矿山压力的影响因素及控制措施
矿山压力及控制习题参考答案
一`名词解释1矿山压力：由于在地下煤岩中进行采掘活动而在井巷、硐室及回采工作面周围煤、岩体中和其中支护物上所引起的力。
2矿压显现：由于矿山压力作用，使围岩、煤体和各种人工支撑物产生的种种力学现象，统称为“矿山压力显现”。
3矿山压力控制：所有人为地调节、改变和利用矿山压力作用的各种措施，叫做矿山压力控制（简称为“矿压控制”）4伪 顶：在煤层与直接顶之间有时存在厚度小于0.3至0.5m 极易垮落的软弱岩层。
5直接顶：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。
6老 顶：位于直接顶上方厚而坚硬的岩层。
7老顶初次来压步距：由开切眼到初次来压时工作面推进的距离。
8 老顶的周期来压步距;两次来压期间工作面推进的距离。
9沿空掘巷：在上一区段工作面运输平巷废弃后，待采空区上覆岩层移动基本稳定后，沿被废弃的巷道边缘，掘进下一工作面的区段回风平巷称为沿空掘巷。
10沿空留巷：在上区段工作面采过后，通过加强支护或采用其他有效方法，将上区段工作面运输平巷保留下来，作为下区段工作面的回采时的回风平巷称为沿空留巷。
11端面破碎度：支架前梁端部到煤壁间顶板破碎的程度。
12冲击地压:也称岩爆，发生在煤矿中一般叫冲击地压，发生在岩层中叫岩爆。
它是一种岩体中聚积的弹性变形势能在一定条件下的突然猛烈释放，导致岩石爆裂并弹射出来的现象。
二、问答题1、绘制侧压系数λ=0,71,31,21,1时圆孔巷道周围的应力分布图，并叙 述应力分布的特征。
特征： 1）圆孔周围应力集中是局部的，应力集中程度随远离孔而减弱，并趋于原始应力； 2）圆孔周边应力集中系数随围压增大而有所减弱； 3）当λ＜1/3时，沿最大主应力方向，孔周边一定范围内存在切向拉应力；当λ≥1/3时，围岩周边不产生切向拉应力； 4）当λ=0时，沿最大主应力方向，孔周边一定范围内存在径向拉应力。
2试述原岩应力场的概念及主要组成部分。
天然存在于原岩内而与人为因素无关的应力场称为原岩应力场，由地心引力引起的应力场称为自重应力场。
矿山压力与岩层控制分章节课后题答案
矿山压力与岩层控制分章节课后题答案第一章课后题答案1.什么是矿山压力？矿山压力是地质层、地下水和矿山开采引起的应力和变形所产生的压力作用。
2.什么是岩层控制？岩层控制是指在矿山开采中，通过采用适当的措施来保持岩体稳定，避免岩层破坏和塌陷，确保安全生产的技术措施。
3.列举矿山压力的主要来源。
矿山压力的主要来源包括地层的深度和覆盖厚度、地质构造活动、地下水、矿石开采等。
4.什么是煤柱？煤柱是指煤矿中煤层开采留下的煤炭矿柱，用于支撑上方地层的岩石和负荷。
5.煤层开采中会产生哪些岩层控制问题？煤层开采中会产生煤柱破坏、顶板下沉、底板塌陷等岩层控制问题。
1.煤层开采的主要压力问题有哪些？主要压力问题包括煤柱的变形和破坏、岩层的下沉和移动、煤与瓦斯突出等。
2.列举常用的煤层顶板支护方式。
常用的煤层顶板支护方式有液压支架、短牵引支架、长牵引支架、综放工作面支护等。
3.什么是煤与瓦斯突出？煤与瓦斯突出是指在煤层开采过程中，由于地应力释放和煤层瓦斯压力差等因素，导致煤层中的瓦斯和煤与瓦斯一起迅速释放到煤矿工作面。
4.列举常用的煤与瓦斯突出预防措施。
常用的煤与瓦斯突出预防措施包括合理布置瓦斯抽采钻孔、设置冻结带、控制工作面推进速度、适时切割煤柱等。
5.什么是煤矿的地压显现？地压显现是指煤炭开采过程中，地应力释放引起的顶板移动和地表沉陷现象。
