深部巷道变形及控制方法研究应用现状

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1、深部巷道变形及控制方法研究应用现状【摘要】文章提出了将统计建模融入统计预测与决策的教学过程中，并引入案例教学法，以实现理论与实际的无缝连接，从而引起学生学习的积极性，实现将学生培养成应用型、创新型人才的目标。【关键词】教学现状；教学改革；统计建模1绪论1.1国内外深井开采的现状随着能源需求量的增加和开采强度的不断加大，浅部资源日益减少，国内外矿山都相继进入了深部资源开采阶段。在南非、加拿大等矿业发达国家，矿井深度达到800-1000m时称为深井开采。德国将埋深超过800-1000m的矿井称为深井，而将埋深超过1200m的矿井开采称为超深

2、井开采；日本则把深井的“临界深度”界定为600m，而英国和波兰则将其界定为750m。深部开采中的煤矿与金属矿有明显的差异。考虑我国当前矿山开采的客观实际，并结合未来的发展趋势，大多数专家认为，我国的深井开采的深度可界定为：煤矿800-1500m，金属矿山l000--2000m。随着开采深度的不断增加，工程灾害日益增多，如矿井冲击地压、瓦斯爆炸、矿压显现加剧以及巷道围岩产生大变形、流变、地温升高等，对深部资源的安全高效开采造成了巨大威胁[1]；深部“三高一扰动”(即高地应力、高地温、高渗透压和强烈的开采扰动)的复杂地质力学环境，使得深部岩

3、体表现出明显的非线性大变形力学特征[2]，从而严重影响了深部资源的安全、高效开采。因此，深部资源开采过程中所产生的岩石力学问题已成为研究的焦点[3]。1.2深井巷道国内外研究现状进入深部开采以后．由于岩层压力大，巷道因岩石变形量显著增大。支架损坏严重，巷道翻修量剧增，巷道维护变得异常困难。深井巷道的矿区控制已经成为深部开采能否顺利进行的制约因素之一[4]。为此，进入深部开采的世界各国都做了大量研究，取得了可喜的成果。1.2.1国外的研究原西德、前苏联、波兰、英国、比利时、荷兰和日本等国都对深部开采的巷道矿压及其控制措施进行了大量研究。而

4、尤以较早进入深部开采的原西德和前苏联的研究最为突出。同时，前者也是侧重深并巷道矿压控制实用技术研究的代表，而后者是侧重深并巷道矿压控制理论研究的代表。早在60年代．原西德就已经开始研究800—1200m的，深部开采问题。70年代开始研究1200—1500m、80年代开始研究1600m的深部开采30问题(原西德将开采深度超过1200m称为超深开采或大深度开采)，并且建立起了集现场实测、模型实验和理论计算于一体的“岩层控制系统”。前苏联紧接其后，己着手研究1000--1400m的深部开采问题。从总体上看，国外的研究一方面是将已有的岩石力学与

5、矿山压力成果应用于深部开采，但同时还结合深部开采的特殊性和本国国情对深井巷道矿压控制迸行了专门研究。通过现场观测、相似材料模拟实验、计算机数值模拟计算和理论分析等多种手段对深部开采纳应力、巷道矿压显现规律和深井巷道矿压控制技术等进行了大量研究。1.2.2国内的研究与深部开采的历史和现状相适应，由于我国进入深部开采较晚，因此．与前苏联和德国等相比，我国在深井巷道矿压控制的理论研究和实践方面部有较大差距，还没有一套较为系统、完善的深并巷道矿压控制体系。目前，国内虽然在深井巷道矿压控制方面做了一些工作，但大多沿用中、浅部开采的经验，很大程度上

6、具有盲目性。可喜的是，虽然我国对于深井巷道矿压控制的研究起步较晚，但这个问题已经引起了越来越多人的重视。近几年发展较快，已有不少成果公开发表。1.3深井开采的主要特征1.巷道变形量大深井巷道矿压显现的显著待点之一是巷道开挖就产生大的收敛变形量。这一特点是由深并巷道围岩处于破裂状态和深井巷道围岩有较大的破裂范围决定的。前苏联的研究表明，随开采深度加大，巷道变形量呈近似线性关系增大；从600m开始．开采深度每增加lOOm，巷道顶底板相对移近量平均增加10％一11％。理论分析表明，深部开采的巷道变形量随开采深度增大里近似直线关系增大，开采深度

7、每增加lOOm的巷道变形增量与岩体强度有关。国内外深部开采的实践表明，开采深度为800一1000m时，巷道变形量可达1000—1500皿n甚至更大，与开采深度和岩石力学性质(破裂区厚度)等因素有关。2、捆巷初期变形速度大深劳巷道矿压显现的另一个显著持点是，巷道剐掘出时的变形速度很大。①巷道围岩破裂区的形成经历了一个时间过程(此时间过程的长短与围岩破裂范围即破裂区厚度有关)；②深并巷道围岩破裂的发展速度在巷道刚开掘时较快，以后逐渐衰减，直至破裂区完全形成。原因是巷道刚开掘(爆破或机械切削)时．由于应力乎衡状态被突然打破，原来由巷道掘进断面

8、轮廓内岩石支撑的上覆岩层重量转加给巷道围岩，在巷道围岩中形成文承压力。深部开采的巨大支承压力与巷道周边处于单向应力状态的巷道围岩强度之间辽宁工程技术大学毕业论文的极大反差很快使巷道周边的围岩遭到破坏，应力继