr acks on the breaking of to p-coal in longw all to p-coal caving mining . By the observ atio n in situ, the paper studies t he separ ation and bro ken law o f top-co al in differ ent distances t o the wall and different heig hts on suppor t.
工作面实测煤层深孔基点变形量和变形速度, 可获 得该工作面内应力场的范围达 15 m 以上, 较浅部 内应力场范围明显增加。
1 支承压力变化规律
1. 1 支承压力与采深的关系 根据深部开采的支承压力变化规律的有限元
模拟结果分析, 可以得到: 应力集中系数( K ) 随采 深的增加而呈减小的趋势, 煤壁前方支承压力的集 中程度降低, 支承压力峰值明显增大( 见图 1、2 所 示) 、支承压力分布规律为: 随采深的增加, 应力集 中程度减小, 而区域的宽度增加。
采煤工作面超前支承压力分析及超前支护优化
采煤工作面超前支承压力分析及超前支护优化摘要：随着煤矿开采深度的增加，煤炭资源开采作业面临的地质环境越来越复杂，尤其是破碎顶板巷道的开挖和支护。
然而，原有的巷道支护技术已经不能满足深基坑（矿井）支护的需要，威胁着开挖(施工)作业的安全。
鉴于此，探索有针对性的支撑技术具有重要意义。
主要分析了采煤工作面超前支护压力的分析和超前支护的优化。
关键词：支承压力；超前支护；工作面；单体支柱引言在煤矿深部开采中，选择合理的矿山支持方法是确保安全生产的前提，其中还应考虑到地质条件和施工因素，并应根据沉陷原则选择合理的支持方法。
1、煤矿巷道支护的重要性随着国家的持续发展，工业水平显着提高，煤炭工业作为重工业的重要组成部分的发展，对工业发展产生了重大影响，从而影响了国家整个经济的发展速度和水平。
煤矿安全是一个主要关切问题。
近年来，煤矿倒塌等危险事故司空见惯。
如果不消除对采矿环境的安全风险，如果工人的安全得不到保障，人民和财产的安全将受到严重威胁，在某些情况下，国家的经济发展将受到严重损害。
随着我国人民生活水平的提高，人们的安全意识也在提高，许多工业精英正在努力寻找措施来改善矿山的安全，而矿山的建设是直接影响到总体安全的一个重要因素。
在地质安全方面，经验丰富的设计人员制定了一系列措施，不仅通过审查地质的地理位置和地质状况，而且通过改进工作，查明和处理采矿前的潜在风险，以查明和减少安全风险。
2、采煤工作面巷道掘进变形特征及影响因素分析本文研究的工作面自施工以来，行车道发生了严重变形，为了正确理解工作面变形，在其顶板采用“十字布点”的方式对顶板和两帮的移近量进行监。
对监测数据进行分析后，可总结出工作面变形特征如下:①工作面巷道顶板出现不同程度的煤层脱落；巷道顶板所采用的支护锚杆被拉断且钢带也被拉断，其中有一部分钢丝网被完全破坏。
其中，针对顶板下沉掉包严重的位置采用木垛的方法进行强化支护，但最终效果不明显。
②整个巷道工作面的底鼓现象较为严重，底鼓量最大可达1500mm。
标准版《矿山压力与压力控制》课后习题答案
矿山压力与压力控制习题第0章绪论1、顶板事故频繁发生的基本原因是什么?答：顶板事故频繁发生的基本原因是：（1）没有很好地研究和掌握各个具体煤层需要控制的岩层范围及其运动的规律（包括运动发生的时间和条件等），顶板控制设计缺少基础；2）没有深入地研究和掌握各种类型支架的特性，特别是在生产现场所能达到的实际支撑能力。
没有解决好针对具体煤层条件选好和用好支护手段方面的问题；3）没有更好地揭示支架与顶板运动间的关系，达到正确合理的选择控制方案。
2、矿山压力与岩层控制研究的主要任务是什么?答、矿山压力与岩层控制研究的主要任务为：（1）研究随采场推进在其周围煤层及岩层中重新分布的应力（包括应力大小及方向等）及其发展变化的规律。
该应力的存在和变化是煤及岩层变形、破坏和位移的根源，也是采场及周围巷道支架上压力显现的条件。
搞清分布在煤层及各个岩层上的应力状况，揭示它们随采场推进及岩层运动而变化的规律，是采场矿山压力研究的重点。
（2）研究采场支架上显现的压力及其控制方法。