1.列举导致复杂岩层变形和破坏的因素。
导致复杂岩层变形和破坏的因素包括地质构造、地震、地下水动力作用、加大采厚等。
2.什么是岩层的软化变形？岩层的软化变形是指在岩层开采过程中，受到外力作用导致岩层内部产生应力集中和岩石柔软化现象。
3.列举常用的岩层控制技术。
常用的岩层控制技术包括围岩加固、地下水控制、岩层预裂等。
4.什么是岩层顶板下沉？岩层顶板下沉是指岩层开采过程中，顶板发生沉降和下沉的现象。
5.列举常用的岩层顶板控制技术。
常用的岩层顶板控制技术包括钢支撑、锚杆支护、拱形支护等。
2024年冲压地压及其防治（三篇）
2024年冲压地压及其防治一、冲击地压冲击地压是指在开采过程中，积聚在煤炭体中的能量，瞬间释放出来，产生一种以突然、急剧、猛烈破坏为特征的动力现象。
特征：常伴随有很大的声响、岩体震动和冲击波，在一定范围内可以感到地震；有时向采掘空间抛出大量的碎煤或岩块，形成很多煤尘，释放出大量的瓦斯。
根据原岩(煤)体应力状态不同，冲击地压可分为3类：重力型冲击地压、构造应力型冲击地压、中间型或重力一构造型冲击地压。
重力应力型冲击地压：主要受重力作用，没有或只有极小构造应力影响的条件下引起的冲击地压。
构造应力型冲击地压：主要受构造应力(构造应力远远超过岩层自重应力)的作用引起的冲击地压。
中间型或重力～构造型冲击地压：主要受重力和构造应力的共同作用引起的冲击地压。
根据冲击的显现强度分类：(1)弹射：一些单个碎块从处于高应力状态下的煤或岩体上射落，并伴有强烈声响，属于微冲击现象。
(2)矿震：它是煤、岩内部的冲击地压，即深部的煤或岩体发生破坏，煤、岩并不向已采空间抛出，只有片带或塌落现象，但煤或岩体产生明显震动，伴有巨大声响，有时产生矿尘。
较弱的矿震称为微震。
(3)弱冲击。
煤或岩石向已采空间抛出，但破坏性不很大，对支架、机器和设备基本上没有损坏；围岩产生震动，一般震级在2.2级以下，伴有很大声响；产生煤尘，在瓦斯煤层中可能有大量瓦斯涌出。
(4)强冲击。
部分煤或岩石急剧破碎，大量向已采空间抛出，出现支架折损、设备移动和围岩震动，震级在2.3级以上，伴有巨大声响，形成大量煤尘和产生冲击波。
根据震级强度和抛出的煤量分类：(1)轻微冲击：抛出煤量在10t 以下，震级在1级以下的冲击地压。
(2)中等冲击：抛出煤量在10t～50t以下，震级在1级～2级的冲击地压。
(3)强烈冲击：抛出煤量在50t以上，震级在2级以上的冲击地压。
一般面波震级Ms=1时，矿区附近部分居民有震感；Ms=2时，对井上下有不同程度的破坏；Ms2时，地面建筑物将出现明显裂缝破坏。
煤矿冲击地压产生原因及防治措施 董宇智
煤矿冲击地压产生原因及防治措施董宇智摘要：冲击地压是矿山压力显现的一种特殊形式，又称岩爆或煤炮，是地下采矿工程中最具威胁的动力灾害之一。
冲击地压不仅损坏支架和巷道，导致矿井不能维持正常生产，严重时会危及井下人员的生命安全。
因而系统的、深刻的对冲击地压进行研究具有重要的理论意义和实际意义。
关键词：煤矿冲击；地压；防治措施；1冲击地压具有以下明显的显现特征1）突发性。
没有明显的宏观前兆而突然发生，过程短暂（持续几秒到几十秒），难以事先准确确定发生时间、地点和强度。
2）瞬时震动性。
过程急剧而短暂，伴有巨大声响和强烈震动，重型设备被移动，人员被弹起摔倒，震动范围可达几千米甚至几十千米，地面有震感，但震动持续时间一般不超过几十秒。
3）巨大破坏性。
顶板可能瞬间明显下沉，但一般不冒落；底板可能突然开裂鼓起甚至接顶；常有大量煤块甚至上百立方米的煤体突然破碎从煤壁抛出，堵塞巷道，损坏设备。
