冲击地压源的岩石破坏机理

冲击地压源岩石“瞬时爆炸性”破坏机理是冲击地压方面尚未解决的问题之一。一般认为,冲击地压是巷道影响地带岩体极限应力部位破坏的结果,这种破坏是在该部位岩体的应力变化速度超过其松弛速度时发生的。这样,就把岩体的脆性系数N>1的条件看成是产生冲击地压的原因。大家知道,岩石,其中包括煤的松弛时间并非以秒计,而是以年、月来计量的。因此,即使T_(min)相似文献   

基于人工神经网络的冲击地压预测

冲击地压是矿山巷道围岩由于开采和地质作用引起的煤岩体应力高度集中,当应力超过允许的极限状态时,造成大量弹性能的突然释放而产生的一种以急剧猛烈的破坏为特征的现象.     

巷道的周边压力

岩体在未进行巷道开凿之前,任何一处的岩石都受到上下、前后、左右岩石的挤压。岩体中的任何一处的岩石都不可能发生变形、移动或破坏。此时岩石的状态为原始平衡状态。地压的大小决定于巷道围岩的性质、巷道的形状和规格、开凿巷道的时间长短等因素。研究地压,对于设计巷道的形状、规格、位置、支护方法,以及安全生产、降低掘进费用都具有十分重要的意义。     

冲击矿压的产生机理与岩石巷道卸压爆破影响参数

冲击地压是聚集在矿井巷道和采场周围煤岩体中的能量突然释放,并在井巷发生爆炸性事故,产生的动力将煤岩抛向巷道,造成煤岩体震动和煤岩体破坏,支架和设备损坏,人员伤亡,部分巷道跨落破坏等。该文主要阐述了冲击地压的产生机理和岩石巷道卸压爆破影响参数等问题。     

盐岩矿体中基本巷道合理断面形状的选择方法

钾矿山和盐矿山基本巷道矿山压力的主要显现形式有:盐岩蠕变引起巷道周边部分岩体松动和较大的位移;岩石因拉应力而产生塌落;直接顶板因有粘土夹层产生层裂和片落。影响基本巷道压力显现强度的主要因素是:矿山地质因素——巷道开挖深度、未破坏岩体的侧压系数、巷道周围岩石的强度、     

岩体的破坏理论

在矿山作业的过程中,很重要的一部分工作就是如何破坏岩石和防止岩石的破坏。矿山作业使巷道围岩或露天矿坑边坡的平衡状态受到破坏,从而导致岩体有可能丧失稳定性,出现顶板冒落、巷道断面变形、采空区大片崩塌以及岩坡滑动等现象。研究岩体的破坏过程,分析它的规律和确定判别破坏的条件,对采矿工程的发展有很重要的现实意义。但是,由于岩体的复杂性,直到现时为止,还没有研究出普遍的分析岩体稳定的准则,工程实践上还不能够象     

深部开採设计要素

随着矿山坑内开采向深部发展,地压就成为采矿工业中最重要的问题之一了,同时对深部开采设计也正在摸索经验积累资料的过程中。我国矿山在一般深度掘进井巷的过程中,积累了不少关于处理地压问题的经验,促进了矿山工业的发展。但对深部的地压处理或在地质构造复杂的地层掘进巷道遇到的特殊问题,还未能掌握矿山自然规律,从必然王国飞跃到自由王国。这就表明,在这些特殊性地区,我们还未能成为自然的主人。如某矿掘进井巷碰到断层,出现的问题不少,支护被压坏,影响矿山建设进度,主要是实践经验还不多。在国外半个世纪以来的研究结果表明,有效的处理地压,以防止井巷崩塌,是通过对地压的物理原理的认识而实现的。在研究过程中提出的地压理论,虽在一定范围内和一定程度上有其正确性,但对深部开采和复杂的矿山地质条件还未能满足要求,也正在深入研究积累经验,不断发表研究成果。如将于1972年9月在罗马尼亚首都布加勒斯特召开的第七属国际采矿会议,南非、意大利、民主德国、联邦德国等就提出关于矿山极深部的采矿工程管理及控制的新方法,预计对处理深部地压问题有新的发展。地压理论的许多问题的基础是对原岩应力状态的概念,即在开掘井巷前,原岩是处在应力状态之中。而应力的来源主要是岩石本身重量所产生的力(还包括地质构造运动和岩石的物理化学作用所产生的力)。所以应力的数值随深度而增加,並受岩石性质和地质构造的影响。当在一般地区掘进井巷时,在其周围的一定范围内引起应力的重新分配,有些地方减小了,有些地方增大了。使巷道能局部地或全部地擺脱压缩应力状态而产生另外的应力。但在断层地区掘进井巷时,由于破坏了正应力的均衡性,因而产生切应力,就引起增加岩石破裂的频率,在井巷周围的岩石内形成裂隙。在受很大的切应力作用时,将产生岩石的射击爆裂,把岩石压入巷道断面内,或在工作面突然破裂,这就是我国某矿山碰到的一些类似现象的表现。表明掘进通过的断层正在发展着较高的地压,尤其沿断层走向掘进巷道时,受到的威协更大,在这种情况下,由于岩石逐渐冒落而使巷道断面逐渐扩大,直到巷道为破碎岩石填满时,这种断面的逐渐扩大现象也不会完全仃止,它只不过是逐渐减慢,随着破碎岩石的压实而进行,俟达到某一平衡状态时,巷道断面的扩大作用才会仃止。南非金矿在深部采矿的经验表明,由于深部应力集中,使两帮产生破坏,巷道周围的岩石破裂。同时又由于采矿的活动产生另外应力的影响,因而破坏巷道支护,克服这些困难,他们广泛采用TH支护(这种支护将于下期介绍)。由于对深部设计还有待作一系列的调查研究工作,作为过程来考虑,这就要求我们在掌握地压物理学理论的基础上,按伟大领袖毛主席关于“中国应当对於人类有较大的贡献”的教导,坚持唯物论的反映论,进行认真的调查、试验、研究,“不断地总结经验,有所发现、有所发明、有所创造、有所前进。”才能对矿山深部地压的物理实质加以阐明和处理,对保证矿山在深部掘进工作的正常进行和坑内工作安全以及生产过程的机械化等是有重要意义的。关于深部开采实例,另介绍了《赞比亚木富利矿深部开采》一文。它具体叙述了开拓布置,提升、运输、通风、采矿方法和空区处理等,供设计参考。     

