1矿山压力及其控制
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路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
下设八个分站:钱鸣高、牛锡倬、平寿康 、刘天泉、宋振骐等学者对推动我国矿压理论 研究与工程应用作出了突出贡献,如著名的砌 体梁理论等。我国煤矿事故中顶煤事故由45% 下降到15%,目前一批中青年学者、专家迅速 成长。
砌体梁理论、关键层理论、锚杆支护技术等 。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
1.2.5 我国在矿山压力研究方面的主要工作与成就
为了配合全国有序地开展矿压研究及推动 煤矿科技进步。1979年4月26日煤炭部批准在 中国矿业大学建立煤炭工业部矿山压力情况报 中心站,作为全国矿压研究与实践方面的重要 学术组织,到目前为止已经组织召开了11届全 国性矿山压力理论与实践研讨会。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
1.3.2 矿山压力研究的主要内容 地下采矿中常见的岩石开挖工程有:井硐、室
巷道和工作面,其中以巷道和回采工作面最为常见, 所以矿山研究以巷道回采工作面为核心进行研究。主 要研究内容如下:
(一)支承压力 (二)回采工作面上覆岩层活动规律及其分析
1. 老顶稳定及初次极限跨距 2. 裂隙体梁及结构分析
荷,也是一种承载结构。 (2)采矿工程的移动特性 (3)采矿工程中围岩的大变形和支护体的可缩特 性 (4)采矿工程中的能量原理和动力现象
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
1.2 矿山压力及控制的发展简况
1.2.1 对矿压的早期认识阶段 我国是世界上采矿最早的国家之一,中国
采矿有文字可考的历史始于商代,但实际的采 矿活动还要早很多。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
春秋至南北朝(公元前770年至前200年) ,采矿技术已有全面发展。
随着采矿规模日益扩大,经常出现矿井内 顶板冒落,巷道堵塞或地表塌陷,迫使人们重 视和研究矿压问题。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
1.2.2 建立矿压早期假说阶段 19世纪后期到20世纪初,是矿压研究的第
造成的矿山应力场中,有关矿山岩体和矿山工 程结构的强度、稳定性和变形的科学,它既是 固体力学的一个应用分支,也是采矿科学的一 个组成部分。严格地说,矿山压力是矿山岩石 力学的一个应用部分,但由于我国煤矿系统的 习惯,将矿压作为一个独立的课程。
岩石力学最初产生于采矿工程,其服务对象 也主要是采矿工程,但其研究方法和理论并非 为采矿工程所独有。
岩体是有各种弱面切割的裂隙体,具有与一般 固体所不同的特征。从这个观点出发引用相关 学科中现代研究成果,出现了一系列边缘学科 分支和方法,如岩石断裂力学,岩石块体力学 ,岩石流变学等。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
在研究方法方方面,在现代计算技术基础 上发展起来的一些新的数值分析方法:有限元 ,边界元,离散元法等。这些方法可以考虑岩 体复杂的力学属性,进行巷道和硐室围岩体中 的应力变化和位移分布,确定其稳定性等,使 矿压理论研究有可能获得更符合实际的数值解 答。
行了不同煤层条件下采用不同支护类型的回采 工作面中矿压显现规律的研究,开展了采用煤 柱护巷和无煤柱护巷的各类巷道中的矿压显现 规律的研究,以及进行了为解决有冲击矿压、 煤和瓦斯突出危险煤层开采的有关研究,从而 为改善回采工作面矿压控制,合理布置和维护 巷道,以及保证安全生产,提供了科学依据。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
矿山压力显现:
在矿山压力作用下,会引起各种力学现象,如 顶板下沉、底板臌起、巷道断面缩小、岩体破坏脱 落母体甚至大面积冒落,煤被压松产生片帮或突然 抛出,支架严重变形或损坏,以及大面积岩层移动 ,地表发生塌陷等等,这些由于矿山压力作用,使 围岩、煤体和各种人工支撑物产生的种种力学现象 ,通称为“矿山压力显现”.i.e.”矿压显现”。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
在地表岩层移动研究方面,在进行大量现 场观测和掌握了不同条件下岩层移动基本规律 的基础上,建立了更为完美的因开采造成的地 表移动和变形值的计算和预测方法,以及开展 了开采工作引起的煤层上覆岩层运动机理及其 有关规律的研究。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