造成惨重的人员伤亡和巨大的经济损失。
4）复杂性。
在自然地质条件上，除褐煤以外的各种煤种都记录到冲击现象，采深从200-1000m，地质构造从简单到复杂，煤层从薄到厚，倾角从水平到急斜，顶板包括砂岩、灰岩、油母页岩等都发生过冲击地压。
2对冲击地压产生的理论分析2.1强度理论早期的理论表示采场周围应力集中现象较严重，煤岩所承受的应力达到极限时，岩体突然被破坏即产生冲击地压。
近代理论则认为，高应力的突然变大或阻力突然减小会使煤体产生突然的运动破坏，煤体发生抛射，形成冲击地压。
所以，煤岩体的应力大于等于其系统强度是冲击地压发生的强度条件。
2.2能量理论能量理论认为矿体与围岩释放的大量能量是冲击地压所需要的能。
随着矿业活动的进行，整个系统的平衡遭到破坏时，冲击地压形成的条件是释放的能量大于消耗的能量。
2.3冲击倾向理论煤岩介质具有破坏的能力叫作冲击倾向。
冲击倾向需要用一些实验测量得到数据，这些数据反映出的冲击地压发生的可能度称为冲击倾向度。
煤矿冲击地压的影响因素和防治对策分析
煤矿冲击地压的影响因素和防治对策分析摘要：冲击地压是煤矿生产所面临的严重自然灾害之一，伴随着煤炭开采逐渐往深部转移，冲击地压发生的强度和频繁程度日益增加。
同时，生产实践也表明煤矿冲击地压的发生没有明显的前兆，而且在各种类型的煤层、地质构造、顶板条件下都发生过这种破坏力极大的动力灾害现象。
一旦发生，很可能会造成难以估量的经济损失和巨大的人员伤亡。
因此，研究冲击地压的发生机理和防治措施是急切的并且非常必要的。
关键词：煤矿；冲击地压；防治措施引言：通常煤矿冲击地压的发生都是有一些条件的，是煤层以及应力等共同影响的结果。
冲击地压出现的主要条件是煤岩体，具备较强的冲击倾向性。
煤岩体积累的弹性应变能可以释放的足够空间是发生冲击地压的前提条件，而出现冲击地压的诱发条件是煤岩体积累能量的应力加载。
必须要兼具以上这些条件，才有可能出现冲击地压。
结合煤岩冲击失去稳定性的物理特点，可以将冲击地压划分为三大类，一是岩爆型冲击地压，二是顶板垮落型冲击地压，三是构造型冲击地压。
岩爆型冲击地压主要是指煤岩体一直积累弹性应变能，在能量上升到煤岩的最大承载力时，煤岩就会出现瞬间爆炸的情况，其具体表现是弹射以及抛出媒体。
然后，顶板垮落性冲击地压，主要是指推过回采工作面后，上部较厚而硬度较高的顶板始终没有垮落，在悬顶面积达到规定的数值时，顶板瞬间出现折断而造成的冲击波强烈性损坏。
最后，构造型冲击地压通常出现在构造条件相当复杂的地质环境中，因为构造应力过于集中导致的煤岩失去稳定性冲击损坏。
另外，结合不同的出现位置，能够将冲击地压划分为两大类，一是掘进冲击地压，二是回采冲击地压。
首先，掘进冲进地压通常出现在巷道掘进中，与巷道的布局位置以及布局方法存在联系。
其次，回采冲击地压出现在回采工作面的推进中，一般和回采工作面的回采时间以及长度存在联系。
1、冲击地压具有以下明显的显现特征（1）突发性没有明显的宏观前兆而突然发生，过程短暂（持续几秒到几十秒），难以事先准确确定发生时间、地点和强度。
冲击矿压防治技术
积极参与国际学术交流和技术合作，引进 国外先进技术和管理经验，提升我国冲击 矿压防治技术的国际竞争力。
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冲击矿压防治技术的展望
创新监测手段
强化标准体系建设
研发更加精准、高效的监测仪器和设备， 提高冲击矿压的监测精度和预警准确率。
