煤礦技術(shù)人員培訓(xùn)講-預(yù)覽頁
【正文】 因素有關(guān)的應(yīng)力應(yīng)變現(xiàn)象統(tǒng)稱為流變，包括蠕變、彈性后效和松弛等現(xiàn)象，其中蠕變對(duì)工程應(yīng)用的意義較大。如果恒定載荷值小于臨界值，即使主生蠕變，也只是穩(wěn)定蠕變，不會(huì)造成工程破壞，反之則出現(xiàn)不穩(wěn)定蠕變，長時(shí)間后超過允許的變形量，最終會(huì)導(dǎo)致工程破壞。由于巖石的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)小于抗壓強(qiáng)度 (一般只有強(qiáng)壓強(qiáng)度 的 330%)，因此它對(duì)研究井下巷硐失穩(wěn)有重要意義。試驗(yàn)表明：巖石的三軸抗壓強(qiáng)度隨圍壓的加大而增加，但不成線性關(guān)系。因此巖石的破壞從其機(jī)理上來說也只有拉壞和剪壞，而通常所說的巖石被“壓壞”，從力學(xué)分析來看，實(shí)質(zhì)上是不存在的。即破壞不僅取決于剪應(yīng)力，同時(shí)也取決于正應(yīng)力。 巖體與巖石在力學(xué)上有許多 區(qū)別，主要有巖體的非均質(zhì)性、各向異性和非連續(xù)性。結(jié)構(gòu)面雖然不能抗拉，但仍能傳遞一定的剪應(yīng)力，即具有一定的抗剪強(qiáng)度。 原巖應(yīng)力場：天 然存在與原巖內(nèi)而與人為原因無關(guān)的應(yīng)力場。（適用于深度較大時(shí)）。 構(gòu)造應(yīng)力在堅(jiān)硬巖層中出現(xiàn)一般比較普遍。 根據(jù)計(jì)算分析，可近似地認(rèn)為，一般巷道兩側(cè)的應(yīng)力集中系數(shù)為 2－ 3倍，當(dāng)巷道為圓形時(shí)，集中系數(shù)最小且應(yīng)力分布最均勻，當(dāng)巷道的高 /寬小于 1/2 時(shí)，兩側(cè)的應(yīng)力集中系數(shù)可達(dá)到 4－ 5 倍，矩形巷道的拐角處切向應(yīng)力最大。 回采工作面前方的支承壓力分布： (如下圖 8 所示 ) 由圖上可知，在工作面采空區(qū)的旁邊有一個(gè)卸壓區(qū)，這個(gè)卸壓 區(qū)范圍很小，與頂?shù)装鍘r性、開采方式、采高等均有關(guān)，一般條件下約為 0－ 5m，這就是沿空送巷或沿空留巷的理論基礎(chǔ)。 頂板：賦存在煤層之上的巖層。 偽頂：在煤層與直接頂之間有時(shí)存在厚度小于 至 ，極易跨落的軟弱巖層 (它隨采隨冒 )。 工作面上覆巖層的活動(dòng)規(guī)律： 當(dāng)老頂達(dá)到極限跨距后，隨著回采工作面繼續(xù)推進(jìn)，老頂即發(fā)生斷裂。 根據(jù)受力及破壞的不同，回采工作面上覆巖層沿推進(jìn)方向上可分為煤壁支撐區(qū)、離層區(qū)和重新壓實(shí)區(qū)。 初次來壓步距：由開切眼到初次來壓時(shí)工作面推進(jìn)的距離稱為老頂?shù)某醮蝸韷翰骄?。由于上覆巖層的組成結(jié)構(gòu)及受力狀況的不同，周期來壓的步距并不是每次都相等，有時(shí)可能出現(xiàn)很大的差別。 影響工作面礦壓顯現(xiàn)的主要因素 影響工作面礦壓顯現(xiàn)的最主要因素是圍巖的性質(zhì)，其次采深、采高、傾角及推進(jìn)速度對(duì)礦壓顯現(xiàn)也有重要影響。 根據(jù)觀測，當(dāng)工作面推進(jìn)速度加快時(shí)，頂板狀況明顯好轉(zhuǎn)，但隨著推進(jìn)速度的加快，頂板下沉速度也明顯加快，因此加快推進(jìn)度能改善但不能“甩掉”頂板壓力。 圖1 巖石的不同彈性類型 a 線彈性； b 完全彈性( 非線性彈性) ； c 滯彈性 1 加載過程 ； 2 卸載過程(c )εδ210012δε(b )(a )εδ210塑性應(yīng)變后效彈性應(yīng)變 瞬時(shí)彈性應(yīng)變圖2 一般巖石的變形曲線 1 加載過程 ； 2 卸載過程012應(yīng)力δ應(yīng)變?chǔ)? 屈服點(diǎn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)圖6 巖體 的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線 0應(yīng)力δ應(yīng)變?chǔ)?23壓密階段線彈性階段塑性階段破壞階段 破壞點(diǎn)徑向應(yīng)力切向應(yīng)力yHRrrδ0圖7 巷道兩側(cè)的支承壓力分布 圖8 回采工作面支承壓力分布 支承壓力DCBA穩(wěn)壓區(qū) 增壓區(qū) 減壓區(qū)KyHyH 圖9 回采工作面上覆巖層的分帶及分區(qū) A 煤壁支撐影響區(qū) B 離層區(qū) C 重新壓實(shí)區(qū)彎曲下沉帶裂隙帶冒落帶CBA
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