2015年安全工程师考试《生产技术》：采场矿山压力

　　（二）采场矿山压力及其控制方法

　　1．回采工作面矿山压力的基本概念

　　在矿体没有开采之前，岩体处于平衡状态。当矿体开采后，形成了地下空间，破坏了岩体的原始应力，引起岩体应力重新分布，并一直延续到岩体内形成新的平衡为止。在应力重新分布过程中，使围岩产生变形、移动、破坏，从而对工作面、巷道及围岩产生压力。 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。

　　在矿山压力作用下所引起的一系列力学现象，如顶板下沉和垮落、底板鼓起、片帮、支架变形和损坏、充填物下沉压缩、煤岩层和地表移动、露天矿边坡滑移、冲击地压、煤与瓦斯突出等现象，均称之为矿山压力显现。因此，矿山压力显现是矿山压力作用的结果和外部表现。

　　2.煤矿矿山压力控制方法

　　（1）直接顶稳定性分类与老顶压力显现强度分级

　　直接顶是指直接位于煤层之上的易垮落岩层。煤矿直接顶稳定性分类主要以直接顶初次垮落步距为主要指标，将直接顶分为不稳定、中等稳定、稳定和非常稳定4类。

　　老顶是位于直接顶之上较硬或较厚的岩层老顶压力显现分为4级，即老顶来压不明显、来压明显、来压强烈和来压极强烈。

　　（2）回采工作面支架主要有单体摩擦式金属支柱、单体液压支柱和液压自移支架等几种，少数矿井也还使用木支柱。

　　3．金属非金属矿山地压控制方法

　　（1）空场采矿法地压控制

　　空场采矿法藉矿柱控制采场顶板和围岩的暴露面积。根据矿岩的强度，采取合适的矿房和矿柱尺寸，以维护采场的稳定。有时为了提高矿岩的承载能力，除留矿柱外，还可采取木支柱、锚杆支护等辅助性措施，以保证回采工作的安全。

　　（2）充填采矿法地压控制

　　充填采矿法在回采矿石的同时，用充填材料充填回采空间，实现采场地压控制。充填体限制围岩的位移和变形，减缓围岩移动的危害和降低地表下沉的程度；充填体使矿柱由单向或双向受力状态变为三向受力状态，从而提高了矿柱的强度；回采空间充填后，能降低蓄积在围岩中的弹性应变能，从而提高了地下结构抵抗动荷的能力。

　　（3）崩落采矿法地压控制

　　随着回采工作面向前推进，顶板岩层中压力波亦向前移动。在回采工作面前后方顶板岩层中形成应力降低区、应力升高区和原始应力区。顶板岩层强度越大，开采深度越深，其应力峰值越高。

　　采用单层崩落法采矿时，为使工作面附近有一个安全地段．应根据顶板岩石的力学性质，合理确定最大悬顶距。为保证回采工作安全，使作用在工作面上方的压力值较小，必须随回采工作面的进行，工作面向前推进一定距离，在控顶距处架设密集切顶立柱，进行放顶。

　　采用无底柱分段崩落法采矿时，为维持回采进路良好的稳定性，必须掌握回采进路周围岩体中的应力分布，回采顺序对进路的影响，以便采取相应的维护措施。采用有底柱崩落采矿法的地压控制问题，主要是维护出矿巷道的稳定性。

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