制定更加完善的冲击矿压防治技术标准和 操作规程，规范防治技术的应用和管理。
推进产学研用结合
拓展国际合作与交流
加强企业、高校和研究机构的合作，共同 推进冲击矿压防治技术的研发和应用，提 高技术成果的转化率。
由于冲击矿压造成的大量煤柱 和巷道失修，导致煤炭资源无 法回收利用，造成资源浪费。
02
冲击矿压的预测与检测
冲击矿压的预测方法
数值模拟法
利用数值计算方法模拟矿山的应力分布和岩体位移变化，预测冲 击矿压发生的风险。
地球物理法
利用地震波、电磁等地球物理方法，探测岩体的应力状态和破裂程 度，预测冲击矿压的可能性。
冲击矿压的危害
破坏采掘空间
冲击矿压常常造成巷道变形、 坍塌和采场破坏，影响采掘工
作的正常进行。
威胁人身安全
冲击矿压发生时，常常伴随着 巨大的声响、震动和气浪，对 现场作业人员的生命安全构成 严重威胁。
影响生产安全
冲击矿压的发生会导致采掘设 备损坏、通风系统紊乱等，严 重影响矿山生产安全。
造成资源浪费
个体防护措施
个体防护装备
为作业人员配备必要的个体防护装备，如防冲击 眼镜、防冲击头盔、防冲击服等。
安全培训与教育
加强作业人员的安全培训与教育，提高其对冲击 矿压的认识和应对能力。
安全管理制度
建立完善的安全管理制度，明确作业人员的安全 职责和操作规程，确保作业安全。
矿山压力及其岩层控制试题-百分之百必考
绪论：三个概念第二章：原岩应力概念。
原岩应力分布规律第三章：采场覆岩结构假说。
老顶断裂形式及初次断裂步距。
老顶失稳形式。
第四章：矿压显现指标。
老顶初次来压及周期来压。
采场周围支承压力分布及各自名称。
影响矿山压力显现的因素。
第五章：老顶分级，直接顶分类。
采场支架类型。
第六章：关键层及特征。
横三带、竖三区。
第七章：围岩变形经历的5个阶段。
巷道位置类型。
巷道围岩控制原理。
第八章：无煤柱护巷类型。
围岩卸压方法。
金属支架。
锚杆分类及锚固力。
软岩巷道变形力学机制。
第九章：影响顶煤冒放性因素。
顶煤破坏过程描述。
第十一章。
煤矿动压现象。
分类。
冲击地压机理。
冲击地压防治。
1．.矿山压力：由于矿山开采活动的影响，在硐周围岩体中形成的作用在巷硐支护物上的力。
2. 矿山压力显现：由于矿山压力作用使巷硐周围岩体和支护物产生的种种力学现象。
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。
4. 原岩应力：存在于地层中未收工程扰动的天然应力。
5．原岩应力场：天然存在于怨原岩内而与人为因素无关的应力场。
6.构造应力：由于地壳构造运动在岩体中引起的应力。
7.原岩应力分布规律：(1实测铅直应力基本上等于覆岩层重量。
(2水平应力普遍大于铅直应力。
(3平均水平应力与铅直应力的比值随深度增加而减小。
（4最大水平应力与最小水平应力一般相差较大。
8.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。
9.伪顶：在煤层与直接顶之间有时存在厚度小于0.3 0.5M,极易垮落的柔软岩层。
10.老顶：通常把位于直接顶之上对采场矿山压力直接造成影响的厚二坚硬的岩层称为老顶。
11.老顶断裂形式：老顶的梁式破断，老顶的板破断。
老顶达到初次断裂时的跨距称为初次断裂步距。
12.老顶初次断裂后砌体梁失稳形式1）顶扳下沉滑落失稳、变形失稳。
13.矿山压力显现程度的指标1）顶扳下沉量：2）顶板下沉速度：3）顶板的破碎情况程度4）局部冒顶面正常生产的重要因素5）顶板沿工作面煤壁切落或大面积冒顶6）单体支架的变形和折损。
