第一節礦山壓力基本概念
一、礦山壓力的概念
礦山壓力就是由於井下採掘工作破壞了岩體中原巖應力平衡狀態，引起應力重新分布，
把存在於採掘空間周圍岩體內和作用在支護物上的力稱為礦山壓力。
二、礦山壓力**
1、自重應力
2、構造應力：
3、膨脹應力：遇水膨脹和溫度變化與氣體壓力引起的應力
（一）自重應力--上覆岩層重量引起的應力
1、金尼克假說：
σ1＝γh2＝σ3＝λσ1
τmax＝
式中:σ1--單元體所受的垂直應力 mpa
σ2、σ3--單元體所受的側向應力，mpa
μ--單元體岩層的泊松比；
γ--上覆岩層的平均重度，kn/m3；
h--單元體距地面的深度，m
λ--側壓係數
τmax--單元體最大剪應力，kpa
顯然，μ值越大，則該單元體在垂直應力作用下產生的側向應力也就越大。
2、海姆假說--隨著開採深度的增加或由於岩性等方面的原因，使得μ＝0.5時，即：
σ1＝σ2＝σ3＝γh
形成所謂的靜水壓力狀態，即岩體深部的原岩垂直應力與其上覆岩層重量成正比，側向應力大致與垂直應力相等。
（二）構造應力--地殼構造運動在岩體內引起的內應力。
特點：1、構造引力以水平應力為主；水平應力以壓應力為主；
2、在構造應力場中，主應力的大小和方向可能有很大變化；兩個方向的水平應力值（σ2、σ3）通常不相等；
3、測定表明，水平應力大於垂直應力，即
σhmax＞σhmin＞σv
（4）構造應力在堅硬岩層中出現一般比較普遍。
三、礦山壓力顯現
在礦山壓力作用下，圍岩和支護物所表現出來的力學巨集觀現象，如圍岩變形，離層，破壞和冒落，支架受力變化和折損，煤（巖）突出，充填物產生壓縮和地面塌陷等，稱為礦山壓力顯現，簡稱礦壓顯現。
工作面礦山壓力顯現的形式：頂板下沉、支架變形與折損、頂板破碎或大面積冒落、煤壁片幫、支柱插入底板、底板膨脹鼓起等。
礦壓控制--所有人為的調節、改變和利用礦山壓力的各種技術措施。
第二節採煤工作面圍岩移動特徵
採煤工作面頂板組成分類：
偽頂--位於煤層之上隨採隨落的極不穩定岩層，其厚度一般在0.3～0.5m以下。
直接頂--位於偽頂或直接位於煤層之上，具有一定的穩定性，隨移架或回柱放頂後能自行跨落的岩層。
基本頂--位於直接頂或煤層之上，厚而堅硬難跨落的岩層。
一、直接頂的初次
垮落採煤工作面自開切眼推進一段距離後，直接頂懸露達到一定跨度，就要對採空區頂板進行初次放頂，使直接頂垮落下來，這一過程稱作直接頂的初次垮落，如圖6-3。
圖6－3 直接頂初次跨落若垮落岩層原來的體積為v，破碎後的體積為v/，則兩者之比值稱為碎脹係數，以kp表示，即
kp＝v//v
殘餘碎脹係數kp/--岩塊壓實後的體積與破碎前原始體積之比。
若直接頂岩層的總厚度為∑h，則它冒落後堆積的高度為
kp∑h，它與基本頂之間可能留下的空隙h＋m－kp∑h＝m－∑h（kp－1）
當m＝∑h（kp－1）時，則△＝0，即冒落的直接頂將充滿採空區。若不計基本頂下沉，形成充滿採空區所需直接頂的厚度為： ∑h＝
二、基本頂的初次跨落
（一）基本頂初次垮落前的岩層結構將基本頂視為一端由採煤工作面煤壁支撐，另一端由煤柱支撐的兩端固定的固定梁的結構。
（二）基本頂的初次垮落與初次來壓基本頂初次垮落--隨著採煤工作面繼續推進，直接頂不斷垮落，基本頂懸露跨度逐漸增大並產生彎曲，當達到極限跨度時，基本頂將出現斷裂，進而發生垮落。基本頂的第一次垮落稱為基本頂初次垮落。
