【正文】 。 在回采工作面架設(shè)防沖擋板 、 隔墻 。 崩落圍巖可起到卸壓作用 。 選擇合理的采礦方法 。如采用松動(dòng)爆破 ， 使礦巖破裂 ， 從而降低其原有的應(yīng)力 ， 并釋放積聚的變形能 。 使高應(yīng)力區(qū)卸壓 。 發(fā)生巖爆之前 ， 地震聲響頻繁程度劇增 ， 則有巖爆危險(xiǎn) 。 若放炮后短時(shí)間內(nèi) （ 約半小時(shí) ） ， 有巖塊從礦體邊緣應(yīng)力集中處連續(xù)彈出 ， 則有巖爆危險(xiǎn) 。 正常巖心呈柱狀 ， 當(dāng)巖心出現(xiàn)鱗片狀變化時(shí) ， 或巖體發(fā)生脆性微破壞時(shí) ， 鉆孔排除的巖粉顆粒較正常的粗大 ， 則有巖爆危險(xiǎn) 。 排除量劇增 ， 則有巖爆危險(xiǎn) 。 開采造成很大的應(yīng)力集中 ， 為巖爆發(fā)生創(chuàng)造了條件 ，尤其在圍巖受到構(gòu)造弱面削弱而應(yīng)力集中又很大的地段更易發(fā)生巖爆 。 原巖應(yīng)力很高 ， 巖體中集聚大量的彈性變形能 。1E2E39。 反之 ， 則 不 易 發(fā) 生 巖 爆 (E2 E2’) 。 巖體具有彈性和脆性破壞特征 。 二 、 巖爆發(fā)生的條件 應(yīng)力條件 ： 可能發(fā)生巖爆地段的礦體 、 圍巖中的應(yīng)力需達(dá)到極限應(yīng)力狀態(tài)； 能量條件 ：可能發(fā)生巖爆地段的礦體 、 圍巖中 積 聚的彈性應(yīng)變能足以使相當(dāng)范圍內(nèi)的礦巖發(fā)生斷裂破壞 。 沖擊地壓是巖體發(fā)生脆性破壞的一種動(dòng)力現(xiàn)象 。 167。 三 、 充填 利用充填體處理空區(qū) ， 改善圍巖和礦柱受力狀態(tài) ， 增強(qiáng)圍巖穩(wěn)定性及礦柱強(qiáng)度 ， 以阻止圍巖冒落 ， 緩解地壓顯現(xiàn) ， 減小地表下沉 。 1? 沿最大主應(yīng)力方向掘進(jìn) 1? 垂直最大主應(yīng)力方向掘進(jìn) 二 、 支承與加固圍巖 回采不穩(wěn)固礦體時(shí) ， 常用人工方法支護(hù)工作面 ， 防止冒落 。 礦體被斷層錯(cuò)斷后 ， 斷層下盤礦體的回采順序不同時(shí) ， 地壓顯現(xiàn)也不同 。 確定合理的礦體開采順序 （ 1） 在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜地段先回采高應(yīng)力礦塊 。 確定合理的礦塊開采順序 利用礦房礦柱間隔回采的方法 ， 能大大減輕地壓 。 充填體的承壓作用 原巖應(yīng)力狀態(tài) 回采礦房 形成人工礦柱 礦柱開采，人工礦柱受力 167。 根據(jù)莫爾－庫倫理論，在三向應(yīng)力狀態(tài)下，礦柱強(qiáng)度σ 1c為： （ 2）限制圍巖崩落及裂隙擴(kuò)展，控制地表下沉。 膠結(jié)充填體的抗壓強(qiáng)度為 2～ 6MPa， 彈性模量為98～ 980MPa， 與圍巖相比仍很低，所以，它對圍巖的限制和地壓的控制作用仍有限。 力學(xué)特點(diǎn) ：具有一定的粘結(jié)力，其強(qiáng)度較松散充填體高，力學(xué)性能更好，能更有效限制圍巖移動(dòng)和地表下沉，維護(hù)圍巖穩(wěn)定。 三、充填體的力學(xué)效應(yīng) 松散充填體：水砂、碎石、尾砂、爐碴等 力學(xué)特點(diǎn) ：松散、粘結(jié)力非常小，顆粒間的連結(jié)主要靠摩擦力和微弱的粘結(jié)力（毛細(xì)管表面的張力和松散料中含有的膠結(jié)物質(zhì)所構(gòu)成），強(qiáng)度低，但被壓實(shí)后，能起一定的支承作用，能有效限制圍巖移動(dòng)和地表下沉。 ??????c os)s i n ()90s i n ()s i n (0????? p 滑動(dòng)棱體對礦柱的作用力與 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 。 