矿山压力与岩层控制名词解释+简答
矿山压力：由于矿山开采活动的影响，在巷硐周围岩体行程的和作用在巷硐支护物伤的力。
矿山压力显现：由于矿压的影响，而表现出来的一系列有形的变形。
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。
原岩应力：存在于地层中未受扰动的天然应力。
原岩应力分分布的基本规律：①实测铅直应力基本上等于上覆岩石层重量。
②水平应力普遍大于铅直应力。
③平均水平应力与铅直应力的比值随深度增加而减小。
④最大水平主应力和最小水平主应力一般相差较大。
构造应力：是由于地壳构造运动在岩体中引起的应力。
构造应力的基本特点：构造应力以水平力为主，具有明显的区域性和方向性。
①一般情况下地壳运动以水平运动为主，构造应力主要是水平应力；而且地壳总的运动趋势是相互挤压，所以水平应力占绝对优势。
②构造应力分布不均匀，在地质构造变化比较剧烈的地区，最大主应力的大小和方向往往有很大的变化。
③岩体中的构造应力具有明显的方向性，最大水平主应力和最小水平主应力之值一般相差较大。
④构造应力在坚硬岩层中出现一般比较普遍，在软岩中存储构造应力很少。
砌体梁结构：在上覆岩层中存在由断裂岩块组成的“砌体梁”，因岩块相互挤压，形成承载结构。
认为：①上覆岩层可以坚硬岩层为底划分若干组，其上软弱岩层为载荷；②随着工作面推进上方坚硬岩层断裂形成岩块，岩块间受水平推力成铰接关系；③铰接岩块在某些条件下可形成平衡体。
弹性应变能：岩体受外力作用而产生弹性变形时，在岩体内部所储存的能量。
极限平衡状态：随着破坏向岩体内部发展，岩块的抗压强度逐渐增加，直到某一半径R处岩块又处于弹性状态，这样，半径R范围内的岩体就处于极限平衡状态。
减压区和增压区（支撑压力区）：比原岩应力晓得压力区是减压区，比原岩应力高的压力区是增压区（即支撑压力区）。
采场：把直接进行采煤或采有用矿物的工作空间称为回采工作面或简称采场。
顶板：赋存在煤层之上的岩层称为顶板或称为上覆岩层。
底板：赋存位于煤层下方的岩层称为底板。
矿压总结
矿山压力与岩层总结矿山压力：由于矿山开采活动的影响，在巷硐周围岩体中形成的和作用在巷硐支护物上的力定义为矿山压力。
（1）矿山压力显现：由于矿山压力作用使巷硐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）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，均叫做矿山压力控制。
（1）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）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称为支承压力。
（58）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）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）直接顶初次垮落：直接顶的第一次大面积垮落称为直接顶初次垮落。