基本頂初次來壓現象：在垮落前12h採空區上方可能有轟隆隆巨響，通常煤壁片幫嚴重，頂板產生裂縫或掉碴，頂板下沉量和下沉速度明顯增加，支架載荷迅速增高的現象。
（三）基本頂初次垮落步距的確定基本頂垮落時，其最大懸露垮度l初稱為基本頂初次垮落步距。
1、一般情況下，視基本頂為兩端固定梁將基本頂看作兩端固定長度為l的巖梁，受均布荷載q的作用。基本頂受力情況如圖6－4所示固定梁極限跨距
2、淺部煤層情況下，近似視基本頂為簡支梁簡支梁極限跨距
三、基本頂的週期來壓
（一）基本頂來壓前的狀態圖6－7 基本頂來壓前的狀態基本頂初次垮落後，隨著採煤工作面繼續推進，工作面上方的基本頂岩層由兩端固定梁狀態轉變為懸臂梁狀態二）基本頂週期來壓及礦壓顯現特徵週期來壓--基本頂的週期性破斷失穩對工作面產生的週期性的來壓顯現，稱為基本頂的週期來壓。
主要表現形式：頂板下沉速度急劇增大，頂板下沉量變大，支柱所受載荷普遍增加，有時可能引起煤壁片幫。支柱折損、頂板發生台階狀下沉等現象。
（三）週期來壓步距的確定
來壓週期--基本頂兩次週期來壓的間隔時間稱為來壓週期。
週期來壓步距--在來壓週期內採煤工作面推進的距離，用l周表示經驗公式週期來壓步距大小在6～30m之間，一般為10～15m。
（四）週期來壓的分析
（1）基本頂斷落巖塊的運動（力學模型式中：l--岩塊b的長度，m
q--岩塊b的重力，kn；
h--岩塊b的厚度，m；
s1--岩塊c的下沉高度，m。
（2）基本頂最終下沉值s為：
s＝∑h＋m－k/p∑h
(3)岩塊斷裂後的幾何形狀，也影響到鉸接岩塊平衡。
岩塊b相對於岩塊a在斜面上形成的正壓力n為：
沿斜面下滑的力f為：
斜面上形成平衡的條件為圖6－10 咬合點的平衡
（4）即使水平擠壓力造成的摩擦力能滿足鉸接岩塊平衡的要求，但若基本頂上覆的軟岩厚度過大時，仍有可能導致岩塊錯動，形成頂板台階下沉。
四、工作面上覆岩層移動規律
（一）冒落帶多數情況下，冒落帶是由直接頂跨落後形成的。
冒落帶的高度：
一般認為開採後冒落帶的高度為採高的2～4倍。
（二）裂縫帶位於冒落帶之上，隨冒落帶岩石的跨落和逐漸壓實，裂縫帶岩層出現彎曲下沉，離層和斷裂為排列整齊的岩塊。
（三）彎曲下沉帶裂縫帶上方直至地表的岩層。岩層可保持自身的完整性，並承擔上覆岩層重力，將岩層重力轉移到工作面前方煤體和工作面後方採空區冒落的矸石上，形成乙個大壓力拱，使工作面處於壓力拱保護之下。工作面為低應力區。
彎曲下沉帶可起到隔水作用。
第三節採煤工作面礦山壓力顯現規律
一、採煤工作面四周支承壓力顯現規律
（一）採煤工作面前後方支承壓力分布圖6－14 採煤工作面前後方支承壓力分布主要特點：
（1）工作面前方支承壓力遠比工作面後方大；
（2）工作面前後方支承壓力是移動支承壓力；
（3）採煤工作面處於減壓力範圍。
（二）採煤工作面兩側支承壓力分布圖6－15 採煤工作面左右兩側支承壓力分布結論：（1）其影響區並不在煤體邊緣，而是位於煤體邊緣有一定距離的地帶；
（2）其邊緣處於應力降低區，支承壓力低於原岩應力；
（3）合理滯後時間3個月到1年之間。
二、支承壓力在底板中的傳遞圖6－16 均布荷載作用下不同深度處的正應力分布圖6－17 底板岩層內的應力分布