深水平岩体岩爆危险状态的预测及控制

塔什塔戈尔铁矿床在以岩体构造应力高、地动力过程显现活跃的850～900m深处采矿。当在高弹性模量岩石中掘进巷道和开采矿层时,岩体的结构构造破坏性促使矿山构造冲击的发展,以及出现呈动态的其它危险地压。     

深井开采岩体破坏机理吸工程控制方法综述

深井开采在我国今后矿山开采中所占的比例将逐步加大,其岩石力学和地压活动规律的研究对深井矿山的建设具有重要意义。本文简要介绍了深井井岩石力学与地压显现的特点,以及国内外在深井开采岩体破坏机理和工程控制方法方面的主要研究成果。     

岩体冲击地压危险性的评价

冲击地压是矿山压力的最危险的显现形式之一。冲击地压会给生产过程造成严重的破坏,会使地下构筑物遭受破坏。掘进巷道时的重要任务是查明岩体的冲击地压危险性,以便及时采取预防措施。岩体冲击地压的危险状态受采矿技术和地质因素的影响。巷道掘进本身应当首先认为是采矿技术因素,巷道造成在岩体中出现暴露面。这一因素的重要性是很明显的,因为不存在空区和结构破坏时,岩体则处在全面压缩条件下,类似于未扰动的静水介质,此时冲击地压的概念失去了意义。由重力和地质构造力所造成的岩体应力,巷道断面形     

地压技术讲座(一)——地压的基本知识

一、什么叫地压现象每个矿山工作者都会碰到这样一类现象,在蚀变石灰岩、风化闪长岩等脆性岩体中经常看到冒顶,片邦等岩石破坏现象(图1)。在粘土、泥质页岩等塑性岩体中遇到巷道顶板下沉、两邦及底板鼓胀等围岩的变形和位移(图2)。     

采掘工作面冲击地压防治

为了能够更好地防治冲击地压,通过分析现有防治冲击地压的技术方法,提出了集束卸压孔防治冲击地压的方法.在巷道周围或工作面顶底板附近,打集束卸压孔,大量取出岩煤,在垂直钻孔的围岩断面上形成一个呈多孔状的弱面,在空间中形成一系列空岩管覆盖或围绕在一定距离的巷道周围或工作面顶底板中.当集中应力作用于巷道围岩时,首先破坏该弱面结构消耗能量,破坏后的该弱面会中断或减弱应力传递,并导致应力集中区向两侧深部岩体转移(采空区或较安全位置),保护巷道不产生或减少两帮挤进和底鼓.当发生地压冲击时,集中应力主要作用于两侧深部煤岩体,从而保护采掘巷道和局部工作面,确保人员设备安全与生产连续进行.     

