在矿上压力作用下,出现了
冒顶、
底鼓、煤岩片帮、支架破坏、煤和瓦斯突出等破坏现象,通常把这些现象统称为矿山压力显现。
定义
在矿山压力作用下通过围岩运动与支架受力等形式所表现出来的矿压现象,称为矿山压力显现。如巷道底鼓、两帮变形、顶板下沉、煤壁片帮和支架受力等。
(1)围岩运动
两帮运动:主要指巷道两帮的弹性变形、裂隙扩展、两帮岩体扩容后产生的塑性破坏与塑性流动,以及两帮岩体向着采动空间内的移动(包括两帮变形、片帮等缓慢移动,以及煤或岩体突出、在动压冲击下的高速移动。
顶板运动:指巷道及工作面顶板岩层的弯曲下沉、裂断破坏以及顶板岩层的垮落。
底板运动:指巷道及工作面底板岩层的鼓起、隆起、层理滑移及裂断破坏等。
(2)支架受力
矿山压力显现的第二个基本形式是支架受力,主要包括:支架承受载荷的增减、支架变形(活柱下缩)以及支架压折等现象。
相对性
(1)巷道围岩运动的相对性
采动过程中,围岩要向着采动空间运动。由于围岩承受的压力大小、自身强度、受力状况等不同,运动的发展程度也不相同。
开采深度越深,与采深有关的支承压力越大,即巷道周边岩体承受的垂直应力越大。
围岩变形能力不仅取决于所承受的压力大小,还与围岩强度有关。低强度岩体的变形能力要高于高强度岩体。
通过架设支架等人为方法改变围岩受力状态等途径,可以达到控制矿压显现程度(变形程度)的目的。
(2)支架受力的相对性
对于回采工作面来说,当支架对顶板处于非“让压”工作状态时,支架抵抗程度越高(即老顶岩梁下沉量越小),对增阻支柱来说,顶板下沉量越小,支架上显现的压力也越小。相反,对岩梁位态限制程度越低,或者处于“让压”工作状态,则老顶岩梁运动结束时的
顶板下沉量越大,采用增阻支柱时显现的压力也越大。
采用不同类型的支架(柱),由于工作特性不同,围岩运动过程中则有不同的压力显现。对于巷道来说,支架一般是在“让压”情况下工作。采用木支护时,随着顶板下沉,受力明显增加。由于木支柱可缩量很小,顶板压力很快升到木支柱强度界限而被压折。如果巷道底板松软,当支柱受力超过底板岩层抗压强度后发生钻底现象时,支柱受力明显下降。
采用增阻、可缩性支柱支护时,随着顶板下沉,支柱受力随活柱下缩而逐渐增大。顶板下沉到不同位置,支柱上压力显现是不同的。如果采用
恒阻支柱支护,只要支柱受力超过安全阀开启压力,则支柱下缩,并保持压力恒定。