（70）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）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)，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）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）初撑力:支架支设时，将活柱升起，托住顶梁，利用升柱工具和锁紧装置使支柱对顶板产生一个主动力，这个最初形成的主动力称为支柱的初撑力。
(124)工作阻力：支柱受顶板压力作用而反映出来的力成为支柱的阻力，又称为工作阻力(124)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）开采沉陷：煤层采出后，采空区周围原有的应力平衡状态受到破坏，引起应力的重新分布，从而引起岩层的变形、破坏与移动，并有下向上发展至地表引起地表的移动，这一过程和现象称为岩层移动，又称为开采沉陷。
地压灾害及应急处置
滑坡：边坡岩体在较大范围内沿某一特定的剪切面滑落，初时慢，持续久，后期则迅速滑落。这是露天边坡最常见的破坏形式，其危害程度视滑坡规模的大小而不同。根据滑体的性质可划分为覆盖层滑坡和基岩滑坡；按滑动面形状可分为：平面滑坡、曲面滑坡、楔型滑坡。
平面滑坡通常发生在倾向与边坡一致，倾角小于边坡角（大于内摩擦角）的层状或有粘土夹层的岩体中，也可能发生在有较厚破碎带的岩体中。当坡底采空时，岩层失去支撑，沿着层面(节理面或断层面)向下滑动，如图5-4所示。
图5-2露天矿山最终边坡破坏示意图
露天矿边坡破坏形式有三种：塌落、滑坡和倾倒。
塌落（崩落、坍塌）：边坡上局部岩体由于受到重力、水以及爆破的震动作用，坡面岩体突然脱离母体、迅速下落堆积在坡脚，有时还伴有岩石的翻滚和破碎，如图5-3所示。一般来说，这种破坏的规模小，处理也容易。软岩、特别是形成反坡时，易发生崩塌事故。
冲击矿压始于1738年的英国煤矿。从那时起到现在的200多年历史中，包括我国在内的世界各采矿国家，如德国、南非、前苏联、波兰、捷克、加拿大、日本和美国等20多个国家和地区均受到冲击矿压的威胁。许多国家和地区对冲击矿压问题给予了极大的关注和投入。
冲击矿压发生机理十分复杂。各国学者在对冲击矿压现场调查及实验室研究的基础上，从不同角度相继提出了一系列的重要理论，如强度理论、刚度理论、能量理论、冲击倾向理论、三准则和变形系统失稳理论等。20世纪50年代提出的强度理论认为，产生冲击矿压时支架—围岩力学系统将达到力学极限状态；刚度理论认为，矿山结构的刚度大于围岩—支架刚度是产生冲击矿压的必要条件；能量理论则认为矿山开采中如果支架—围岩力学系统在其力学平衡状态破坏时的能量大于所消耗的能量时即发生冲击矿压；冲击倾向理论认为矿岩层冲击倾向性是矿岩介质的固有属性，是产生冲击矿压的内在因素；变形系统失稳理论则认为，矿岩体内部高应力区局部形成应变软化，与尚未形成应变软化的介质处于非稳定平衡状态，在外界扰动下动力失稳，形成冲击矿压等。
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矿山压力的影响因素及控制措施
摘要：采煤工作面是煤矿的主要生产场所，也是综合能力体现的重要场所。矿山压力将直接
影响着其综合能力的体现。因此,认真研究矿山压力,分析和利用矿山压力规律是实现采煤工
作面高效生产的重中之重。本文对采煤工作面矿山压力进行分析,从四个个方面阐述了影响
采煤工作面矿山压力的因素。并且给出了矿山压力的控制措施。
关键词：矿山压力；影响因素；控制措施；顶板来压
1 顶板来压
煤矿生产过程中，回采工作面常有顶板下沉顶板破碎局部冒顶大面积冒顶支