包括压力的来源、压力大小及与上覆岩层运动间的关系、正确的控制设计方法等。
（3）研究在采场周围不同部位开掘和维护的巷道的矿山压力显现及其控制办法。
包括不同时间开掘的巷道压力的来源、巷道支架上显现的压力大小及其影响因素、以及支架与围岩运动间的关系等。
（4）控制采动岩层活动的主要因素分析。
从十分复杂的采动岩层活动中建立采动岩层的结构力学模型，从而展开对采场顶板矿压、采场突水、岩层移动及地表沉陷规律等进行系统描述。
（5）深部开采时采场支承压力分布、岩层结构及运动特点、围岩大变形的控制机制等。
3、矿山压力与岩层控制研究历史上主要存在几种假说？并叙述各假说的内容及优缺点？答：（1）掩护“拱”假说掩护拱假说的基本观点是：①采动形成的工作空间是在一种“拱”的结构掩护之下；② “拱”结构承担上覆岩层的重量，通过拱脚传递到煤层及岩体上的压力及由此在煤及岩体中形成的应力，是煤及岩层破坏的原因，也是“拱”结构本身向外扩展的条件；③采场空间的支护仅承受拱内已破坏岩层的岩重，支架是在由“拱”的结构尺寸所圈定的破碎岩石荷重下工作—即在一定的载荷条件下工作，支架上显现的压力大小与支架本身的力学特性无关。
采煤工作面矿山压力显现规律
二、采煤工作面矿山压力显现规律
• 总之，在采空区四周都存在着应力集中现象。 （回风巷、溜子道几乎相等，煤壁明显大于老 塘。） • ⑸由此可见：回采工作面前方的支承压力主要 是由于工作面的采空区上方岩体的重力转移所造 成的。同时，顶板岩梁弯曲下沉作用也会引起工 作面前方煤体中产生应力升高现象（平时表现不 明显，当工作面来压时就会突然地表现出来，岩 层越硬越明显）。 • ⑹当垮落岩块被压倒一定程度后，回采工作面后 方的采空区，同样会出现支承压力。
二、采煤工作面矿山压力显现规律
④两次来压间隔的天数称为来压周期，在此期 间工作面推进的距离称为周期来压步距。 • 老顶初次来压步距与老顶岩层的力学性质、厚 度、破断岩层之间互相咬合的条件有关（一般为 20—35m，个别矿可达60—70m，甚至更大）。 • 由于周期来压时老顶岩梁处于悬臂状态，与初次 来压时老顶处于双支撑状态不同。周期来压步距 比初次来压步距小得多，一般约为5—20m左右， 少数坚硬顶板可达20—30m。 •
三、掘进工作面矿山压力显现规律
如果两帮岩石节理发育、岩性较软，则 在两帮支承压力作用下，两帮岩石沿着斜 面垮落下来，这就是片帮。 • C、巷道底压。巷道产生侧压，获得新 的平衡后，新的自然平衡拱仍然把压力传 给两帮，再传给底板。当底板岩石强度较 低时，底板岩石就会向上移动，形成底膨。 •
• • 2、影响采场矿压显现的岩层组成 对采场矿压显现有明显影响的岩层，由直接顶 和老顶两部分组成。 • A、直接顶 其作用力必须由支架完全承担， 它由泥质页岩、页岩、矿质页岩等组成。 • B、老顶 由一层或几层岩层（岩梁）组成，它 对采场矿压显现有明显影响，其运动的作用力 （岩层重量）不由支架全部承担（支架承担老顶 作用力的大小，由对岩梁位态控制要求决定）， 它由砂岩、石灰岩、砂砾岩等组成。
4、5采场矿山压力显现基本规律
图4-17 W—上覆岩层重力；Q1—垂直岩层的分力；Q2—
30
由于倾角增加，采空区冒落矸石不一定能 在原地滞留，很可能沿着底板滑移，从而改变 了上覆岩层的运动规律。
对不同倾角的两带(冒落带、导水裂隙带) 观测(图4-18)，也可以证明岩层移动是不均匀 的，尤其在急倾斜煤层，基本上改变了原来的 规律性。
12
工作面周期来压时的特征：
阜新矿务局高德矿，北翼九层一区二段工作面，面长170 m，煤 厚为3 m，老顶为4.5 m，直接顶为3.5 m厚的细砂岩，煤层倾角 32°～35°。
来压序号 来压步距 平时支架 来压支架 动载系数 ／m 荷载/kN 荷载/kN
初次
37.4
1.95
1
17.6
596
1080
31
图4-18 1—导水裂隙带；2—冒落带
32
由于倾角增加，冒落矸石沿着底板滑移，下部充填较满，上 部形成冒空。这样必然使回采工作面支ห้องสมุดไป่ตู้受力不均匀。 图(b)表示了不同倾角时支架载荷的分布情况。
图4-19 采空区冒落矸石滑移及其造成的后果
33
4.6.5 下分层开采时矿山压力显现