(2)应用研究方面 配合地下开采技术和支护技术的发展,进
(5)提高开采经济效果: 矿压显现预测、支护质量与顶板动态监测、
信息反馈、确定优化的矿山与开采设计等,提 高开采效益。
综上所述,掌握矿压显现规律,研究矿压控 制的有效方法,对煤矿生产有十分重要意义。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
1.1.3 采矿工程的力学特点
(1)采矿工程岩体结构的本质 与地面工程结构不同,地下工程围岩即是载
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
1.1.2 矿山压力及岩层控制对采矿工程的作用
(1)生态环境保护: 地下水破坏、地表沉降、矸石山占地、瓦
斯抽放等。
(2)保证安全和正常生产: 顶板事故、巷道稳定、边坡控制等,掌握
矿山压力活动的基本规律,用以指导采矿生产 的设计,生产组织,保障安全生产,设备正常 运行。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
矿山压力及岩层控制:
矿山压力、矿山压力显现、矿山压力控制是矿山 压力与岩层控制研究的主要内容。
随着大规模开采活动及矿压显现给工作带来严重 危害,人们迫切需要一种理论来解释和研究有关的矿 压现象,并用以指导工程设计和安全生产,这就使于 60年代形成了一门新的学科分支——矿山压力及岩层 控制。
(3)实验研究方面 结合各类研究课题的进行,逐步应用和改
善了现场与室内观测和实验的各种仪器和设备 ,有代表性是井下钻孔电视应用和真三轴岩石 试验机以及刚性试验机,为矿山压力的进一步 研究和完善提供了必要的原始数据和资料。大 型模拟试验台、先进的多点数据采集仪器等。
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(4)矿压现场控制方面
采矿分类
地下采矿
露天采矿
海洋采矿
特殊采矿
地金非 下属金 开矿属 采地矿
下地 开下 采开
采
固砂海 体矿底 矿床砂 床露矿 露天开 天开采 开采 采
海海海海容热水盐饰
底底水底浸液溶湖面
锰热化基采采采矿石
结液学岩矿矿矿床材
核砂元矿
开开
开床素床
采采
采开提开
采取采
固体矿床开采
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
后来又研究了岩体非均质和各向异性对理想 弹性体的影响,以及把岩层看作具有不同变形特 征的弹性介质,进一步研究岩体层理性的影响, 此外还用连续介质力学方法研究了岩层移动问题 。
在进行理论研究的同时,研究矿压的实验手 段也获得了发展,其中较为应用的是利用相似材 料进行的相似模型研究方法和利用光敏感材料进 行的光弹性模拟方法。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
(三)回采工作面矿山压力显现基本规律 1. 初次来压分析 2. 周期来压分析 3. 顶板压力估算
(四)回采工作面顶板控制与支护方法 1. 支架围岩相互作用原理 2. 支架选型
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
(3)减少 地下资源损失: 通过研究和实测矿压活动规律,减少顶板
等事故,选择合理煤柱尺寸,甚至某些情况下 取消煤柱,减少煤炭资源损失量。 (4)改善地下开采技术:
地下开采技术的进步与对矿压显现规律的 深刻认识和矿压控制手段的改善有密切关系。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
进一步改善了巷道支护技术,如大断面、 大缩量和高支撑力的可缩性金属支架,广泛应 用锚杆支护,开发了各种类型的锚杆,注浆加 固不稳定煤层和围岩,回采工作面中使用自移 式液压支架,架型增多,适用范围扩大等。对 难以控制的坚硬顶板,通过高压注水,超前爆 破等手段,比较有效地避免了在采控区突然大 面积冒落造成的危害。对井下冲击矿压的预测 和控制效果大为提高。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
1.2.3 以连续介质力学为理论基础的研究阶段 20世纪30年代至50年代:将整个岩体作为
连续的,各向同性的弹性体来考虑,即用弹性 理论研究矿山压力问题,这一阶段的典型成果 :(1)用虎克定律推导出了自重作用下原岩 应力的计算公式;(2)用弹性理论解决了圆 形巷道的应力分布问题。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
1.2.4 矿压研究的近代发展阶段(60年代至今)
