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這是礦山壓力ppt，包括了概述，壓力拱假說，梁的假說，其他幾種假說及評價，采場礦壓假說總結(jié)等內(nèi)容，歡迎點擊下載。
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1.概述
2.壓力拱假說
3.梁的假說
4.其他幾種假說及評價
5. 采場礦壓假說總結(jié)
第1部分
概 述
本部分主要內(nèi)容：
礦壓理論的建立基礎(chǔ)
礦山壓力假說中基本觀點的內(nèi)容
幾種主要礦壓假說
1.礦壓理論的建立基礎(chǔ)
礦山壓力假說是采礦科學(xué)發(fā)展的重要形式，是弄清礦山壓力及其顯現(xiàn)規(guī)律的有效途徑。
假說建立的步驟： ①觀察和收集實際資料；
②分析整理所積累的資料，提出假設(shè)的基本觀點；
③建立分析模型，進行數(shù)學(xué)力學(xué)分析推演，一方面為確定假說中各個基本參數(shù)間的關(guān)系；另一方面為礦山生產(chǎn)提供指導(dǎo)；④通過一定方式檢驗。
2.礦山壓力假說中基本觀點的內(nèi)容
首先是對研究對象基本屬性的認(rèn)識。
其次是對研究對象及狀態(tài)的認(rèn)識，或把現(xiàn)象穩(wěn)定在某一階段，從瞬間平衡狀態(tài)來認(rèn)識礦壓現(xiàn)象。如：壓力拱假說；或考慮到現(xiàn)象發(fā)生的時間過程，從發(fā)展變化狀態(tài)來考察礦壓現(xiàn)象，如傳遞巖梁假說。
最后就是對現(xiàn)象發(fā)生發(fā)展規(guī)律的認(rèn)識。有的假說只推測性地描述現(xiàn)象發(fā)生發(fā)展的基本過程；有的則直接說明現(xiàn)象發(fā)生發(fā)展的因果關(guān)系。
第一、二方面的內(nèi)容是假說的基本前提，多由現(xiàn)場中觀測的實際資料和已知的科學(xué)原理提供；第三方面的內(nèi)容則是假說的核心部分，是在第一、二方面的基礎(chǔ)上，用已有科學(xué)原理，按邏輯思維方法推得。
3、幾種主要礦壓假說
早期礦壓假說的特點：
由于開采方法的局限性，采場礦壓基本建立在巷道礦（地）壓理論基礎(chǔ)上，兩者無本質(zhì)區(qū)別。
礦壓理論的建立，起初是以經(jīng)驗為基礎(chǔ)，較多地偏重于礦山壓力顯現(xiàn)方面的描述，由于測試手段不完善，所以假說具有片面性和局限性。
緩傾斜煤層工作面礦壓理論假說
（1）壓力拱假說 （2）雙支梁假說
（3）懸臂梁（懸板）假說 （4）預(yù)成（生）裂隙假說
（5）鉸接巖塊假說 （6）臺階下沉假說
（7）松散介質(zhì)假說 （8）楔形假說
（9）砌體梁假說 （10）傳遞巖梁假說
（11）彈性基礎(chǔ)梁假說 （12）板結(jié)構(gòu)假說
第2部分
壓力拱假說
本部分主要內(nèi)容：
壓力拱簡介
德國學(xué)者希普特羅對采場壓力拱的闡述
壓力拱假說的評價
底板中也存在著與頂板相類似的壓力拱。
普氏提出的回采工作面支柱壓力計算公式：
式中：n——頂板單位面積上的支柱數(shù)；
f——巖石的普氏堅固性系數(shù)；
a——拱寬的一半，m；
b——支柱到工作面煤壁的距離，m。
采場壓力拱計算模型見圖：
2.德國學(xué)者希普特羅對采場壓力拱的闡述
（3) 在壓力拱內(nèi)為卸載區(qū)，卸載區(qū)也同時能在底板中形成。
（4) 利用全部垮落法管理頂板時，壓力拱陡峭且比較高；用充填法時則拱平緩且拱高小。
（5) 拱的高度和寬度僅取決于煤層厚度(采高)、頂板管理方法和頂板巖石性質(zhì)。
（6) 壓力拱是非對稱性的，并且沿工作面的長度方向沒有表現(xiàn)。
3.壓力拱假說的評價
（1) 壓力拱假說比較簡明地闡述了采場圍巖卸載的原因，探討了圍巖平衡狀態(tài)及其范圍，對回采工作面前后支承壓力的形成及回采工作空間處于卸壓區(qū)做出了一些解釋。
（2) 壓力拱假說認(rèn)為：支架壓力源于拱內(nèi)巖石的重量，與支架特性及采深無關(guān)，這顯然與實際情況不符。
（3) 對堅硬的層狀巖石，無論在巷道還是在采場，都不可能形成拱，這對壓力拱假說是不適合的。
（4) 壓力拱在巷道中并不是唯一的表現(xiàn)形式，支架壓力取決于一系列的礦山地質(zhì)條件及技術(shù)條件，其中起主要作用的是巷道圍巖性質(zhì)，支架特性及結(jié)構(gòu)形式。在回采工作面，由于煤層頂?shù)装鍘r性不同，頂板管理方法，支架形式及特性以及回采工藝的差異，可能形成不同的復(fù)雜的力學(xué)結(jié)構(gòu)。這遠(yuǎn)非壓力拱理論所能概括與闡明的。
第3部分
梁的假說
本部分主要內(nèi)容：
雙支梁假說
懸臂梁假說
砌體梁假說
傳遞巖梁假說
彈性基礎(chǔ)梁模型
梁的假說是近代礦壓假說的顯著特點。
由于對屬性的梁的認(rèn)識不同，有雙支梁假說、懸臂梁假說、砌體梁假說、傳遞巖梁假說等多種。
1、雙支梁假說
雙支梁假說模型見圖：
認(rèn)為在老頂垮落之前，老頂
彎曲下沉量很小，可忽略。
當(dāng)直接頂垮落高度不充分，老頂處于懸露狀態(tài)，由于回采工作面沿傾斜方向長度遠(yuǎn)大于沿走向的懸露跨度，可將老頂巖層視為一端由工作面煤壁，另一端由區(qū)段邊界煤柱支撐的“梁”，即所謂雙支梁假說。
按梁兩端的支撐條件不同，又可分為簡支梁和固定梁。