下分层的矿压显现与上分层相比有以下特点： ①老顶来压步距小，强度低；
此外，来压大小与采空区冒落矸石的充满程度直接 相关。采空区冒落愈严实，老顶对工作面影响愈小； 反之，则越大。
14
老顶来压时老顶控制不当，将导致垮顶现象。
图4-10 永定庄矿8411面垮顶现象
15
预防老顶来压造成的事故的措施：
① 来压的预测预报； ② 加强支护； ③ 坚硬顶板－工作面与开
[最新]采矿工程面试专业知识
概念解释1.煤田：在地质历史发展过程中，有含炭物质沉积形成的大面积含煤地带，称为煤田。
2.水平开采：将设有井底车场，阶段运输大巷并且负担全阶段运输任务的水平，称开采水平。
3.分层分采：在一个区段范围内，采完一个分层后待顶板垮落稳定后，再掘进区段水平巷开采下一分层，称为分层分采。
4.房式采煤法：只开煤房，不回收煤柱，留设房间煤柱支承上覆岩层的开采方法。
5.辅助水平：辅助水平设有阶段大巷，担负辅助水平的运输，通风，排水等任务，但不设井底车场，大巷运出的煤需下运到开采水平，经开采水平的井底车场再运至地面。
6.掘进率：生产矿井在一定时期内每产一万吨煤所需要掘进的生产巷道总进尺数和开拓总进尺数。
7.井底车场：连接井筒和井下主要运输巷道的一组巷道和硐室的总称，是连接井下运输和井筒提升两个生产环节的枢纽。
8."三下一上"开采：指的是在建筑物下，铁路下，水体下和承压含水层上的煤层的开采。
9.充分开采：地表最大下沉值不再随采空区尺寸增大而增加的开采状态称充分开采。
10.井田：划分给一个矿井或露天矿开采的那一部分煤田称为井田（矿田）11.周期来压步距：两次周期来压工作面之间的距离。
12.石门：与地面不直接相通的水平巷道，其长轴线与煤层直交或斜交的岩石平巷。
13.井型：矿井生产能力通常指矿井设计的年生产能力，亦称井型。
14.上山：指在开采水平以上沿倾斜方向向上的巷道。
15.开切眼：形成初始采场的巷道。
16.回采工艺：在采煤工作面内按照一定顺序完成各项工序的方法及其配合17.井田范围：是指井田沿煤层走向的长度和倾斜方向的水平投影宽度。
18.阶段：在井田范围内，沿着煤层倾斜方向，按一定标高把煤层划分为若干个具有独立生产系统的长条，每个长条叫一个阶段。
19.采区：在阶段内沿走向把阶段划分为若干具有独立生产系统的块，每一块为一个系统。
带区式：在阶段内沿煤层走向划分为若干个具有独立生产系统的带区，每个带区布置若干个倾斜分带，分带内布置一个采煤工作面。
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• （4）超前巷道位移法 • ①原理 • 支承压力的存在是绝对的。支承压力显现是支承 压力的作用结要，其形式和程度是相对的。只有 当煤体进入塑料破坏状态后才会发生明显的显现， 支承压力显示的基本规律如图4.6所示。煤壁不出 现非弹性区，压力分布呈高峰在煤壁的负指数曲 线，相应的支承压力显现按同样的趋势分布，支 承压力与显现成正比关系；煤壁出现非弹性区后， 显现与压力的分布规律不尽相同，显现仍是一条 高峰在煤壁单调下降曲线，弹性区内显现与压力 成对应关系，非弹性区，显现与压力变化趋势相 反。
图4.4 煤屑重量与钻孔深度得实测曲线
图中钻孔排出的煤屑重量与煤壁内应力增高有明显变化关系。同 时，钻孔排出的煤屑体积和煤屑粒度大于3mm组成百分数也有 相同的变化规律。
• （3）钻孔钢弦测力计法 ） • 钻孔钢弦测力计方法同钻孔液压枕监测支 承压力分布特征的原理相同，主要差异在 于传感原理不同。
图4.5 钢弦式测力计结构
1—支撑； 1—支撑； 支撑 2，6—导轨； 导轨； ， 导轨 3—楔块； 楔块； 楔块 4—金属弹性筒； 金属弹性筒； 金属弹性筒 5—振弦；单位 振弦； 振弦 单位mm
• 其工作原理是：钻孔围岩内应力变化使金 属弹性筒受力变形，通过振弦的弦振频率 变化进行测量。钢弦长19mm，弦直径为 0.23mm，对弦的要求是均匀、弹性好、抗 疲劳性能好，为此须作严格的老化处理。 测力计安装在直径为37mm的钻孔内，依靠 楔块3紧压钻孔岩壁。使之具有一定的初始 安线
