矿山压力

      矿山压力指井下岩体受到采掘影响，其原始应力遭到破坏，引起应力重新分布，在分部过程中，作用在支架和采掘空间周围的力。 在煤层没有开采之前，岩体处于平衡状态，当煤层开采以后， 形成了地下空间，破坏了岩体的原始状态，引起岩体内应力重新分布，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，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。通常把这种因围岩移动而产生的压力称为矿山压力。

在矿山压力作用下出现的冒顶、底鼓、煤岩片帮、支架破坏、煤和瓦斯突出等现象，称为矿山压力现象或矿山压力显现。矿山压力的大小与围岩的性质有关。为了保证安全生产，必须了解工作面矿山压力的活动规律及围岩性质，以便采取控制措施。

当工作面从开切眼向前推进，顶板悬露面积随之扩大，直接顶垮落充填采空区，基本顶仍完整地支承在两帮煤壁上，形成双支板梁构件。当板梁垮度随着工作面推进增大到一定的范围，如图5— 3所示的L1时，由于基本顶的自重和上覆岩层的作用，使基本顶断裂垮落。这时，工作面已不再处于基本顶梁掩护之下，顶板迅速下沉而破碎，通常把采空区基本顶第一次大面积垮落称为初次垮落。由于基本顶初次垮落，使工作面压力增大，故称为初次来压。初次来压对工作面影响一般持续2d～3d。基本顶初次垮落时，工作面距切割煤壁的距离L1称为初次垮落步距或初次来压步距。Ll值与基本顶岩性、厚度以及地质构造等因素有关，一般为20米～35米，少数为50米～70米。

初次来压的特点是：工作面顶板下沉量和下沉速度急增，甚至出现台阶式下沉；顶板破碎，甚至出现与煤壁平行的裂隙，有时发出巨大的断裂声；支架受力增加，采空区掉块，煤壁严重片帮。

初次来压时，工作面要采取措施，如沿放顶线加强支护(增设排柱、木垛、斜撑、抬棚)、强制放落顶板等。

老（基本）顶初次垮落后，工作面暂时免除了基本顶下沉的影响，支架受力减轻，基本顶由双支板梁变为悬臂梁，如图5—4所示。上覆岩层的重量主要由基本顶悬臂梁直接传给煤壁，部分由垮落的矸石承担。

当工作面推进到一定的距离，基本顶悬臂长达图5—4所示的 L2时， 在自重和上覆岩层的作用下，又会产生断裂垮落，这时同样会给工作面带来增压现象。当工作面再继续推进，这部分垮落的基本顶被甩人采空区，工作面又处于基本 顶悬梁掩护之下，恢复到前述的状态。继续推进工作面，基本顶的垮落与工作面增压现象重复出现。这种垮落与来压随工作面推进而周期性的出现，称为基本顶周期 垮落和周期来压。两次周期来压之间的距离称为周期垮落 (来压)步距。周期垮落步距同样与基本顶岩性有关，一般为6 米～30米，多数为10米～15米。