柱变形与折损等一系列矿山压力现象
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），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，形成老
顶的初次来压。
初次来压的形成过程：初采--初次放顶--老顶悬露跨度增加--老顶断裂--形成
平衡结构--失稳--初次来压。初次来压一般要持续2~3d。而且来压期间顶板下沉
速度急剧增大，由于老顶初次来压对工作面的影响较大，因此必须掌握初次来压
步距的大小，以便及时采取对策在来压期间，必须加强支架的支撑力，尤其要加
强支架的稳定性一般可以采用木垛斜撑抬棚等特种支架加强回采工作空间的支
护。
老顶初次来压后，随着回采工作面的推进，老顶岩层将发生周期性破断，老
顶破断岩块形成的砌体梁结构的稳定性将随之发生周期性变化。
根据材料力学的知识，老顶的周期来压步距可近似按老顶的悬臂梁折断来确
定，即老顶周期跨落的极限跨距和老顶跨落的极限跨距分别为
qRhLT3
，qRhLTn2
。
老顶的周期来压步距相当于初次来压步距的21~5.21。
2 矿山压力的影响因素
2.1 生产条件对采场矿山压力的影响
采面矿山压力与采高控顶距的关系。直接顶下沉量应符合或接近于岩层整体
移动曲线。由于L远大于S0,因此岩层移动曲线可近似于直线,控顶距为R处的顶
板下沉量SR与岩层最终下沉关系值为:SR/R=S0/L,因此: SR = S0/L×R,SR=1/L×[(kp
-kp’)/ (kp -1)]×m×R,令:1/L×[(kp -kp’)/ (kp -1)]=η,则S=ηmR。因此,回采工作面顶板
下沉量决定于采高和控顶距R的大小。采高越小,顶板下沉量越小,顶板也就比较
稳定。采高越大,顶板下沉量越大,因而越不稳定。同理,采高越大,煤壁在受支撑压
力的影响越不稳定,易于片帮,采高越小,煤壁也越稳定。
2.2 生产工艺过程对顶板下沉速度上的影响
通过观察范各庄矿几年来的顶板观测资料,可以得出:当顶板不受工序影响时,
下沉速度是缓慢的,一般在5.84～8.1mm/h。割煤、放顶等工序对顶板的下沉及支
柱的压力增长相对较快。(1)割煤。由观测资料的统计可知,顶板总下沉量的15%～
45%是由于落煤过程造成的,采煤机割煤时大大的加大了暴露面积。因而, 机械接
近某点时,该点的顶板下沉速度会逐渐增加, 当机械通过该点时顶板下沉速度最
大,通过后下沉速度逐渐变小。如范各庄矿二采区采高为2.2m～2.4m,采用
MLD2-170采煤机,滚筒直径1.25m,截深0.6m。单向割煤时顶板下沉情况见图1。
(2)放顶。放顶时产生的动力会促使顶板的下沉速度加快。根据观察统计资料,总
下沉量的8%～30%是放顶引起的。这中间距放顶前6m和放顶后15m处对顶板
下沉影响最大,但通过单体液压支柱的使用, 能大大改善原先摩擦支柱放顶时剧
烈下沉的状况。另一方面, 原有落煤、放顶对矿山压力影响也较大。为此,落煤和
放顶工作不能在同一地点进行,亦不能和其他工序同时间同地点进行。
2.3 工作面推进速度对矿山压力的影响
工作面推进速度的快慢会对采场矿山压力造成一定的影响。工作面推进速度
越快,顶板下沉速度相应的也越快,但此时顶板的绝对下沉量和顶板传递给支柱的
压力小,从而能提高顶板的稳定性。此外, 顶板的下沉与时间长短也有关系: 控制
顶板时间越短,矿山压力移动越迅速,还能提高煤壁的完整程度以及采场在悬壁下
的免压带范围。
2.4 开采深度对矿山压力的影响