• ②测区布置与监测方法 • 超前巷道位移监测支承压力分布特征，在采场 前方布置仪器观测是位移信息的变化过程，实 现支承压力显现分布特征的测定。测区布置可 以与顶板运动监测类似，在巷道内等间距安设 5-7台位移计，间距3m -5m，当靠近煤壁的位 移计距煤壁2m左右时移至前方，监测顶底板 移近量和移近速度。一般情况下，每隔2小时 观测一次读数。也可以在支承压力影响范围外 的回采道内布置固定测站，监测采场推进过程 中（逼近测站过程中）的移近速度变化，得到 距煤壁不同距离的移近速度曲线。
• 4.1 支承压力分布与显现的动态变化规律
7# 6# 5# 4# 3# 2# 1#
顶底板移近速度
1 2 3 4 5 6 7
相对稳定 裂隙完成 显著运动
1、2、3、……7－分别为 对应动态仪的动态曲线
v
覆岩运动（压实矸石）
图4.1 侧向支承压力显现规律
• 4.2 监测方法 • 支承压力现场测定主要是确定其分布特征， 如分布范围、高峰位置、低应力区范围等 重要的特征参数，这些重要的特征参数也 正是有关矿山压力控制设计的依据。 • 本节主要介绍几种现场常用的支承压力分 布特征的监测方法。
图4.7 实测支承压力显现曲线
图4.7是实测回采巷道围岩移近的变化过程。支承压力显现范围延伸到 煤壁前方40m左右，愈靠近煤壁显现愈明显。煤壁前5m范围显现特别 强烈，为非弹性区。
• （4）侧向联络巷位移法 ） • 侧向联络巷位移法是在顺槽一侧设置一条 巷道监测线，如图4.8所示。观测开采前后 倾向支承压力分布状态。
图4.10 支承压力分布实测图
实测P 图4.11 实测 . H～S#6曲线 ～ 曲线
• 油枕应力计的测点布置，在开采前，从距 切眼50m~100m开始，每隔10m~20m由两 顺槽巷道向煤体钻水平孔。孔深一般 5m~10m。每个观测阶段每侧巷道内的钻孔 数不应少于3个~5个。钻孔的方向也可根据 观测需要确定。
图4.3 应力计测孔布置示意图
• （2）钻屑法 ）
• 钻屑法根据钻孔过程中单位孔深排出煤屑的重量、 体积和粒度组成等来判断采煤工作面煤体应力是 一种简便方法。 • 排出煤屑的状况，一方面与钻孔的几何尺寸有关， 另一方面与煤体内应力状况有关，在应力作用下 钻孔发生收缩变形，使钻孔的煤屑量和粒度组成 发生改变。 • 该方法是用手持式电钻垂直煤壁打眼，钻孔深 5m～8m，在钻孔过程中，收集钻出的煤屑，每 钻进一米测量一次煤屑重量和体积及用3mm筛子 测粒度组成。
（1）钻孔液压枕法
• 该方法是利用钻孔液压枕（油枕应力计）测量 煤体的相对应力变化。 • 采用钻孔测力计测定支承压力分布特征的关键 是测力计的预紧，否则只能给出很低的压力变 化或根本测不出压力。 • 测力计的预紧一般通过楔体结构实现，
1—液压囊；2—压力表；3—外楔体；4—内楔体
• 安装时，先在孔底装入一木质垫块，将外 楔体3伸至最长，将应力计置于孔内，串接 折装杆，将应力计送到孔底，敲击拆装杆 尾端使楔体与孔壁撑紧，用手压油泵通过 三通阀将应力探头加压至5MPa左右，关闭 三通阀，拆除手压泵。
图4.8 测区布置
6m 8m 0.4 v(mm) 0.3 0.2 0.1 -7 -8 -9 -10 -11 -12 -13 -14 -15 -16 -17 -18 L(m)
图4.9 支承压力显现变化
• 图4.9为实测侧向岩梁断裂（断裂线距煤壁 4.5m）后，外应力场压力显现变化。 • （1）工作面推过观测巷8m（L＝-8m）时， 6m点出现峰值，说明外应力场高峰支承压 力已自断裂线附近向前转移； • （2）当工作面推过观测巷16m（L＝-16m） 时，10m点又出现峰值，显然高峰支承压力 转移到该处。此后，压力显现下降并趋于 平稳。由此可见，沿倾向高峰支承压力距 煤壁10m左右。通过采场动态综合观测，得 到采场基本顶岩梁沿倾向运动稳定后的状 态及支承压力分布状况如图4.10所示；
采场支承压力分布监测方法
• 巷道开掘的合理位置和开掘时间的选择、 底板巷道合理位置与维护等巷道矿压控制 设计，采场顶板来压预测预报等问题，其 共同点都是依据采场支承压力分布及其传 播规律，特别是煤体上支承压力高峰位置 以及内外应力场的分布范围等。 • 煤体上支承压力分布特征的监测内容为： • 1、内应力场形成前后支承压力高峰位置； • 2、支承压力影响范围； • 3、最大应力集中系数； • 4、内应力场范围和稳定时间。