（1）固定梁 在邊界煤柱的另一側(cè)未受采動時以及在采深很大時，一般視為兩端固定的梁。 用材料力學(xué)的方法可求出老頂巖梁在斷裂時的跨距即極限跨距。
兩端的最大剪切力與最大彎矩： 在梁的中部 梁中任意一點的正應(yīng)力和剪應(yīng)力為： 式中：M——任一截面的彎矩； Q——任一截面處的剪切力； y——A點到中性軸的距離。
最大彎矩發(fā)生在梁兩端，
該處的最大拉應(yīng)力為：
當(dāng) ，即巖層在該處的最大
拉應(yīng)力達到該處巖石的抗拉極限時，
巖層將在該處被拉斷，此時的極限跨距為：
若以最大剪應(yīng)力作為巖梁斷裂的判據(jù)，則 在梁兩端剪力最大，該處的最大剪應(yīng)力為：
在最大剪應(yīng)力達到抗剪強度時的極限跨度為：
一般情況下，LT<LS，因此常按最大彎矩計算極限跨距。
在刀柱式或房柱式開采時，為保證采礦工作空間頂板的完整性，刀柱間距應(yīng)采用巖梁的安全跨距L0，若取巖層趨向斷裂的安全系數(shù)為n，則可得頂板巖層的安全跨距為：
（2）簡支梁
在邊界煤柱的兩側(cè)均已采空時以及采深較小時，常將老頂初次垮落前的情況視為簡支梁。
與固定梁相似，只不過最大彎矩發(fā)生在梁的中間。
按彎矩計算的老頂巖梁的極限跨度LT為：
在用刀柱或房柱法開采時，
頂板巖層的安全跨距L0為：
可見，在同樣條件下，用簡支梁計算所得的極限跨距小。
確定巖梁所受的載荷q是關(guān)鍵，一般按如下計算。
一般煤層上方巖層有多層巖層組成，故第一巖層的極限跨距所應(yīng)考慮的大小，應(yīng)根據(jù)各巖層間的相互作用確定。
n巖層對第一巖層影響所形成的載荷（qn)1按下式計算：
式中：Ei——各層巖層的彈性模量
n——巖層數(shù)
hi——各巖層分層的厚度
γi——各層巖層的容重。
當(dāng)計算到（qn+1)1<(qn)1時，說明第n層與第n+1層之間已產(chǎn)生離層，則以（qn)1作為作用于第一巖層上的單位面積上的載荷q。
老頂來壓前，完整性較好，直接頂不能充滿采空區(qū)，刀柱或房柱開采時，比較適合。
2、懸臂梁假說
懸臂梁假說是由德國學(xué)者舒里茲
在1867年提出的，它的主要代表有
蘇聯(lián)斯列薩廖夫·格爾曼，歐洲的
弗蘭德，克格爾．菲力普斯等人。
懸臂梁假說認(rèn)為：地下巖體是一種層狀的連續(xù)彈性介質(zhì)，未采動的巖體所受的力主要是垂直應(yīng)力。在煤層開采后，采空區(qū)上方懸露的頂板在初次垮落后，可以看成是一端懸伸而另一端固定在工作面前方煤體上面的懸臂梁，如圖所示。如果頂板為很多巖層組成，則形成彼此相互作用的組合懸臂梁，這種巖梁在采場上下兩端的煤柱處也被固定著，因而形成了三面被固定的懸板，即所謂的懸板假說。
由于采場上下兩端的鑲嵌作用在工作面較長時，對頂板活動所起的作用是很小的，因此，多視頂板為梁。
巖梁在自重和上覆巖層的作用下，逐漸彎曲、下沉以至于斷裂垮落。當(dāng)頂板巖層堅硬時，懸伸在采空區(qū)上方的巖梁可能很長，這時就必須采取人為的措施加以控制，以防止巖梁可能沿煤臂切斷造成推掌子事故；若梁由于彎曲下沉?xí)r被冒落的矸石或充填體支撐時，也可能僅產(chǎn)生彎曲下沉而不產(chǎn)生折斷；當(dāng)巖梁的懸伸長度達到極限值時，將發(fā)生有規(guī)律的周期性折斷，此時將出現(xiàn)明顯的周期性來壓。
用懸臂梁理論可以解釋：
在靠近工作面煤壁的地方，頂板下沉量最小，因而壓力最��；
由工作面煤壁向采空區(qū)，頂板下沉量和壓力則逐漸增加；
頂板下沉量和工作面支架載荷的最大值通常總是在沿采場傾斜方向的中部，這和現(xiàn)場實際是吻合。
懸臂梁假說還可以解釋工作面前方煤體中存在支承壓力，能說明煤層和頂板巖層的物理力學(xué)性質(zhì)對煤體中支承壓力分布范圍和應(yīng)力集中程度的影響以及解釋老頂?shù)亩慰迓洮F(xiàn)象等。
懸臂梁假說在一定條件下能對許多礦山壓力現(xiàn)象進行解釋，并可以采用材料力學(xué)的方法進行粗略的計算。但不難看出，該假說仍存在嚴(yán)重缺點，表現(xiàn)在：
1）直接頂巖層由于地質(zhì)構(gòu)造和采動的影響，通常被許多裂隙切割破壞喪失了連續(xù)性，因此不能視其為彈性的連續(xù)巖梁。
2）利用材料力學(xué)公式計算巖梁時，通常把問題過于簡化而使計算結(jié)果與實際情況相差甚遠(yuǎn)。與一些實際情況的對比表明，采場頂板實際下沉量比按懸臂梁或懸板公式計算出來的彎曲撓度要大幾倍。
3）懸臂梁假說同壓力拱假說一樣，未能考慮頂板巖層與采場支架間的作用關(guān)系，只是孤立地研究巖梁的變形狀態(tài)，不可能反映出采場上覆巖層運動的真實規(guī)律，從而降低了假說的實用價值。
4）懸臂梁假說不可能從數(shù)量上對礦山壓力進行計算，這是因為該假說脫離了整個巖體 ，而只研究了個別巖層的運動規(guī)律。
3、砌體梁假說
砌體梁假說是
中國礦業(yè)大學(xué)錢鳴高
教授在前蘇聯(lián)學(xué)者庫
茲涅佐夫教授的鉸接
巖塊假說的基礎(chǔ)上根
據(jù)相似模型實驗和現(xiàn)
場實測，運用結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法得到了采場上覆巖層的平衡和失穩(wěn)條件，從而提出了“砌體梁”假說。
砌體梁假說認(rèn)為：