这个时期的科技发展特点: (1)矿山开采规模增大; (2)计算机技术飞速发展; (3)相关学科进步明显。 与此相类似,矿压研究取得了一些新进展:
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
(1)理论方面 将传统的连续、弹性、各向同性的岩体→
1.3 矿山压力与岩石力学的关系
1.3.1 矿山压力与岩石力学的关系 随着采矿深度何规模增大,矿山压力的研
究不断深入和发展,人们越来越来多地认识了 岩石的力学性质和开采过程中岩体内所发生的 自然力现象和规律,在此基础上产生了一个新 的学科分支—矿山岩体力学。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
即:矿山岩体力学是研究自然和采动影响所
1矿山压力及其控制
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
2020年4月6日星期一
Baidu Nhomakorabea
第一章 绪论
1.1 矿山压力的基本概念
我们所说的采矿通常是指固体矿床地下开采,即 :地下开采和露天开采。在煤矿行业,地下开采又常 称为“井工开采”或标准采矿等,由于露天开采对地表 破坏、环境污染较严重,也称为非标准采矿。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
奥地利学派对岩石力学的发展起到了巨大作用 。该学派地代表人物是L.Muller 主要观点有三 个:
(1)就大多数工程问题而言,岩体工程性质 取决于岩体内部地质断裂系统的强度要比取决 于岩石本身强度的大得多,所以岩石力学是一 种不连续体力学,即裂隙介质力学;
(2)岩体强度是一种残余强度,其受到岩体 中所含弱面强度的制约;
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
矿山压力控制:
随着大规模开采活动及矿压显现给工作带来严重 危害,为使矿压显现不致影响采矿工作正常进行和保 障安全生产,必须采取各种技术措施把矿山压力显现 控制在一定的范围内,对有利于采矿生产的矿山压力 显现也要合理的利用。所有减轻、调解、改变和利用 矿山压力作用的各种方法,均叫做矿山压力控制。
井筒与巷道
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
矿体
矿体
矿山压力:
严格的讲,矿山压力应包括地采和露采两部分内 容,但由于传统的观念和习惯,矿山压力通常指与地 采有关的内容,即概念如下。
矿山压力(i.e.矿压):这种由于在地下煤炭中进 行采掘活动而在井巷、硐室、及回采工作面周围煤岩 体中和其中的支护物上所引起的力,就叫矿山压力。
二个阶段。利用一些简单的力学原理解释实践 中出现的一些矿压现象,并提出了一些初步的 矿压假说,具有代表性的是“压力拱假说”,即 认为巷道上方能形成自然平衡拱及有关分析计 算。同时提出了以岩石坚固性系数f(普氏系数 )作为定量指标的岩石分类方法,曾获得广泛 应用至今。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
在这个阶段中,对巷道围岩破坏机理和支 架所受的岩石压力大小开始了初步的理论研究 。在研究岩层和地表移动等方面,进行了地面 及井下观测,研究到地表建筑物的损坏不仅由 于地表下沉,还由于水平移动的结果。
(3)岩体的变形和它的各向异性主要由弱面 位移所产生。 路漫漫其修远兮,
吾将上下而求索
上述这三个观点为岩石力学的发展起到了 引导和促进作用,尤其是在工程地质、水电、 冶金等岩石力学研究中受到格外重视,而煤炭 行业由于煤田成因及研究问题的特殊性,没有 充分重视和发展上述观点,但从长远看煤炭行 业的岩石力学有关问题研究必须与国际接轨, 矿山压力研究应纳入到矿山岩石力学的一个应 用分支,必须重尊岩石力学研究的一般准则。
机水采 械力砂 开机船 采械开
采采 砂
煤矿露天开采
抚顺西露天煤矿采场
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
煤矿露天开采
河南义马北露天煤矿采场
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
内部排土场
厚煤层地下开采
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
无论是地下开采还是露天开采都可抽象为对原有 地壳的一种人为破坏活动,或称是一种人为的有目的 在地壳岩体中的大规模开挖活动。这种开挖活动破坏 了岩体原有应力平衡状态,引起了岩体内部应力重新 分布,其结果表现为开掘的井、巷、硐、工作面、露 天矿采场边坡等的周围岩体变形、移动、甚至破坏, 直到岩体内部重新形成一个新的应力平衡状态为止, 见下图。
