采場(chǎng)地壓及其控制ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-11 15:08 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 70～ 350m)， 隨開(kāi)采深度增加到一極限值 ， 上盤(pán)巖體將發(fā)生懸頂 。 當(dāng)?shù)V體傾角大于 600時(shí) ， 不僅上盤(pán)巖體發(fā)生移動(dòng) ， 下盤(pán)巖體也將發(fā)生移動(dòng) 。 地表移動(dòng)與地表建筑物保護(hù) 地表下沉（ W)——地表某點(diǎn)垂直位移分量。 (m m / m )11lWlWWiABBAAB????地表傾斜 ——地表下沉盆地沿某一方向的坡度，其平均值以兩點(diǎn)間的下沉差除以兩點(diǎn)間的水平距離，即 地表水平移動(dòng) （ u)——地表某點(diǎn)的水平位移分量。 A B C??????39。A39。B39。C2l1l1W?2W?? ???EuFuE F地表移動(dòng)與地表建筑物保護(hù) 地表曲率 ——地表下沉盆地剖面線的彎曲程度，其平均值以相鄰兩線段傾斜差除以兩段地表水平距離的平均值，即 / m )1(222121 llilliiK ABBCB ????? ?A B C??????39。A39。B39。C2l1l1W?2W?? ???EuFuE F地表移動(dòng)與地表建筑物保護(hù) 地表水平變形（ ε ） ——地表移動(dòng)盆地內(nèi)，兩點(diǎn)間水平移動(dòng)差與該兩點(diǎn)距離的比值，即 (m m / m )3luEFuu FE ?? ???A B C??????39。A39。B39。C2l1l1W?2W?? ???EuFuE F3l地表移動(dòng)與地表建筑物保護(hù) 臨界變形值 ——無(wú)需維修就能保持建筑物正常使用所允許的地表最大變形值。 安全開(kāi)采深度 ——當(dāng)開(kāi)采深度超過(guò)某一臨界值時(shí)，巖移將不波及地表，或地表最大下沉值 20mm時(shí)，建筑物將不會(huì)出現(xiàn)破壞，通常將此開(kāi)采深度稱為安全深度。 地表移動(dòng)與地表建筑物保護(hù) 各級(jí)建筑物所允許的變形值 保護(hù)級(jí)別 建筑物類型 傾斜 （ mm/m） 曲率（ 1X103/m） 水平變形 （ mm/m） Ⅰ 豎井、水庫(kù)、 5層以上樓房 4 2 Ⅱ 通風(fēng)井及風(fēng)機(jī)房、空壓機(jī)房、鐵路 6 4 Ⅲ 機(jī)修廠、輔助建筑物、架空索道 8 6 滑坡及滾石 這是一種特殊的地表移動(dòng)，一般發(fā)生在山坡陡，距空區(qū)近的地表。由于采動(dòng)波及地表，常常造成陡坡失去平衡，出現(xiàn)滑坡及滾石。 （ 1）滑坡形成 ：采動(dòng)影響產(chǎn)生的破碎帶，使山坡巖體抗剪強(qiáng)度降低，巖體可能沿弱面破壞，并在自重作用下沿滑移面整體下滑。 防治措施 ：削坡減載，消除隱患，或充填空區(qū)，或砌筑攔石壩等。 （ 2）滾石形成： 采動(dòng)造成地表塌陷及巖石崩落，使完整巖石破裂成塊體，從而易沿陡坡滾下。 防治措施： 充填空區(qū)以控制地表巖移范圍，避免地表巖體破壞； 建筑物不設(shè)計(jì)在滾石威脅的范圍內(nèi)或遷出； 控制回采順序，使巖層移動(dòng)朝著不損壞建筑物一側(cè)發(fā)展，可使?jié)L石落入預(yù)定空區(qū)； 砌筑攔石壩，導(dǎo)向槽等。 滑坡及滾石 167。 73 采場(chǎng)地壓 假說(shuō) 一 、 卸壓拱假說(shuō) （ 適用于破碎巖體 ） 拱形： afxy 2?fab ?拱高： b 卸壓拱上方巖體重力通過(guò)拱腳向兩側(cè)傳遞 ， 在采空區(qū)兩側(cè)形成支承壓力區(qū) ， 拱內(nèi)巖體處于卸壓狀態(tài) 。 