在老頂巖梁達到斷裂步距之后，隨著工作面的繼續(xù)推進，巖梁將會折斷，但斷裂后的巖塊由于排列整齊．在相互回轉(zhuǎn)時能形成擠壓，由于巖塊間的水平力以及相互間形成的摩擦力的作用，在一定條件下能夠形成外表似梁實則為半拱的結(jié)構(gòu)。這種平衡結(jié)構(gòu)形如砌體，故稱之為砌體梁。
經(jīng)過采動上覆巖層中的堅硬巖層都已斷裂，根據(jù)巖層移動特點，可將上覆巖層按堅硬巖層分成若干個巖層組，而每一個巖層組的底板則為堅硬巖層。由測定可知斷裂成為巖塊，巖塊間相互咬臺則可能形成圖示的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)為“煤壁——已冒落矸石”及“煤壁——支架——已冒落矸石”兩種支撐體系所支撐。
采場上覆巖層可沿走向分為三個區(qū)，A——煤壁支撐影響區(qū)；B——離層區(qū)或支架影響區(qū)；C——重新壓實區(qū)
該假說在前人研究成果及現(xiàn)場實測的基礎(chǔ)上，對開采層采場上覆巖層進行了分析認(rèn)為：
1）在劃分的巖層組中，每組中的軟巖層或斷裂的巖層可視為堅硬巖層上的載荷，或者傳遞垂直力的媒介。
2）由于開采的影響，堅硬巖層已經(jīng)斷裂成為排列較整齊的巖塊。由于離層，在離層區(qū)域內(nèi)，上下巖層組之間沒有垂直力的傳遞。在水平方向由于有水平推力，形成了鉸接關(guān)系。鉸接點的位置取決于巖層移動曲線的形狀，若曲線下凹，則鉸接點位于斷裂面的下部，反之則在上部，離層區(qū)視為無支撐區(qū)。
3）由于層間不能阻擋水平錯動，因而視軟巖層或碎裂巖層為支承鏈桿，即只能傳遞垂直力，不能阻止水平力。
4）當(dāng)巖塊恢復(fù)到水平位置時，破碎巖塊間的剪切力為零，故以后的巖塊可以用一水平直桿代之。
5）最上巖層組的堅硬巖層，由于其上只是軟巖層及沖積層；因此可視為均布載荷作用于最上組的堅硬巖層上，而下面的巖層組則不然。
6）最上的堅硬巖層，隨著回采工作面的推進，由于載荷條件一致，因而該巖層斷裂后各巖塊可視為等長；但下面各組巖層由于相互作用，破碎后的長度未必相等。
通過力的分析得到該巖層結(jié)構(gòu)的主要特征如下：
1) 懸露巖塊(Bi)的重量幾乎全部由前支承點(即煤壁)支撐；
2) 巖塊Bi與Ci之間的剪切力幾乎近似于零，故此處即為鉸合巖塊形成的半拱的拱頂。
3) 該結(jié)構(gòu)的最大剪切力發(fā)生在巖塊Ai與Bi之間，其值相當(dāng)于巖塊Bi的本身的重量及其上覆軟巖層之載荷。
任意層的平衡條件為：
要求形成的破碎巖塊長度必須滿足：
該假說提出了采場支架工作阻力P的計算方法：
式中： ——直接頂厚度，m；
r——直接頂巖層的容重，kg／m3；
R——回采工作面控頂距，m；
n——載荷系數(shù) ， =0時，n=1；其余情況下取 n=0.25～0.50；
hc——巖塊A的厚度，m； Lc——巖塊A的長度，m； q——作用在巖塊A上的分布載荷，Pa；
Lo——裂隙帶下位巖層的斷裂步距，m;
h——巖塊厚度，m；
Qo——斷裂巖塊及上覆軟巖層的重量，t；
Φ——巖塊間的摩擦角；
Ө——破斷面與垂直面的夾角。
在式中，若直接頂較厚，而規(guī)則垮落帶在采空區(qū)又無懸頂時，第二項為零；若裂隙帶的下位巖層能自身平衡時，則式中第三項為零。
頂板下沉量Sk為：
式中， R——控頂距，m；
當(dāng)巖塊與巖塊間咬合不住滿足不了平衡條件時，若工作面支架阻力不足則可能導(dǎo)致工作面頂板臺階下沉甚至形成切頂。
在老頂初次來壓以后，采場上覆巖層形成的上述巖體結(jié)構(gòu)將隨著回采工作面的連續(xù)推進，始終經(jīng)歷“穩(wěn)定—失穩(wěn)—再穩(wěn)定”的變化，結(jié)構(gòu)的周期性失穩(wěn)導(dǎo)致了回采工作面頂板的周期來壓。
由于上覆巖層形成的砌體梁結(jié)構(gòu)屬半拱式結(jié)構(gòu)，因此工作面前方煤體一側(cè)幾乎支撐著采場上方煤體中很高的支承壓力；在采空區(qū)后方已冒落的矸石僅承受壓實區(qū)中的C區(qū)（重新壓實區(qū)）的重量，因而僅恢復(fù)到或略高于γ·H的程度。
中國煤炭科學(xué)院高級工程師史元偉等人又提出將砌體梁分為長砌體梁和短砌體梁。
（1）長砌體梁
巖梁長度L與其厚度h之比大于2時，如圖10所示。
按受力不同可設(shè)想為兩種情況： a.“給定載荷”情況：當(dāng)斷裂巖梁在水平推力作用下不能保持平衡時，將把自己的載荷施加于支架和冒矸上，這時老頂可能沿煤壁斷裂，或沿支架切頂線斷裂，也可能在煤壁前方斷裂。
則支架承受的最大載荷近似為：
此時頂板最大下沉量△h取決于支架剛度K0和初撐力P0，即:
式中: γz——直接頂容重；
γ1——老頂容重；
L1 ——斷裂步距。
公式表明在給定載荷情況下，頂板下沉與支架剛度成反比，與巖梁跨度成正比。
b.“給定變形”情況：當(dāng)巖梁斷裂具有足夠的水平擠壓力而能維持平衡時，斷裂巖梁對采場的影響可視為給定變形，此時頂板的最大下沉及支架壓力可由下式確定：
式中， c——平均松散系數(shù)；
——斷裂巖梁下的垮落巖層厚度。
（2）短砌體梁
典型情況是當(dāng)斷裂巖塊的L/h≤0.5時，由于在其上面可能會有較長的老頂巖塊的作用，因此工作面壓力和下沉?xí)尸F(xiàn)出較復(fù)雜的情況。
（1）若老頂對直接頂不發(fā)生作用，直接頂?shù)钠鲶w巖塊依靠彼此擠壓和咬合可能自身形成一個半拱式平衡(下圖)所示。
隨著工作面推進，直接頂形成的短砌體梁也會發(fā)生周期性失穩(wěn)，引起工作面周期來壓，有人認(rèn)為，砌體梁失穩(wěn)前支架承受的最大平均壓力為：