下设八个分站:钱鸣高、牛锡倬、平寿康 、刘天泉、宋振骐等学者对推动我国矿压理论 研究与工程应用作出了突出贡献,如著名的砌 体梁理论等。我国煤矿事故中顶煤事故由45% 下降到15%,目前一批中青年学者、专家迅速 成长。
砌体梁理论、关键层理论、锚杆支护技术等 。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
1.2.5 我国在矿山压力研究方面的主要工作与成就
为了配合全国有序地开展矿压研究及推动 煤矿科技进步。1979年4月26日煤炭部批准在 中国矿业大学建立煤炭工业部矿山压力情况报 中心站,作为全国矿压研究与实践方面的重要 学术组织,到目前为止已经组织召开了11届全 国性矿山压力理论与实践研讨会。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
1.3.2 矿山压力研究的主要内容 地下采矿中常见的岩石开挖工程有:井硐、室
巷道和工作面,其中以巷道和回采工作面最为常见, 所以矿山研究以巷道回采工作面为核心进行研究。主 要研究内容如下:
(一)支承压力 (二)回采工作面上覆岩层活动规律及其分析
1. 老顶稳定及初次极限跨距 2. 裂隙体梁及结构分析
荷,也是一种承载结构。 (2)采矿工程的移动特性 (3)采矿工程中围岩的大变形和支护体的可缩特 性 (4)采矿工程中的能量原理和动力现象
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
1.2 矿山压力及控制的发展简况
1.2.1 对矿压的早期认识阶段 我国是世界上采矿最早的国家之一,中国
采矿有文字可考的历史始于商代,但实际的采 矿活动还要早很多。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
春秋至南北朝(公元前770年至前200年) ,采矿技术已有全面发展。
随着采矿规模日益扩大,经常出现矿井内 顶板冒落,巷道堵塞或地表塌陷,迫使人们重 视和研究矿压问题。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
1.2.2 建立矿压早期假说阶段 19世纪后期到20世纪初,是矿压研究的第
造成的矿山应力场中,有关矿山岩体和矿山工 程结构的强度、稳定性和变形的科学,它既是 固体力学的一个应用分支,也是采矿科学的一 个组成部分。严格地说,矿山压力是矿山岩石 力学的一个应用部分,但由于我国煤矿系统的 习惯,将矿压作为一个独立的课程。
岩石力学最初产生于采矿工程,其服务对象 也主要是采矿工程,但其研究方法和理论并非 为采矿工程所独有。
岩体是有各种弱面切割的裂隙体,具有与一般 固体所不同的特征。从这个观点出发引用相关 学科中现代研究成果,出现了一系列边缘学科 分支和方法,如岩石断裂力学,岩石块体力学 ,岩石流变学等。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
在研究方法方方面,在现代计算技术基础 上发展起来的一些新的数值分析方法:有限元 ,边界元,离散元法等。这些方法可以考虑岩 体复杂的力学属性,进行巷道和硐室围岩体中 的应力变化和位移分布,确定其稳定性等,使 矿压理论研究有可能获得更符合实际的数值解 答。
行了不同煤层条件下采用不同支护类型的回采 工作面中矿压显现规律的研究,开展了采用煤 柱护巷和无煤柱护巷的各类巷道中的矿压显现 规律的研究,以及进行了为解决有冲击矿压、 煤和瓦斯突出危险煤层开采的有关研究,从而 为改善回采工作面矿压控制,合理布置和维护 巷道,以及保证安全生产,提供了科学依据。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
矿山压力显现:
在矿山压力作用下,会引起各种力学现象,如 顶板下沉、底板臌起、巷道断面缩小、岩体破坏脱 落母体甚至大面积冒落,煤被压松产生片帮或突然 抛出,支架严重变形或损坏,以及大面积岩层移动 ,地表发生塌陷等等,这些由于矿山压力作用,使 围岩、煤体和各种人工支撑物产生的种种力学现象 ,通称为“矿山压力显现”.i.e.”矿压显现”。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
在地表岩层移动研究方面,在进行大量现 场观测和掌握了不同条件下岩层移动基本规律 的基础上,建立了更为完美的因开采造成的地 表移动和变形值的计算和预测方法,以及开展 了开采工作引起的煤层上覆岩层运动机理及其 有关规律的研究。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
(2)应用研究方面 配合地下开采技术和支护技术的发展,进