作用在采空區(qū)支護(hù)上的荷載只是卸壓拱內(nèi)巖體的重量 ， 因而它只與拱形和拱內(nèi)巖體重度有關(guān) ， 而與開(kāi)采空間距地表的深度無(wú)關(guān) 。 二 、 覆蓋巖層總重假說(shuō) 本假說(shuō)認(rèn)為：水平或傾斜礦體中 ， 開(kāi)采空間內(nèi)礦柱或人工支撐物所承受的荷載是其上方直達(dá)地表的巖柱的重力 。 設(shè)礦房 1寬度為 a,礦柱 2寬度為 b,礦房長(zhǎng)度為 L， 則礦柱 2承受的荷載為 P: ba?HLb?? ????????? HLbaHLWP )(三 、 外伸懸臂梁及緩慢下沉假說(shuō) （ 長(zhǎng)壁采礦法 ） 直接頂：層狀巖體撤除支架以后能及時(shí)冒落的頂板巖層 ， 稱為直接頂 。 老頂：直接頂上方不易冒落的巖層稱為老頂 外伸懸臂梁假說(shuō)認(rèn)為 ：用長(zhǎng)壁法開(kāi)采 ， 采場(chǎng)初次放頂后 ， 直接頂可視為懸臂梁 。 其一端與采場(chǎng)前方巖體連接 ， 另一端呈懸臂狀態(tài) 。 懸臂梁主要靠自身與固定端巖體的連接力來(lái)維持其穩(wěn)定 。采場(chǎng)支架的作用在于阻止懸伸巖層出現(xiàn)離層和松脫 ， 控制裂縫發(fā)展 ， 阻止在回采期間冒落 。 為了安全 ， 防治懸伸頂板意外冒落 ， 減小懸臂梁長(zhǎng)度 ， 減緩支架壓力 ， 工作面推進(jìn)一定距離后 ， 拆出若干排支架 ， 使直接頂板懸伸部分崩落 。 每次崩落的距離稱為 “ 放頂距 ” 。 一般放頂距可取～ 7m。 老頂巖層的壓力 ， 一部分傳給前方形成支承壓力 ， 一部分傳至采后崩落巖體上 ， 形成后支承力 。 隨時(shí)間推移 ， 老頂逐漸下沉 ， 斷裂 ， 引起新的地壓活動(dòng) ， 使采場(chǎng)地壓增大 。 以后每隔一段時(shí)間 ， 工作面每推進(jìn)一段距離 ， 老頂巖層出現(xiàn)一次斷裂 ， 這種因老頂周期性斷裂引起的采場(chǎng)周期性地壓活動(dòng)稱為 “ 周期來(lái)壓 ” 或 “ 二次地壓 ” ，由直接頂板施加于支架上的壓力稱為 “ 初始地壓 ” 。 直接頂板越薄越易冒落 ， 老頂越堅(jiān)固 ， 則周期地壓越明顯劇烈 。 緩慢下沉假說(shuō)認(rèn)為 ：開(kāi)采厚度不大的水平或緩傾斜礦體 ， 如頂板為塑性巖層 ， 則工作空間上部巖體不發(fā)生折斷而整體緩慢下沉 。 采場(chǎng)支架主要承受頂板下沉的變形壓力 。 四 、 滑 動(dòng)棱體假說(shuō) 適用于急傾斜厚大礦體 。 該假說(shuō)認(rèn)為：開(kāi)采空間結(jié)構(gòu)所承受的荷載 （ 房間礦柱荷載 ） 是其所支承的頂板滑動(dòng)棱體的下滑力 。 設(shè)： Q為滑動(dòng)棱體 ABCD沿走向單位長(zhǎng)度的重力； R上 為上部松散楔體 DCE的作用力的合力； R下 為滑動(dòng)面 AB下部巖體的支承反力與摩擦阻力的合力； p為房間礦柱對(duì)每單位長(zhǎng)度滑動(dòng)棱體的反力 。 )s i n ()90s i n ( 0 ??? ???pQ平衡條件下 ， 由力三角形可得： ??????c os)s i n ()90s i n ()s i n (0?????? p式中 φ 為巖體的內(nèi)摩擦角 。 滑動(dòng)棱體對(duì)礦柱的作用力與 p等值反向，則礦柱受滑動(dòng)棱體荷載作用產(chǎn)生的平均應(yīng)力為 ζ av: pbL baav ???式中： a,b— 分別為礦房和礦柱的寬度； L— 滑動(dòng)棱體厚度 。 要保證礦柱穩(wěn)定 ， 則： ba?bL? ?cav pbL ba ?? ???ζ c 為 礦柱許用抗壓強(qiáng)度 。 167。 74 開(kāi)采空間極限跨度及礦柱 、 充填體的受力分析
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