式中， hL——巖塊寬度； n1——支架支承的巖塊數(shù)；
n2——懸頂?shù)膸r塊數(shù)；f——摩擦系數(shù)；
α——巖塊斷裂角。
相應(yīng)的頂板最大下沉量為：
可見支架載荷取決于控頂區(qū)寬度，懸頂長度，巖塊間摩擦角等。這意味著短砌體梁的巖拱破壞屬給定載荷情況，這時的頂板下沉量將由這一載荷和支架剛度決定。
（2）若直接頂上面有老頂斷裂作用，支架載荷及頂板下沉均將呈現(xiàn)較復(fù)雜的情況，是隨機變量，這時老頂?shù)淖饔弥荒苡脭?shù)理統(tǒng)計的方法通過現(xiàn)場觀測才能確定。
砌體梁假說發(fā)展比較全面，力學(xué)模型清楚，推算嚴(yán)密，自成體系，在國內(nèi)外有一定影響，在開采層上方有堅硬頂板時，采場上覆巖層有可能形成砌體梁平衡，運用該假說可以對許多礦山壓力現(xiàn)象給出較為合理的解釋。
用塊體力學(xué)的方法分析巖梁的平衡與運動，有利于弄清圍巖與支架的相互作用關(guān)系，為開采、支護設(shè)計提供理論依據(jù)。
該假說只是在少量的現(xiàn)場實測基礎(chǔ)上提出的，尚應(yīng)進行更多的現(xiàn)場驗證，使砌體梁假說不斷發(fā)展和完善。
4、傳遞巖梁假說
傳遞巖梁假說于1978年由山東科技大學(xué)宋振騏教授根據(jù)現(xiàn)場實測資料提出的。該假說首先與眾不同地建立了直接頂與老頂兩個基本概念。
直接頂：在采空區(qū)已經(jīng)冒落的巖層總和，由于它們不能長久地保持向煤壁前方傳遞力的聯(lián)系，因此其作用力必須由支架全部承擔(dān)。
老頂：由鄰近采場的一部分傳遞巖梁組成，該部分巖梁的運動對采場礦壓顯現(xiàn)有明顯的影響。
（1）該巖梁是由同時運動(或近似于同時運動)，且對礦壓顯現(xiàn)同時有明顯影響的巖層組合而成。
（2）該巖梁在采場推進過程中，無論是在相對穩(wěn)定階段，還是進入顯著運動的階段，都能在工作面推進方向上始終保持傳遞力的聯(lián)系，從而能將其作用力傳遞至煤壁前方和采空區(qū)已冒落的矸石之上。
由于采場不斷推進，采場礦山壓力及其顯現(xiàn)總是在不斷發(fā)展變化之中。因此，宋振騏教授建議研究的重點不僅是某一時刻瞬間值的大小，而是礦壓的發(fā)展變化規(guī)律及其與上覆巖層運動的關(guān)系。解決了這個問題，則能通過礦壓顯現(xiàn)推測上覆巖層的運動，預(yù)測采場來壓的時刻和強度，解決開采設(shè)計，生產(chǎn)管理等問題。
（1）對采場礦壓顯現(xiàn)有顯著影響的巖層組成
老頂中每一傳遞巖梁的厚度包括同時運動巖層的總和。對于整體性較好的上下兩個巖層，其同時運動的條件由下式判定：
式中，ES、ms——下部巖層的彈性模量和厚度；
Ec、mc——上部巖層的彈性模量和厚度；
k——考慮上下兩層懸跨度差別的系數(shù)，強迫撓曲時K=1，自由撓曲時K=1.25。
當(dāng)工作面足夠長時，傳遞巖梁
（簡稱巖梁）第一次來壓步L0為：
式中， [σ]——下部巖層的抗拉強度；m——下部巖層的厚度；mk——巖梁的全厚；γK——巖梁的平均容重。
巖梁的周期來壓
步距Ci為：
式中，Ci-1——巖梁前一次斷裂步距，
若Ci-1=0，且令γK=2.5t／m3，則上式為:
組成老頂?shù)膸r梁數(shù)可以通過現(xiàn)場實測來確定。
(2)工作面推進過程中礦壓顯現(xiàn)與上覆巖層運動間的關(guān)系
巖梁傳遞到煤壁前方x距離處的壓力由下式表出：
式中， σx——距煤壁x處的支承壓力；
mi——各傳遞巖梁的厚度；
γi——各傳遞巖梁的容重；
Li —— 各傳遞巖梁的跨度；
Cix——各傳遞巖梁傳遞至該處巖層比例系數(shù)；
n——作用于該處的巖梁數(shù)目。
在第一次來壓階段，隨著工作面的推進，支承壓力及其顯現(xiàn)大致分為三個階段：
第一階段：煤體支承能力改變前
式中，σx——距煤壁x處的支承壓力；
γ——上覆巖層平均容重；
Kx——該處支承壓力的集中系數(shù)，Kx=1+CxL，它隨著巖梁跨度L的增加而增加。
此階段煤體上的支承壓力分布是一條高峰在煤壁處的單調(diào)下降曲線，如圖13a所示。
第二階段：從煤壁支承能力開始改變起到老頂巖梁斷裂前為止。
煤體產(chǎn)生塑性變形，巖梁產(chǎn)生離層。煤體上的支承壓力分為兩個區(qū)，如圖13b所示。
極限狀態(tài)下塑性區(qū)(0≤x≤S。)支承壓力分布的表達式為：
式中，σy——距煤壁x處的壓力值；
σc——煤層單向抗壓強度；
S0 ——塑性區(qū)范圍；
y0——煤壁壓縮值；
α——煤層壓縮角；
C——煤層與頂?shù)装褰佑|面上的粘結(jié)力；
f——煤層內(nèi)摩擦系數(shù)。
第三階段：從老頂巖梁端部斷裂開始至巖梁中部觸矸為止。
本階段支承壓力分布有顯著變化，主要特征是：
(1)巖梁斷裂時刻，斷裂線附近將伴有壓力高度集中。
(2)巖梁斷裂后，以斷裂線為界，應(yīng)力場將明顯地分為兩個部分，即“內(nèi)應(yīng)力場”和“外應(yīng)力場”，圖13c。
(3)兩應(yīng)力場形成后，隨工作面推進，內(nèi)外應(yīng)力場的峰值以斷裂線為界分別向相反的方向發(fā)展，如圖13d所示。
內(nèi)應(yīng)力場距離煤壁x處的支承壓力σy，近似地表示為：
式中，Gx——該處煤層的剛度；
Kx——該處煤層的壓縮值。