(5)提高开采经济效果: 矿压显现预测、支护质量与顶板动态监测、
信息反馈、确定优化的矿山与开采设计等,提 高开采效益。
综上所述,掌握矿压显现规律,研究矿压控 制的有效方法,对煤矿生产有十分重要意义。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
1.1.3 采矿工程的力学特点
(1)采矿工程岩体结构的本质 与地面工程结构不同,地下工程围岩即是载
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
1.1.2 矿山压力及岩层控制对采矿工程的作用
(1)生态环境保护: 地下水破坏、地表沉降、矸石山占地、瓦
斯抽放等。
(2)保证安全和正常生产: 顶板事故、巷道稳定、边坡控制等,掌握
矿山压力活动的基本规律,用以指导采矿生产 的设计,生产组织,保障安全生产,设备正常 运行。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
矿山压力及岩层控制:
矿山压力、矿山压力显现、矿山压力控制是矿山 压力与岩层控制研究的主要内容。
随着大规模开采活动及矿压显现给工作带来严重 危害,人们迫切需要一种理论来解释和研究有关的矿 压现象,并用以指导工程设计和安全生产,这就使于 60年代形成了一门新的学科分支——矿山压力及岩层 控制。
(3)实验研究方面 结合各类研究课题的进行,逐步应用和改
善了现场与室内观测和实验的各种仪器和设备 ,有代表性是井下钻孔电视应用和真三轴岩石 试验机以及刚性试验机,为矿山压力的进一步 研究和完善提供了必要的原始数据和资料。大 型模拟试验台、先进的多点数据采集仪器等。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
(4)矿压现场控制方面
采矿分类
地下采矿
露天采矿
海洋采矿
特殊采矿
地金非 下属金 开矿属 采地矿
下地 开下 采开
采
固砂海 体矿底 矿床砂 床露矿 露天开 天开采 开采 采
海海海海容热水盐饰
底底水底浸液溶湖面
锰热化基采采采矿石
结液学岩矿矿矿床材
核砂元矿
开开
开床素床
采采
采开提开
采取采
固体矿床开采
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路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
后来又研究了岩体非均质和各向异性对理想 弹性体的影响,以及把岩层看作具有不同变形特 征的弹性介质,进一步研究岩体层理性的影响, 此外还用连续介质力学方法研究了岩层移动问题 。
在进行理论研究的同时,研究矿压的实验手 段也获得了发展,其中较为应用的是利用相似材 料进行的相似模型研究方法和利用光敏感材料进 行的光弹性模拟方法。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
(三)回采工作面矿山压力显现基本规律 1. 初次来压分析 2. 周期来压分析 3. 顶板压力估算
(四)回采工作面顶板控制与支护方法 1. 支架围岩相互作用原理 2. 支架选型
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(3)减少 地下资源损失: 通过研究和实测矿压活动规律,减少顶板
等事故,选择合理煤柱尺寸,甚至某些情况下 取消煤柱,减少煤炭资源损失量。 (4)改善地下开采技术:
地下开采技术的进步与对矿压显现规律的 深刻认识和矿压控制手段的改善有密切关系。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
进一步改善了巷道支护技术,如大断面、 大缩量和高支撑力的可缩性金属支架,广泛应 用锚杆支护,开发了各种类型的锚杆,注浆加 固不稳定煤层和围岩,回采工作面中使用自移 式液压支架,架型增多,适用范围扩大等。对 难以控制的坚硬顶板,通过高压注水,超前爆 破等手段,比较有效地避免了在采控区突然大 面积冒落造成的危害。对井下冲击矿压的预测 和控制效果大为提高。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
1.2.3 以连续介质力学为理论基础的研究阶段 20世纪30年代至50年代:将整个岩体作为
连续的,各向同性的弹性体来考虑,即用弹性 理论研究矿山压力问题,这一阶段的典型成果 :(1)用虎克定律推导出了自重作用下原岩 应力的计算公式;(2)用弹性理论解决了圆 形巷道的应力分布问题。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
1.2.4 矿压研究的近代发展阶段(60年代至今)
