《采场地压及其控制》PPT课件

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1、第七章采场地压及其控制本章内容§7－1概述§7-2采场地压及围岩活动的一般规律§7-3采场地压假说§7-4开采空间极限跨度及矿柱、充填体的受力分析§7-5采场地压的控制方法§7-6冲击地压（岩爆）及其控制授课学时：4学时本章的重点难点：1、采场地压的特点及影响采场地压的主要因素；2、充填体的力学效应；3、采场地压的控制方法；4、岩爆发生的条件。关键术语：采场地压、变形地压、松动地压、膨胀地压、冲击地压、移动角、崩落角、充填体要求：1、掌握本课程重点难点内容；2、了解采场地压的一般规律。3、了解覆盖岩层的变形和破坏规律§7－1概述围岩之间的相互

2、作用力；围岩对支架的作用力。原岩对围岩的作用力；采场地压——指在开采过程中，原岩对采场或采空区围岩及矿柱所施加的荷载。地压现象——井巷开挖，应力重新分配使围岩和支架产生变形、移动、破坏等现象，如冒顶、片帮、底鼓、顶板下沉等。地压——泛指岩体中存在的力，包括：一、地压现象与地压松动地压（散体压力）膨胀地压变形地压（弹塑性变形地压、流变地压）地压分类：冲击地压地压分类二、采场地压的特点1、暴露空间大2、复杂性3、多变性4、采场地压显现形式的多样性5、控制采场地压的难度大三、影响采场地压的因素影响采场地压的因素可概括为自然因素和开采技术因素两个方面。1

3、、自然因素方面的主要有：（1）围岩的物理力学性质（2）开采深度（3）矿体的倾角与厚度：（4）构造（5）地下水2、采矿生产技术方面的因素（1）开采顺序：（2）开采方法及控顶方法（3）回采速度（4）空区形态及空区形成时间四、采场地压的研究内容采场地压的研究的主要内容是采场(包括采空区)围岩的应力状态、变形、移动和破坏的规律。在此基础上，找到维护采场稳定的措施。采场地压的研究范围可归结为两个方面的问题，一方面是回采期间采场的稳定问题，另一方面是回采完毕采空区的处理问题。1、回采期间采场的稳定这里是指采场(包括采准巷道、硐室)的围岩在回采期间不发生危险变

4、形，以保障回采的安全，维护回采作业的正常进行。其研究的范围包括下述一些问题：（1）采场围岩应力分布的规律；（2）岩体失稳的原因、条件和机理；（3）确定采场中各种结构物(矿柱、支架)上地压的大小；研究矿柱的支护原理和设计方法；（4）确定合理的采准布置方案；（5）研究采场地压的控制措施，等等。2、采空区处理空区处理的目的：控制由于空区引起的地压显现的强度。空区处理的主要方法：目前处理空区的方法可归纳为“崩”“充”“撑”“封”四种。崩落：就是用爆破(或其他手段)的方法把空区上方的岩体崩落下来充塞空区。充填：用充填物(如碎石、尾砂、水砂、混凝土等)，将空

5、区充满。支撑：利用矿柱或支架将空区撑起来，防止其发生危险变形。实践表明，此种方法的效果是很差的。封闭：对于单独的孤立的小空区可采用封闭的方法，将它与其它采场的通道隔绝，防止该空区冒落时对其它采场发生气浪冲击。其中充填和崩落是两种主要的方法。2、采空区处理§7-2采场地压及围岩活动的一般规律采场顶板的暴露面一般都较巷道顶板大得多，且随着采面位置的不断向前推进，空区尺寸也会不断发生变化，故采场应力分布也具有自身的特性，变化大，且属空间问题。一、支承压力在原岩中形成采场后，上覆岩层的重力即转嫁于采场四壁的岩体中，使采场四壁特别是两侧岩体中的竖向应力升高

6、，形成所谓支承压力。采场周围应力分布1、支承带应力集中系数KC式中：kL——开采空间形状影响系数，长/宽＝1，kL＝0.7；长/宽>3，kL≈1；b——支承带宽度；L——采场跨度。2、支承压力带宽度b式中：kl—跨度影响系数，L＝3m，kl=1；L=30~40m，kl=0.5；kr—岩石性质影响系数，硬岩kr=0.8；中硬岩kr=1.5。支承压力带宽度b，视岩层性质及采空区跨度而异，大致有以下关系：3、支承压力带随工作面的推进而不断向前移动采空区四周都存在支承压力区；前方岩体有较大的应力集中；刚充填的充填体中应力很小，远离开采的充填体被压实，其承

7、受的压力逐渐增高，直至等于原岩应力。4、相邻采场对支承压力的影响(a)b>b1+b2，无影响(b)b

8、（1）岩石为均质各向同性弹性介质；（2）矿床走向长度较大，长度L与开采深度H之比大于1.5，即L/H>1.5；（3）矿柱间距相等；（4）