式中： ζ c—— 礦柱標(biāo)準(zhǔn)試件的單向抗壓強(qiáng)度 ； Rc—— 礦柱抗壓強(qiáng)度； B—— 礦柱寬度； h—— 礦柱高度 。 B、 承載時(shí)間對強(qiáng)度的影響 ：由于流變效應(yīng)使強(qiáng)度降低，故應(yīng)取長期強(qiáng)度作為礦柱強(qiáng)度； C、 尺寸對強(qiáng)度的影響 ：礦柱尺寸大，含裂隙等原因，強(qiáng)度降低。 礦柱在外荷載作用下達(dá)到其極限值時(shí)雖出現(xiàn)破裂，但其發(fā)展結(jié)果有兩種趨勢： 破壞不再發(fā)展，礦柱保持穩(wěn)定，利用殘余強(qiáng)度支承地壓； 破壞繼續(xù)發(fā)展，直至喪失穩(wěn)定，殘余強(qiáng)度不足以支承地壓。 （ 5） 礦柱破壞機(jī)理及破壞形式 礦柱破壞機(jī)理與巖石單軸壓縮實(shí)驗(yàn)類似。 ??????? 11pmmpmpAAAAAA令： hv ?? ?則礦柱平均應(yīng)力： ?????????1)( vppmpav AhAAAQB、礦柱 平均 應(yīng)力 ζ av與礦柱圍巖變形 特性 的關(guān)系 ppmpav AhAAAQ ?? )( ??? 按上式計(jì)算出的 ζ av可以認(rèn)為是上限，實(shí)際應(yīng)力需視圍巖和礦柱變形協(xié)調(diào)關(guān)系而定。 礦石回采率： 則： pmmAAA??? 即建立了礦柱平均應(yīng)力與原巖應(yīng)力和回采率的關(guān)系。 ?? ? ???????ck21 3 4 521345n?? ? ???????ck21 3 4 521345ba/礦房寬度 a對礦柱應(yīng)力分布影響 礦房個(gè)數(shù) n對礦柱應(yīng)力分布影響 礦柱 內(nèi)部 應(yīng)力分布 橫向壓應(yīng)力 橫向拉應(yīng)力 軸向應(yīng)力 橫向拉應(yīng)力 橫向拉應(yīng)力 （ 4）礦柱 平均 應(yīng)力 ζ av與礦柱圍巖變形 特性 的關(guān)系 A、 礦柱平均應(yīng)力 為簡便起見，礦柱平均應(yīng)力常按覆巖總重與面積存載理論計(jì)算。 礦房寬度 a及個(gè)數(shù) n對礦柱應(yīng)力分布等影響 礦房寬度 a 越大，礦柱應(yīng)力集中系數(shù) kc越大， 礦房個(gè)數(shù) n增加，礦柱應(yīng)力集中系數(shù)略為增大。 例如 ， 4號(hào)礦柱被壓垮 ， 其承載力轉(zhuǎn)移給相鄰的 5號(hào)礦柱 ， 導(dǎo)致 5礦柱破壞； 5礦柱破壞后 ， 6礦柱額外承擔(dān)了 5礦柱擔(dān)負(fù)的荷載 ， 則也可能產(chǎn)生破壞 。 礦柱設(shè)計(jì)不合理 ， 會(huì)影響整個(gè)采場的穩(wěn)定 。 （ 2）選擇礦柱形狀及尺寸的原則 從維護(hù)穩(wěn)定性考慮，礦柱間距應(yīng)小于采場的極限跨度，礦柱本身的斷面尺寸應(yīng)滿足強(qiáng)度要求。 上式也適用于深埋礦體 。 如 經(jīng)驗(yàn)表明：多裂隙的極限跨度約為無裂隙的 ～ 。 實(shí)踐表明：當(dāng)開采空間長度 B 較大 （ 大于跨度 L 3倍以上 ,即 B/ L 3） ， 頂板暴露面的穩(wěn)定性取決于其跨度；開采長度不大 （ B/ L 3 的矩形采場 ） ， 其穩(wěn)定性視暴露面積 (A=L B)而定 . 求極限跨度 Lmax （ 1） 按梁理論導(dǎo)出的頂板拉應(yīng)力與跨度的關(guān)系： HHHLt ???? ?? 2)( 式中： γ ——上覆巖層重度； λ ——原巖應(yīng)力場側(cè)壓力系數(shù)； H——開采深度； [ζ t]——頂板巖層許用抗拉強(qiáng)度 。 巖性軟弱 ， Lmax?。徊缮钤酱?， 覆蓋巖層作用在暴露面上的壓力越大 ， 暴露面傾角越平緩 ， 暴露面時(shí)間越長 ，則 Lmax越小 。 74 開采空間極限跨度及礦柱 、 充填體的受力分析 一 、 開采空間極限跨度