这个时期的科技发展特点: (1)矿山开采规模增大; (2)计算机技术飞速发展; (3)相关学科进步明显。 与此相类似,矿压研究取得了一些新进展:
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
(1)理论方面 将传统的连续、弹性、各向同性的岩体→
1.3 矿山压力与岩石力学的关系
1.3.1 矿山压力与岩石力学的关系 随着采矿深度何规模增大,矿山压力的研
究不断深入和发展,人们越来越来多地认识了 岩石的力学性质和开采过程中岩体内所发生的 自然力现象和规律,在此基础上产生了一个新 的学科分支—矿山岩体力学。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
即:矿山岩体力学是研究自然和采动影响所
1矿山压力及其控制
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
2020年4月6日星期一
Baidu Nhomakorabea
第一章 绪论
1.1 矿山压力的基本概念
我们所说的采矿通常是指固体矿床地下开采,即 :地下开采和露天开采。在煤矿行业,地下开采又常 称为“井工开采”或标准采矿等,由于露天开采对地表 破坏、环境污染较严重,也称为非标准采矿。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
奥地利学派对岩石力学的发展起到了巨大作用 。该学派地代表人物是L.Muller 主要观点有三 个:
(1)就大多数工程问题而言,岩体工程性质 取决于岩体内部地质断裂系统的强度要比取决 于岩石本身强度的大得多,所以岩石力学是一 种不连续体力学,即裂隙介质力学;
(2)岩体强度是一种残余强度,其受到岩体 中所含弱面强度的制约;
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
矿山压力控制:
随着大规模开采活动及矿压显现给工作带来严重 危害,为使矿压显现不致影响采矿工作正常进行和保 障安全生产,必须采取各种技术措施把矿山压力显现 控制在一定的范围内,对有利于采矿生产的矿山压力 显现也要合理的利用。所有减轻、调解、改变和利用 矿山压力作用的各种方法,均叫做矿山压力控制。
井筒与巷道
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
矿体
矿体
矿山压力:
严格的讲,矿山压力应包括地采和露采两部分内 容,但由于传统的观念和习惯,矿山压力通常指与地 采有关的内容,即概念如下。
矿山压力(i.e.矿压):这种由于在地下煤炭中进 行采掘活动而在井巷、硐室、及回采工作面周围煤岩 体中和其中的支护物上所引起的力,就叫矿山压力。
二个阶段。利用一些简单的力学原理解释实践 中出现的一些矿压现象,并提出了一些初步的 矿压假说,具有代表性的是“压力拱假说”,即 认为巷道上方能形成自然平衡拱及有关分析计 算。同时提出了以岩石坚固性系数f(普氏系数 )作为定量指标的岩石分类方法,曾获得广泛 应用至今。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
在这个阶段中,对巷道围岩破坏机理和支 架所受的岩石压力大小开始了初步的理论研究 。在研究岩层和地表移动等方面,进行了地面 及井下观测,研究到地表建筑物的损坏不仅由 于地表下沉,还由于水平移动的结果。
(3)岩体的变形和它的各向异性主要由弱面 位移所产生。 路漫漫其修远兮,
吾将上下而求索
上述这三个观点为岩石力学的发展起到了 引导和促进作用,尤其是在工程地质、水电、 冶金等岩石力学研究中受到格外重视,而煤炭 行业由于煤田成因及研究问题的特殊性,没有 充分重视和发展上述观点,但从长远看煤炭行 业的岩石力学有关问题研究必须与国际接轨, 矿山压力研究应纳入到矿山岩石力学的一个应 用分支,必须重尊岩石力学研究的一般准则。
机水采 械力砂 开机船 采械开
采采 砂
煤矿露天开采
抚顺西露天煤矿采场
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
煤矿露天开采
河南义马北露天煤矿采场
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
内部排土场
厚煤层地下开采
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
无论是地下开采还是露天开采都可抽象为对原有 地壳的一种人为破坏活动,或称是一种人为的有目的 在地壳岩体中的大规模开挖活动。这种开挖活动破坏 了岩体原有应力平衡状态,引起了岩体内部应力重新 分布,其结果表现为开掘的井、巷、硐、工作面、露 天矿采场边坡等的周围岩体变形、移动、甚至破坏, 直到岩体内部重新形成一个新的应力平衡状态为止, 见下图。