內(nèi)應(yīng)力場的壓力峰值位于壓力場的中部，最大應(yīng)力值σmax為：
式中，SA——內(nèi)應(yīng)力場支承壓力分布范圍，m；
q——單位巖梁重量：
L0——巖梁斷裂后的懸露跨度，m；
LK ——工作面控頂距，m；
PT——采場支架承載能力。
可以看出，max隨煤壁壓縮值的增加而增加，隨SA的收縮而增加，同時，支架反力對改變臨近煤壁支承壓力及其分布范圍有影響。
在進入正�；夭呻A段后，隨著老頂巖梁的周期性斷裂，支承壓力的分布特征也將發(fā)生周期性變化，其變化與發(fā)展與初次來壓階段相似。通過巷道支承壓力的變化，對采場來壓的預(yù)報是可行的。
（3）采場來壓時刻支架與圍巖的關(guān)系
老頂來壓沉降至某一狀態(tài)(△hi)時直接頂板給支架的作用力Pz由下式近似表出：
式中，mz——直接頂厚度；
γz ——直接頂平均容重；
LK ——工作面控頂距；
△hi ——控頂距處頂板下沉量；
fz——考慮直接懸露的支架合力作用點位置差異的力矩系數(shù)，由下式表出:
式中，Lz——直接頂懸露跨度，為控頂距和直接頂懸頂距之和； Li ——支架合力作用點距煤壁的距離。
上式稱為直接頂?shù)奈粦B(tài)方程，它表明要求控制的巖梁位態(tài)越低(△hi越大)，則支架承受的作用力愈小。但由于△hi 相對工Lk小得多，因此在△hi 可能的變化范圍內(nèi)，cos(arctg △hi/Lk)接近1，即一般可將直接頂對支架的作用看成是與位態(tài)無關(guān)的常數(shù)，即
Pz=mzγzfz
老頂對支架的作用有兩種情況：
(a)“給定變形”情況：即巖梁的位態(tài)未受到支架的限制，頂板下沉量由自身強度和兩端支承情況決定。
△hi= △hA
式中， △hA ——控頂距處巖梁最終沉降值。
此時支架承受的老頂作用力Pz為：
式中，ET——支架剛度。
上式表明老頂給支架的作用力與支架剛度有關(guān)。
(b)“限定變形”情況：即巖梁的位態(tài)由支架的阻力限定，也即
Δhi= ΔhT ;ΔhT= ΔhA
式中， ΔhT——要求控制的頂板下沉量。
此時老頂對支架的作用力可由下式近似地表出:
如果實測得到采場頂板下沉量△h0及相應(yīng)支架載荷P0；則可推得采場頂板下沉量控制在△hT時，老頂給支架的作用力PE為：
把巖梁控制在要求位態(tài)，支架必須的支護能力應(yīng)是分別控制直接頂和老頂所需要力的總和，即
其中，支架按“給定變形”方案工作時：
該工作方案的頂板下沉量和支架承載能力設(shè)計范圍為：
△hi=△hA
支架按“限定變形”方案工作時：
該方案支架的工作范圍為：
其中，
顯然“限定變形”工作條件下公式表達的支架—圍巖關(guān)系是一條起于點 (△hA，Pmin)，終于點(△hmin，Pmax)的雙曲線。
該假說以大量的現(xiàn)場實測資料為基礎(chǔ)，從實踐中來到實際中去，密切地聯(lián)系礦山現(xiàn)場生產(chǎn)實際，因此在現(xiàn)場中擁有為數(shù)眾多的支持者，以傳遞巖梁的運用和發(fā)展為理論基礎(chǔ)提出的采場來壓預(yù)報對于采場頂板管理有重要的指導(dǎo)意義，所建立的巖體結(jié)構(gòu)模型能夠?qū)υS多礦壓現(xiàn)象進行解釋，這些都無疑有其合理的因素。
該假說尚存在一些不足之處：
(1)假說中提出的巖體結(jié)構(gòu)模型的屬性比較籠統(tǒng)，不夠明確，是否具有普遍性尚待進一步證實．
(2)假說中有許多地方是根據(jù)現(xiàn)場觀測到的現(xiàn)象去推測，需要進一步研究。
5、彈性基礎(chǔ)梁模型
當(dāng)老頂或直接頂為未斷開的巖層時，巖層可視為處于彈性基礎(chǔ)(煤層和垮落矸石)上的連續(xù)梁 (如圖14)，稱為無限長彈性基礎(chǔ)梁。
彈性基礎(chǔ)梁在采場和采空區(qū)
上方的撓曲線近似為
式中，K2——采空區(qū)矸石和支架的地基系數(shù)；
γH1——上部巖梁的分布載荷；
入2——衰減系數(shù)，
其中：
EI為巖梁剛度，I=h3/12，(h為下層老頂?shù)暮穸?。 在控頂距LK處工作面頂板下沉量為：
當(dāng)直接頂厚度為m0／(C一1)且與老頂不離層時該處支柱的最大平均載荷強度為:
上式中前項是直接頂巖重，后項則為老頂?shù)淖饔昧Α．?dāng)支架阻力滿足上式時，上層頂板即處于無限長彈性基礎(chǔ)梁的工作狀態(tài)，此時支架的剛度(用地基系數(shù)表示)應(yīng)不低于垮落巖石接近壓實時的地基系數(shù)。
彈性基礎(chǔ)梁模型引用了地基中的理論，對未斷開的采場上覆巖層進行了分析。但由于所做的假說缺乏事實根據(jù)，因此模型的屬性，應(yīng)用范圍等尚需由實踐進一步檢驗和修正。
第4部分
其他幾種假說及評價
本部分主要內(nèi)容：
預(yù)成裂隙假說； 鉸接巖塊假說
臺階下沉假說； 楔形假說
松散介質(zhì)假說； 有關(guān)板的假說
關(guān)鍵層理論
除前述拱形假說及各種梁的假說外，尚有其它的礦壓假說。下面將介紹有代表性的幾種并加以評價。
1、預(yù)成裂隙假說
比利時學(xué)者阿·拉巴斯，吸收了幾種礦山壓力假說的某些概念和思想，以芬涅爾的巷道地壓為基礎(chǔ)，于1951年提出了預(yù)成裂隙假說。
拉巴斯認(rèn)為：煤系地層為層狀沉積巖，由于地質(zhì)構(gòu)造而形成各種層理、節(jié)理、裂隙及斷層等破壞了巖體的連續(xù)性，因而屬于非粘結(jié)性的不連續(xù)體，因此巖體雖然由脆性及剛性巖塊