1、2－支承應力曲線；3－原岩應力曲線；4、5－應力增高區警界
線； 6－應力降低區境界線第四節採煤工作面頂板分類新的頂板分類方案對頂板分別以直接頂進行分類和基本頂進行分級。
一、直接頂分類在頂板分類方案中，按採煤工作面在開採過程中的穩定情況，以直接頂初次垮落步距lr作為基本指標，參考岩石的力學引數，將直接頂分為4類，
其中1類又分為兩個亞類。見表表7-4 直接頂分類指標及參考要素類別
1類2類3類4類iaib不穩定中等穩定穩定非常穩定基本指標
tr≤4
4＜tr≤8
8＜tr≤18
18≤tr≤28
28≤tr≤50
岩石和結構特徵泥岩、泥頁岩、節理裂隙發育或鬆軟泥岩、碳質泥岩節理裂隙發育或鬆軟緻密泥岩，粉沙巖，砂質泥岩節理裂隙發育或鬆軟砂岩、石灰岩節理裂隙很少緻密砂岩，石灰岩節理裂隙極少主要力學引數參考區間綜合弱化常量
cz=0.173±0.074
cz=0.273±0.09
cz=0.30±0.12
cz=0.43±.157
cz=0.48±0.11
單向抗壓強度
rc=27.94±10.75
rc=37±25.75
rc=47.3±20
rc=75.3±33.7
rc=89.4±32.7
分層厚度
hc =0.27±0.125
hc=0.285±0.13
hc=0.51±0.355
hc=0.775±0.34
hc=0.72±0.34
等效抗彎能力
rc hc＜7.52
rc hc＝2.9~11.4
rc hc＝7.8~29.1
rc hc＝33~104
rc hc＝45..5~139.4習題：
1、簡述礦山壓力、礦壓顯現的基本概念。
2、自重應力和構造應力的特點是什麼？
3、簡述直接頂的初次跨落、基本頂的初次來壓和週期來壓等概念。
4、簡述基本頂形成三鉸拱的條件。
5、簡述開採後上覆岩層移動特徵。
6、繪出工作面前後支承壓力分布，說明其分布特徵。
7、採煤工作面兩側支承壓力分布有何特徵？
8、簡述支承壓力在底板中傳遞的特點。
9、直接頂如何分類？基本頂如何分級
影響採煤工作面礦山壓力主要因素
摘要 煤礦工作面體現了煤礦生產的綜合能力，受礦山壓力的影響較大。本文介紹了礦山壓力的基本概念，從頂板岩層 採高控頂距 開採深度 工作面推進速度四個方面分析了對採煤工作面礦山壓力的影響。關鍵詞 採煤工作面礦山壓力因素 礦山壓力是採掘工程引起的，如果沒有巷道開掘和採煤工作，就不存在礦山壓力，採動前原岩應...
第六章控制工作
組織的一切活動都是為了實現組織的目標，目標確定後，就層層分解落實到組織的各個部門直至各個成員。主管人員怎樣才能知道這些部門和成員的工作是否有助於實現目標？這就需要控制工作。本章論述控制工作的性質 原理和方法。控制工作是乙個過程，包括三個要素，即制定標準 根據標準衡量工作成效，以及採取措施糾正偏離標準...
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第六章工作分析 答案解析 一 單項選擇題 1.是通過系統分析的方法來確定工作的職責，以及所需的知識和技能的過程。a.工作描述 b.工作規範 c.工作設計 d.工作分析 2.建立薪酬體系要以 為基礎。a.績效管理 b.工作評價 c.人力資源規劃 d.人力資源培訓與開發 3.下列不屬於工作分析在人力資源...