巖石力學(xué)---第五章巖石壓力及其控制(編輯修改稿)
2025-04-18 04:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ?y?0?xy?0, ??? ylx即當(dāng)： 拉應(yīng)力區(qū) 卸載區(qū) 壓縮區(qū) 支撐壓力區(qū) （二）、采場頂板應(yīng)力帶 冒落帶 裂隙帶 彎曲帶 （三）、變形分帶 三、空?qǐng)龇ㄩ_采傾斜、急傾斜礦體的地壓活動(dòng) 地壓活動(dòng)規(guī)律： ① 在回采空間 （ 礦房 ） 下盤上角和上盤下角應(yīng)力集中； ② 階段礦柱中 ， 應(yīng)力集中發(fā)生在上盤上角和下盤下角 ， 其方向說明礦柱承受上盤方向作用力； ③ 空區(qū)高度大時(shí)在上盤存在拉應(yīng)力區(qū) ， 階段高度適中上盤拉應(yīng)力區(qū)消失 ④ 距回采空間附近上下盤圍巖中應(yīng)力低 ， 為應(yīng)力降低區(qū) ， 階段礦柱附近為應(yīng)力升高區(qū) 。 四、崩落采礦法地壓活動(dòng) （ 一 ） 、 開采水平和緩傾斜礦體地壓活動(dòng) 。 直接頂：位于礦石層上 ， 比較穩(wěn)固的巖層稱為直接頂 。 老頂：位于直接頂上的很穩(wěn)固 、 需經(jīng)過多次放頂后達(dá)到一定暴露面積的巖層稱為老頂 。 偽頂：有時(shí)在礦層和直接頂直接之間軟而薄的巖石稱為偽頂 。 周期來壓：由于放頂?shù)牟粩噙M(jìn)行 ， 老頂暴露面積增大 ，導(dǎo)致老頂冒落 ， 造成工作面壓力急劇增大 ， 這種來壓現(xiàn)象隨著工作面的推進(jìn)周期性出現(xiàn)稱周期來壓 。 前提假設(shè)：將頂板看作懸臂梁 ， 利用彈性地基梁理論進(jìn)行分析 礦床呈水平賦存； 回采工作面直線布置； 儀采區(qū)不留礦柱； 礦石及頂?shù)装鍘r石均視為彈性體； 作用于頂板上的載荷均勻分布 。 ? ?20 1 lqy ?? ???:L其中： 壓力分布曲線半波長 Lx?? ?? ,0由彈性地基梁理論可知 ， 即當(dāng)： 頂板壓力最大 （ 二 ） 、 壁式崩落法開采傾斜和急傾斜礦體地壓活動(dòng) 。 對(duì)于有底柱崩落法 由于回采期間在不同階段底柱承受的壓力不同 ， 可分為三個(gè)階段： 第一階段：采場進(jìn)行切割拉底之后 （ 未進(jìn)行崩礦 ） ， 此時(shí)底部壓力較??； 第二階段：采場崩礦之后 ， 此時(shí)底部壓力較大； 第三階段：隨放礦進(jìn)行 ， 此時(shí)底部壓力降低大； 對(duì)于無底柱崩落法 由有限元模擬分析及實(shí)測(cè)表明：在進(jìn)路兩側(cè)礦柱中形成應(yīng)力升高區(qū) ， 而在巷道頂板上方形成應(yīng)力降低區(qū)；在拱腳 、墻角處應(yīng)力值較高 ， 巷道兩幫中點(diǎn)處次之 ， 而在巷道頂板中點(diǎn)最??；此外 ， 上分段進(jìn)路回采完全與否 ， 對(duì)相鄰下分段進(jìn)路穩(wěn)定性影響較大；還有同一分段相鄰進(jìn)路的回采順序 、 推進(jìn)速度也對(duì)周圍巖體應(yīng)力分布影響較大 。 五 、 充填體與圍巖的相互作用 限制圍巖的變形與位移 。 提高礦柱強(qiáng)度 。 減少能量釋放速度 。 充填體對(duì)礦柱產(chǎn)生的橫向約束力 ? ?? ?? ??????21211?????yx受充填體包圍的礦柱上的垂直應(yīng)力 :y?:x? 充填體施加于礦柱上的橫向應(yīng)力 礦柱強(qiáng)度提高值 ????s in1s in1????y礦柱內(nèi)摩擦角 :?:?? 礦柱強(qiáng)度增量 充填體與圍巖的相互作用 以壁式采礦法為例分析充填體對(duì)頂板巖石應(yīng)力分布的影響 前提假設(shè)：仍將頂板視為彈性地基梁 。 隨回采工作面推進(jìn)立即對(duì)空區(qū)充填 。 空區(qū)不留礦柱 。 礦石及充填體為彈性體 。 作用于頂板巖石上的載荷均勻分布 。 由彈性地基梁理論可知 ， 在礦床一側(cè)頂板壓力： ?????????????? ?????? ? xxeCKq xy ??????? ? c o ss in104 4 EIK??4 4 EIC??:C 充填體阻力系數(shù) :K 礦石阻力系數(shù) 由彈性地基梁理論可知 ， 在充填體一側(cè)頂板壓力： ?????????????? ?????? xxeq xy ??????? ? c o ss in104 4 EIK??4 4 EIC??:C 充填體阻力系數(shù) :K 礦石阻力系數(shù) 地壓活動(dòng)影響因素： 自然因素：巖石 、 巖體的物理力學(xué)性質(zhì) ， 原巖應(yīng)力狀態(tài) 、 開采深度 、地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育程度 、 地下水活動(dòng) 、 人為因素：采礦方法 、 礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù) 、 開采順序 、 開采強(qiáng)度 、 支護(hù)方式 、 爆破規(guī)模 。 六 、 開采順序?qū)Υ紊鷳?yīng)力分布的影響 （ 一 ） 、 沿走向開采順序 自礦體一端向另一端回采 （ 單側(cè)回采 ） ：當(dāng)采用單側(cè)回采時(shí) ， 回采空間周圍巖體次生應(yīng)力場取決于采場跨度 、 同時(shí)回采采場數(shù)目 。 自礦體中央向兩翼回采：當(dāng)采用自礦體中央向兩翼回采的方式時(shí) ，周圍巖體次生應(yīng)力場狀態(tài)與單側(cè)回采相似 。 自礦體兩翼向中央回采：當(dāng)采用方式時(shí) 。 由于初期采區(qū)彼此相距甚遠(yuǎn) ， 空區(qū)周圍應(yīng)力場互不影響 ， 其應(yīng)力場分布與單側(cè)回采相同；邊界礦柱應(yīng)力變化如下圖曲線 1和 3；當(dāng)空區(qū)接近時(shí) ， 應(yīng)力場疊加 ， 此時(shí)應(yīng)力場情況如曲線 4。 （ 一 ） 、 垂直走向開采順序 當(dāng)采取由
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