組成，但它卻象塑性體那樣產(chǎn)生很大的變形，稱之為“假塑性”體。這種特性在采空區(qū)中表現(xiàn)得更為明顯，巖層移動導(dǎo)致圍巖變形，巖層壓力則引起支架受壓。由于采掘工作的不斷進行，在采空區(qū)周圍巖體中形成破壞區(qū)。
拉巴斯認(rèn)為：回采工作面實質(zhì)上就是一條不斷作橫向移動的具有與工作面本身平行的巷道，在它周圍存在著三個不同的區(qū)域，即應(yīng)力降低區(qū)，應(yīng)力升高區(qū)和采動影響區(qū)，如圖15所示，這三個區(qū)也將隨著工作面的推進而不斷向前移動，各個區(qū)域特征如下：
（1）應(yīng)力降低區(qū)
在該區(qū)域中由于巖層遭
到劇烈的破壞而發(fā)生較大的
移動變形。工作面從開切
眼開始向前推進時，該區(qū)
范圍很小，以后隨著工作
面的不斷推進，它的包絡(luò)
面便逐漸由1移到2，3 ……
直至工作面推進到某點時
包絡(luò)面移至地表為止，以后將平行地向前移動。
(2)應(yīng)力升高區(qū)
這個區(qū)沿著應(yīng)力降低區(qū)的包絡(luò)面SE分布。該區(qū)中各主正應(yīng)力即沿曲面的徑向和切向的主應(yīng)力σr和σt 之差最大，因此使巖石破壞(包括底板巖石)。
(3)回采影響區(qū)
巖體由于原有的假塑性可能發(fā)生變形，但不形成新的裂隙，這個區(qū)一直延伸到極限影響面SIJ處為止。
影響各區(qū)域范圍大小因素很多，如開采深度，煤層厚度及傾角，充填體及頂?shù)装鍑鷰r性質(zhì)，工作面長度及推進速度等。
拉巴斯認(rèn)為支架架設(shè)首先是為了工作安全，避免煤和巖石垮落，其次才是限制圍巖變形，支承壓力不是由“拱”引起的，而是由于類似于懸梁的巖層作用的結(jié)果。
按拉巴斯的觀點，采場上覆巖層實質(zhì)上是一種被擠緊的“預(yù)應(yīng)力梁”，如圖16所示，它在自重及上部載荷作用下發(fā)生顯著的假塑性彎曲，使原來被擠壓緊的裂隙張開，并且使各巖塊間產(chǎn)生相對錯動，促使頂板下沉乃至垮落。裂隙發(fā)展的巖層的彎曲變形比裂隙小的剛性(堅硬)巖層要大，因此會產(chǎn)生離層。此外，這些巖層從很
大的載荷作用下解脫出來，
存在著體積膨脹，對支架引
起了附加載荷。頂板垮落巖
石在采空區(qū)內(nèi)某點開始被壓
實，直至被完全壓實點(M’)。
拉巴斯認(rèn)為每根支柱要承受三種載荷，即上覆巖層重量，由直接頂板破碎膨脹后引起的壓力以及老頂?shù)淖饔昧�，工作面每根支柱的最大壓力�?
式中，l——支柱排距，m； l’ ——支柱柱距，m；
a——工作面煤壁到采空區(qū)開始完全壓實點M間 的距離，m；
γ——巖層容重，t／m3； h——直接頂垮落高度，m；
H——采深，m； α——煤層傾角；
P——巖石均勻膨脹時產(chǎn)生的垂直層面的壓力，當(dāng)煤層無夾矸石，可忽略不計算。
拉巴斯的預(yù)成裂隙假說視巖體為層狀非連續(xù)體，特別提出“假塑性”變形特征是具有獨創(chuàng)性的，因此闡明了采場周圍巖體內(nèi)應(yīng)力分布、變形及破壞等，具有一定的實際意義，比懸臂梁假說和壓力拱假說都具有進一步的發(fā)展。
但拉巴斯的學(xué)說并不能概括采場中的所有情況，如完整堅硬巖石往往不能形成預(yù)成裂隙梁，而極其破碎的軟弱巖層又因過于破碎以至使頂板中難以形成假塑性彎曲的巖梁。此外拉巴斯也缺乏充分的實際資料證明其假說中提出的三個區(qū)的分界線，所提出的支架載荷計算方法也由于引入了不少難以獲得的修正系數(shù)而使該假說的應(yīng)用受到限制。
2、鉸接巖塊假說
鉸接巖塊假說是前蘇聯(lián)學(xué)者庫茲涅佐夫據(jù)相似材料模擬實驗和現(xiàn)場實測結(jié)果，在懸臂梁假說基礎(chǔ)上1954年提出的。
庫茲涅佐夫認(rèn)為不能用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的方法解決礦壓問題。當(dāng)工作面從開切眼開始推進，采空區(qū)擴大但尚未引起破壞時，逐漸增大的工作空間的支柱壓力主要取決于巖層構(gòu)成及頂板管理方法。當(dāng)老頂垮落后，不僅頂板整個巖層的組成起重要作用，而且特別是各種軟巖和硬巖的互層程序起重大的作用。在頂板垮落后，按巖石的變形特征及破碎特點可將工作面上部巖層分兩個帶，即直接靠近采空區(qū)的不規(guī)則垮落帶及上面的規(guī)則移動帶。
不規(guī)則垮落帶的巖層由于受到各種裂隙的切割而成許多單個巖塊，自由地垮落到采空區(qū)中，彼此間無多大的力學(xué)關(guān)系。由于采空區(qū)冒落矸石破碎體積膨脹，使位于不規(guī)則垮落帶上部的巖層自由空間縮小，形成規(guī)則的垮落或下沉。同時每—層內(nèi)的巖塊之間互相擠壓，構(gòu)成多環(huán)節(jié)的鉸鏈系統(tǒng)。
采場支架與圍巖的作用關(guān)系基本上是由形成兩個帶的條件和巖層在這兩個條帶中的特點所決定的。巖塊垮落的可能性主要決定于采高m和垮落層的厚度h。根據(jù)h和m的比例關(guān)系不同，可將直接頂?shù)目迓淝闆r分為三種基本方式，如圖17。
當(dāng)h>m時，圖17，即使巖塊發(fā)生最大下沉降至底板時，下沉的巖塊仍能保持成向上隆起的三鉸拱，如圖18所示。