随着开采深度的增大,顶板压力会逐渐增大,这是一般的推理,但目前生产实
践中无规律可寻,有待于今后进一步观察和研究。
2.5 支护材料及顶板管理方法对矿山压力的影响
一般情况下支架的支撑能力根本不可能改变整个上复岩层的挠曲形状,同时
也没有必要改变整个上复岩层的挠曲形状,为此支柱必须具备既有支撑而又可缩
的性能。其中支撑是基本的,必须保证直接顶的完整和不离层；此外,可缩也是必
须的, 但须与上复岩体挠曲度相适应。从十几年来各种支护材料的使用情况看,
木柱的纵向可缩性能不适应,HZWA性支柱可缩量过大,HZJA型可缩性适宜,但支
撑能力差。目前,使用单体液压支柱或液压支架是较为普及的方案,自从其普及使
用以来, 顶板事故大大减少。
3 矿山压力的各种控制措施
3.1 支架和围岩的相互关系
对顶板的维护可以通过支架来调节来实现，顶板维护的基本原则是在确保顶
板完整、安全地前提下，支架的支撑力越小越好。采煤工作面的支架阻力并不
能阻止顶板下沉，但对顶板下沉能起延缓作用。支架受力的大小是支架与围
岩相互共同作用的结果，通过调压实验可以得出，支架的工作阻力与顶板下沉量
成双曲线关系。因此，支架应具备一定的工作阻力和可缩性能与顶板的下沉相适
应。
3.2 巷道矿压控制方法及原理
巷道围岩控制即控制巷道围岩的矿山压力和周边位移所采取的技术和方法
的总和。其基本原理是根据巷道围岩应力、围岩强度以及它们之间相互关系，选
择合适的巷道布置和保护及支护方式。降低围岩应力，增加围岩强度，改善围岩
受力条件和赋存环境，有效地控制围岩的变形、破坏。
巷道矿压得控制主要可从巷道卸压﹑提高围岩力学性能﹑改变围岩受力状
态三个方面考虑巷道卸压是通过在巷道围岩中钻孔卸压、切槽卸压、宽面掘巷卸
压以及在巷旁留专门的卸压空间等方法，使巷道围岩受到某种形式的不同程度的
卸载。
提高围岩力学性能是通过注浆、锚杆支护、锚索支护、巷道周边喷浆、支架
壁后充填、围岩疏干封闭等方法，提高围岩强度，优化围岩受力条件和赋存环境。
改变围岩受力状态是通过架设支架对围岩施加径向力，既支撑松动塌落岩石，又
能加大巷道的围压，保持围岩三向受力状态，，提高围岩强度，限制塑性变形区
和破裂区的发展。
3.3 冲击地压压及其控制
冲击地压是煤矿开采中最严重的自然灾害之一。它以突然、急剧、猛烈的形
式释放煤岩体变形能，煤岩体被抛出，造成支架损坏﹑片帮冒顶﹑巷道堵塞﹑伤
及人员，并产生巨大的声响和岩体震动，震动时间从几秒到几十秒，冲出的煤岩
从几吨到几百吨。
冲击地压的防治技术大体可分为两类：
（1）区域性防治。①采用合理的开拓布置和开采方式；②开采保护层；③煤
层预注水；④厚层坚硬顶板预处理。
（2）局部性防治。①卸压爆破；②钻孔卸压；③诱发卸压。
4 结论
煤炭开采工作面矿山压力的影响因素:生产条件、工作面推进速度、开采深
度和支护材料及顶板管理方法。通过本文的研究可以知道: (1)不同高度的煤层,
应根据顶底板的岩性合理的选择采煤高度和控顶距的大小。(2)控顶距的大小会
直接影响到工作面的顶板管理。(3)根据采煤工作面顶板岩性和煤层厚度,适当提
高工作面的推进速度, 缩短每一个循环的间隔时间,减小顶板的下沉速度。(4)煤
层倾角的大小,对采煤工作面矿山压力的影响是非常明显的,煤层倾角越大,顶板
三量影响越小,煤层倾角越小, 顶板三量影响越大。(5)改变支护形式提高支护强
度是遏制顶板下沉的最有效途径。
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