《矿压与矿压监测》PPT课件

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1、矿压与矿压监测高习海矿压研究的目的是为了掌握1、工作面压力显现和顶底板变化规律2、工作面顶板支撑的安全程度3、工作面垮落的规律及控制方法4、防止和消除地压危害措施5、煤矿设计、施工和生产的可靠性矿压研究需要解决的主要问题：1、在特别困难条件下，井巷地压的控制方法2、为了保证生产安全和最大限度的回收矿产资源，寻求适应岩体应力特性和地压显现规律的合理开采顺序，开采方法及其结构要素以及采场维护方式。3、采空区的处理问题4、防止地下开采引起的滑坡5、对地表建筑的影响及三下(水下、建筑下、铁路下）安全开采6、岩爆问题7、露天矿边坡的确定及不稳定边坡的加固岩石的力学特性岩石具有一定的强度

2、岩石视为完整连续的小型块体，当做连续介质地下岩石，一般处于三向压力状态。σ1σ1σ3σ3主应力σ1>σ2>σ3三向剪应力T13最大σ与τ的静力平衡σ3σ3σ1σ1σ岩石强度理论莫尔强度理论库仑强度理论格里菲斯强度理论τσ单向抗压强度岩石强度，一般通过实验室抗压试验得到的数值，称为单向抗压强度。测试试块：方形h=(2-2.5)ss=5cm圆柱形h=(2-3)dd=5cm岩石强度包括抗压强度，抗拉强度，抗剪强度长时强度：围岩的强度，是随时间的增加而变小，随一定时间变化后的强度，称为围岩的长时强度抗压强度>抗剪强度>抗拉强度岩石的基本破坏类型1、脆性断裂破坏是由拉应力或岩石内部派生出来的拉

3、应力所引起的破坏。2、剪切破坏当岩石内部某断面的剪应力τ达到或者超过其极限剪切破坏强度时，岩石即沿该断面发生剪切滑动，使岩石沿该断面发生破坏。3、塑性改组破坏岩石内部结构形态发生某种变化，当受到载荷超过某种临界值时，岩石出现塑性流动现象，丧失继续承载能力，常发生在某些粘土质岩石中节理岩体是指完整岩石被节理面分割而形成的岩石块体，即节理岩体是由岩石和节理所组成的节理面破坏1、非贯通性节理面破坏：破裂面追踪已有的节理面发生破坏2、半贯通性节理面破坏：节理延伸尺寸不大时，类似非贯通性节理面破坏，节理延伸尺寸较大时，类似贯通性节理面破坏。3、贯通性节理面破坏：沿贯通性节理面发生剪切破坏。10

4、152025瓦斯压力(kg/cm2)应变0.20.1×10-2矿压是地应力的显现地应力：是存在于地壳中的未受工程扰动的天然应力，也称岩体初始应力、绝对应力或原岩应力。广义上也指地球体内的应力。它包括由地热﹑重力﹑地球自转速度变化及其他因素产生的应力。地应力主要包括：自重应力构造应力瓦斯压力对地应力的影响很大自重应力是一定埋深的岩体重量产生的应力自重应力在巷道支护中无法避免开掘前自重应力开掘后自重应力构造应力是由于地壳运动的不均衡，使局部岩层受到挤压而产生的应力。褶皱、断层等构造，是构造应力释放的结果。褶皱、大断层等构造附近，可能有残余构造应力。构造应力在巷道支护中无法避免支承应力支承

5、应力不同于原岩应力，它是由于工作面回采后遗留煤柱在未垮落顶板悬臂梁作用下形成的应力支承应力随回采工作面的推进而产生，不会随回采工作面的推进而消失。支承应力沿工作面的走向和倾向存在，应力大小是按曲线递增。支承应力可以避免或减小，巷道支护，应该避开支承应力带。支撑应力带支撑应力带开采空间合理的布置巷道，是保证巷道支护效果的一个关键因素。回采巷道布置，要尽可能避开支承应力高峰区小煤柱沿空送巷，是解决支承应力影响的有效途径支承应力影响范围，是根据煤层结构和煤层顶板岩性不同而不同地压的分类按地压的表现形式，地压分为：1、变形地压变形地压是大范围内岩体因变形、位移受到支护的压制而产生的地压。变形

6、地压大小取决于围岩的应力状态，又取决于支护形式和支护时间。变形地压又分为：弹性变形压力塑性变形压力流变压力：是岩体变形、流动引起的2、散体地压滑移、破碎或松散岩体重力作用在支护上引起的地压，也称为松动地压。3、冲击地压冲击地压，也称为岩爆，它是在围岩积累了大量的弹性变形能之后，突然释放出来时所产生的压力，是一种爆炸式的地压现象。冲击地压多发生在深部坚硬、完整的岩体中，目前还不能对冲击地压进行完善的理论分析计算。4、膨胀地压泥质或炭质页岩吸水后体积膨胀，由于膨胀而产生的压力称为膨胀地压。膨胀地压和变形地压的根本区别在于它是吸水膨胀而引起的。冲击地压（岩爆）1、岩爆表现：微弱冲击：表层局

7、部破坏和岩块弹出，岩体深部有微震动弱冲击：围岩局部破坏和岩块抛出，伴有明显的声响和地震震动。中等冲击：围岩迅速脆性破坏，并有大量岩石碎块、粉尘抛出，形成气浪冲击。强烈冲击：使几十米地段支架破坏和巷道塌落。灾害性冲击：在整个开采区域或中段内矿柱发生连锁反应式破坏，矿区或中段内巷道坍塌，甚至矿井报废。2、岩爆形成因素（1）、原岩应力：自重应力和构造应力作用下的岩体，积蓄了大量的变形能。（2）、岩体的弹性和脆性：这种岩体能量达到应力极限时突然释放。（3）、采动造