庫氏認(rèn)為規(guī)則移動的巖層將在采場上方形成三鉸拱，這種結(jié)構(gòu)不僅能支持自身的重量，而且能夠承擔(dān)上部傳遞的載荷而減輕采場支架載荷。隨著工作面的推進，這些鉸接巖梁將發(fā)生周期性的移動和破壞，又不斷地形成新的三鉸拱。采場支架的受力情況主要取決于規(guī)則移動帶中的懸梁與其相鄰巖塊間的相互作用以及它和不規(guī)則跨落帶中的懸梁間的相互作用。支架可能處于兩種工作狀態(tài)，即給定載荷和紿定變形狀態(tài)。
若工作面采用可縮性支架，直接頂可能因為變形在煤壁處斷裂，庫氏認(rèn)為這時支架承受給定載荷；反之，假如老頂為堅硬頂板，且由于老頂彎曲導(dǎo)致直接頂在煤壁處斷裂，則此時支架將承受很大的載荷，引起支架很大的壓縮變形，這時認(rèn)為支架處于給定變形的工作狀態(tài)，如圖19所示。
假說還給出了針對兩種不同的情況支架強度和可縮性的計算方法。
庫茲涅佐夫的假說有別于前人的地方是以圍巖的移動變形為前提，避免了早期懸梁等假說用工程力學(xué)的論點生硬地解釋采場礦壓的缺陷。庫氏對圍巖移動特別是采空區(qū)直接頂垮落的分析有助于進一步闡明直接頂與老頂間的相互作用，對支架與圍巖間的相互作用的力學(xué)分析比較切合實際， 已初步涉及到支架作用的實質(zhì)；對近代礦山壓力理論有一定的指導(dǎo)作用。
但該假說僅考慮了采場頂板的局部活動，而對巖體中應(yīng)力重新分布以及對采場的影響等卻未加考慮；同時關(guān)于巖層鉸接關(guān)系活動的假說過于理想化了，在計算過程中所做的某些省略或假定并不合理。如在考慮頂板與煤層的相互作用時，假定直接頂不起實質(zhì)性作用，工作面支架的作用不計等。
3、臺階下沉假說
臺階下沉假說是由前蘇聯(lián)學(xué)者秦巴列維奇提出的，研究對象只是埋藏較淺的水平及緩傾斜薄及中厚煤層的礦壓問題。它與預(yù)成裂隙假說有許多共同特點。
假說從巷道周圍存在低應(yīng)力區(qū)出發(fā)，認(rèn)為在采場頂板內(nèi)也存在著三角形的低應(yīng)力區(qū)，且工作面推進，其范圍也不斷地擴大，如圖
20所示。
當(dāng)工作面不斷推進時，由于三角棱柱體還來不及形成，因此在任一時刻其高度b總小于計算值，但為簡化可以認(rèn)為這三棱柱的高度低于計算值，即
式中，φ—頂板巖石的內(nèi)摩擦角；
a—工作面煤壁至開切眼的距離。
隨著工作面的不斷推進，低應(yīng)力區(qū)將通達地表，采空區(qū)上方的懸露巖體m由于受到裂隙切割將與兩側(cè)巖體失去聯(lián)系。
臺階下沉假說缺乏充分的依據(jù)。巖層運動的幾何形狀過分絕對化，也未能考慮到支架與圍巖以及下沉條帶間的相互作用。
4、楔形假說
前蘇聯(lián)學(xué)者魯賓涅依特總結(jié)了前人有關(guān)走向長壁開采回采工作面的各種礦壓假說，吸取了其中某些較合理的部分，于 1955年提出楔形假說，其實質(zhì)如下：
從采空區(qū)起，采場頂板巖層可以分為三個區(qū)域，即完全破壞區(qū)，半破壞區(qū)和未破壞區(qū)。如圖21所示。
由于工作面前方支承壓力作用，煤體將產(chǎn)生一預(yù)先下沉值U0。巖層在高應(yīng)力的作用下則呈半破壞狀態(tài)而失去了抗拉能力，但仍未喪失連續(xù)性，且有抗壓能力，半破壞區(qū)的巖石由極限平衡狀態(tài)向彈性狀態(tài)過渡。再深入巖體則是未破壞的彈性狀態(tài)區(qū)。
魯賓涅依特的理論在很多方面與實際不符，許多假說與計算明顯地缺乏可信的基礎(chǔ)。
5、松散介質(zhì)假說
荷蘭學(xué)者伊爾切松和佐利登拉特提出的松散介質(zhì)假說，要點如下：將巖體看作松散體，其力學(xué)性質(zhì)基本上可用內(nèi)摩擦角表示。根據(jù)含煤地層的巖石由于古代構(gòu)造力作用的結(jié)果，已被許多裂隙切割破壞了。
假說認(rèn)為煤及巖體如同松散介質(zhì)受載向自由空間移動—樣也向采空區(qū)移動，個別巖塊可能很大，但仍能按松散體的應(yīng)力分布規(guī)律取得平衡，因此可用松散靜力學(xué)方法研究它。
6、有關(guān)板的假說
老頂?shù)臄嗔褑栴}以往都是用梁的理論解決的。但事實上，由于邊界支承條件不一致，以及工作面長度和來壓步距的關(guān)系，老頂?shù)膩韷禾卣饕堰h(yuǎn)非梁理論所能解決，這就有必要引入板的理論，即將采場上覆巖層視為板狀的結(jié)構(gòu)。
在我國，板結(jié)構(gòu)首先是由太原理工大學(xué)賈喜榮教授提出來的。他建議把堅硬的頂板視為彈性薄層，根據(jù)小撓度理論用Ritz法對各種不同支承邊界條件下的薄板進行求解，分析了在工作面初次放頂，初采工作面與孤島工作面，一側(cè)鄰近采區(qū)工作面，無煤柱工作面等四類條件下堅硬頂板的下沉規(guī)律，應(yīng)力分布規(guī)律以及斷裂規(guī)律。
如在工作面初次放頂時建立的力學(xué)模型如圖22所示。四邊為固定支承的矩形板，頂板受均布載荷q的作用。
圖22 工作面初次放頂時的頂板力學(xué)模型
用Ritz法求解可得到板中及四周邊界的應(yīng)力分布。同時得知板的四個周邊中點截面處的彎矩是板的形心截面處的2～3倍；這說明當(dāng)板的內(nèi)部達到極限抗拉強度后，將首先沿四條支承邊產(chǎn)生拉斷裂，此時頂板由原來的四邊固支過渡為四邊簡支，板的最大下沉點位于板的形心，新的張拉裂隙將從形心處開始向平行于頂板長邊的方向發(fā)展，最終形成初次冒落。
中國礦業(yè)大學(xué)錢鳴高教授和朱德仁博士也對采場頂板的板結(jié)構(gòu)進行了研究，得到了一些重要結(jié)果。
實際老頂巖層是一塊處于四周不同支承條件下的板，根據(jù)四周的開采情況，板的支承條件也不同，即：(1)四周固定支承的板見圖23(a)；(2)三邊固支，一邊簡支的板見圖 23(b)；(3)兩邊固支，兩邊簡支的板見圖23(c) ； (4)三邊簡支，一邊固支，即孤島條件下的板見圖23(d)，只有在a《b時(如初次來壓步距20～30m，工作面長100～150m時)，僅工作面中部有可能利用平面應(yīng)變問題簡化
為梁加以處理，而且它所反映的問題根本不能代表工作面兩端。而當(dāng)來壓步距接近工作面長度時，即使是工作面中部也不應(yīng)視為平面應(yīng)變的梁了。因此，用板代替更為合理。
根據(jù)實驗結(jié)果，以工作面為基準(zhǔn)，處于懸露極限狀態(tài)的板呈圖24 所示的三種破壞型式。
從上圖可知：
破壞首先在懸板的長邊中間形成沿長邊方向延伸的裂縫，而后短邊中間開始形成沿短邊方向延伸的裂縫，繼而四條裂縫互相貫通，但在拐角處由于角效應(yīng)而形成圓弧狀裂縫；待四周形成貫通裂縫后，板中間形成X型破壞。破壞系由板內(nèi)形成的彎矩超過其強度極限所致。
朱德仁博士將長壁工作面老頂巖層視為支承于Winkler彈性基礎(chǔ)之上的 Kich hoff 板，根據(jù)現(xiàn)場實測結(jié)果和相似材料模擬實驗結(jié)果，用有限元法模擬計算了各種巖性參數(shù)，各種開采邊界條件，以及各種尺寸的老頂巖層，在開采過程中破斷的開始、發(fā)展和最終結(jié)果，得到老頂?shù)臄嗔丫�軌跡有如下的特征：
（1)斷裂線首先在拉應(yīng)力較高的懸露老頂中央或工作面附近產(chǎn)生；
（2) 工作面端頭，斷裂線分布存著兩種形式，實體煤邊界呈弧形，形成工作面端頭頂板的“弧三角形懸板結(jié)構(gòu)”；自由懸露邊界處呈直線，致使端頭處于斷裂老頂巖塊之下；
（3) 除實體煤邊界的工作面端頭外，工作面上方老頂斷裂線產(chǎn)生在煤壁以內(nèi)，支承壓力峰值的前方。
由以上特征可見，老頂斷裂線平面分布范圍近似于一個大于老頂懸露面積的橢圓。
應(yīng)用上述有關(guān)板的理論可以解釋一些用梁的理論所不能解釋的礦壓現(xiàn)象，如工作面端頭處頂板常常破壞不易維護；堅硬頂板懸露見方時最易采壓(即堅硬頂板工作面長度與老頂斷裂步距相近)；老頂斷裂位置、步距的確定等問題。無疑比梁有更廣的應(yīng)用前景。
顯而易見，將頂板巖層視為板結(jié)構(gòu)是更全面合理的，尤其對堅硬頂板更符合實際。但板結(jié)構(gòu)的研究還處于初級階段，在應(yīng)用板理論解決礦壓問題時，不僅要弄清楚板的支承條件，上覆巖層的載荷條件，而且應(yīng)選擇更符合實際頂板結(jié)構(gòu)的板(不限于彈性薄板)。
可以預(yù)見，隨著固體力學(xué)板殼理論的不斷發(fā)展和完善，各種數(shù)值計算方法的廣泛應(yīng)用，用板理論解決堅硬頂板的礦壓問題顯然有廣泛的前景。
今后還應(yīng)進一步研究老頂巖板的斷裂機理，斷裂后的板如何運動以及板的平衡與失穩(wěn)對回采工作面礦壓顯現(xiàn)的影響。為合理選擇支護參數(shù)，安全生產(chǎn)提供更科學(xué)的理論依據(jù)。
第5部分
采場礦壓假說總結(jié)
前面所介紹的一些主要的礦壓假說都是從經(jīng)驗事實、現(xiàn)場實測以及數(shù)學(xué)力學(xué)的一般原理出發(fā)，在假定巖體基本屬性的前提下，采用某些分析手段來闡述采場礦壓的基本問題，每種假說都有其合理成分，有些觀點是基本普遍公認(rèn)可以肯定的，如：
（1）采場支架所受載荷僅是上覆巖層的重量中的一小部分。根據(jù)支架與圍巖的作用關(guān)系，支架可能處于給定載荷或給定變形工作狀態(tài)；
（2)煤層(礦體)開采后，在采場周圍的巖(煤)體中將產(chǎn)生應(yīng)力重新分布、變形乃至破壞，應(yīng)力重新分布的結(jié)果是在鄰近采場的巖體內(nèi)形成卸壓區(qū)，而在工作面前后方及兩側(cè)煤體 (或冒落矸石、充填物)上形成應(yīng)力升高區(qū)，遠(yuǎn)離采場則為未受采動影響的原巖應(yīng)力區(qū)；
（3)盡管對開采層上覆巖層的認(rèn)識千差萬別，但有一點是共同的，那就是都承認(rèn)在采場上方巖層中存在某種力的結(jié)構(gòu)(拱、梁，板等)，這種結(jié)構(gòu)承擔(dān)著上覆巖層的重量，使工作面支架僅承受少部分上覆巖層的重量，并且這種結(jié)構(gòu)的平衡與失穩(wěn)會給采場帶來嚴(yán)重影響。
但各種假說對一些基本問題存在很大的分歧，主要表現(xiàn)為：
（1)對于巖體尤其是采場附近巖體的基本屬性問題；
（2)所采用的力學(xué)觀點和方法方面；
（3) 支架對圍巖應(yīng)力分布、變形破壞所起的作用問題。
總之，礦山壓力假說是礦山壓力理論發(fā)展的重要途徑。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，各種研究手段的完善，人們將能夠弄清礦山壓力這個復(fù)雜的自然現(xiàn)象，從而使礦壓假說不斷地完善和發(fā)展，形成完整的科學(xué)理論。
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