论矿山冲击地压危险性等级

国内外开采有冲击地压危险矿床的实践表明,冲击地压的显现强度可能差异很大,从巷道帮壁的小范围破坏和工作面岩体冒落1～2米~3(如岩石射出、微冲击)到发生灾变性的冲击地压。在发生冲击地压时破坏面积大和岩体冒落量多,在此范围内实际上所有巷道均受到破坏或不能使用。1979年库兹巴斯乌辛斯卡雅矿发生的冲击地压(矿层的     

地下矿山地压控制问题

随着采矿向深部发展以及空区体积的增加等，矿山的地压问题显得越来越突出，给矿山安全和生产带来了很大的威协。地压显现的最终结果是使岩石破坏，但目前主要研究的是其最后结果，而对其破裂的过程研究得较少。通过近年来的一些工作，可以看出，岩体的失稳破坏是一个渐进的过程，是岩石作为损伤体裂纹扩展的过程，是受多种因素影响的一个动态过程。失稳是一个突变，是一个由量变到质变的飞跃。因此，研究地压问题政须研究岩石破裂的整个过程。下面就矿山出现的主要地压问题及目前的研究工作做一个简略地评述与展望。1、采场和巷道的地压显…     

均质圆形巷道蝶型冲击地压发生机理及其判定准则

从均质圆形巷道围岩塑性破坏区的产生、发展和爆炸式破坏的力学机制入手,揭示了巷道蝶型冲击地压的发生机理:在一定的应力和围岩环境中,由于触发事件的诱导作用,使巷道区域应力场突然发生某种改变,导致围岩蝶形塑性区瞬间出现急剧、跳跃式扩展,并以震动、声响和煤岩体抛出的形式释放存储于体内和围岩系统中的大量弹性能,出现爆炸式破坏的动力现象。巷道蝶型冲击地压理论阐明了冲击地压的发生条件,给出了"蝶型冲击三准则",为巷道冲击地压的预测、预报及其防治提供了新的思路。     

初始应力场岩体稳定性与冲击地压动力灾害相关性研究

从材料的强度理论出发,建立量化分析原岩应力场下岩体稳定性的评价方法,并分析了岩体初始稳定性与冲击地压动力灾害发生的相关性。以莫尔-库伦强度理论为基础,推导出莫尔-库伦应力(Wσ)评价指标,以反映岩石破坏前某一应力状态下岩石材料体接近极限破坏强度的程度。Wσ在单轴压缩、单轴拉伸、三向受压、压缩-拉伸等岩石应力状态下,都能表现出应力状态接近极限的程度,Wσ越接近1,岩石越接近破坏极限,原岩稳定性越差。运用Wσ描述岩体初始地应力场状态能够表达出岩体所处应力状态与极限状态的接近程度,有助于判断初始应力场下的岩体稳定性。岩体初始稳定性越差的区域发生冲击地压动力灾害的概率越高,依据Wσ划分稳定、较稳定、中等稳定、较低稳定、低稳定5级稳定区,对原岩初始稳定性进行评价,为预测工程活动所引发的冲击地压等地质动力效应提供参考。     

金属矿山充填开采富水巷道围岩稳定性控制研究

为研究含水矿山矿体回采对巷道稳定性的影响，采用3Dmine-Rhion-Griddle-FLAC3D耦合构建矿区三维模型，进行矿体回采过程中巷道变形、应力、塑性区变化规律研究；进行开采过程中巷道变形实时监测分析验证巷道稳定性。结果表明：基于3Dmine-Rhino-GriddleFLAC3D分析方法，可以对含水矿山矿体回采过程中巷道稳定性进行有效分析，从而为矿体回采过程中确保巷道稳定性提供理论依据；矿体回采结束后，产生变形量较大区域仅在靠近采场两水平巷道采联位置，仅采场正上方位置处采联受扰动影响较大，变形量大于10 mm，其余部位受扰动相对较小，变形量均未超过10 mm；矿体回采过程中，两水平巷道所受最大压应力、最大拉应力、渗透压均随着回采步骤的增加呈指数增长规律，最大压应力、最大拉应力受力位置与变形相对应，所受力最大值均未超过岩体强度，渗透压较大区域均出现在各个采联两帮位置处，距离采场位置较远的主巷道处，渗透压基本保持初始渗透压状态；由于渗透压的存在，两水平巷道所受应力虽未超过岩石强度，但巷道拐角及采联端部出现较小范围塑性破坏，表明渗透压对岩石强度具有弱化作用。模拟结果为含水矿山稳定...     

新城金矿滕家矿区深部巷道围岩破坏与数值分析

针对新城金矿滕家矿区深部巷道围岩进行现场工程地质调查、岩石力学实验，分别应用RMR、Q和GSI方法对巷道围岩进行岩体质量分级，确定其围岩体质量等级为III级，岩体质量差~一般。以岩体质量分级为基础，应用Hoek-brown准则和经验公式估算岩体力学参数。应用弹塑性力学解析巷道围岩塑性区破坏范围，并以此为基础应用Phase2对巷道围岩稳定性进行分析。结果表明：巷道顶板塑性破坏范围为0.598 m，两帮塑性破坏范围分别为0.84 m和0.695 m；巷道顶板位移为7.2 mm，两帮位移分别为7.6 mm和6.8 mm；从巷道围岩应力分析可以看出，深部巷道开挖产生的应力集中超过岩体强度，由此判断深部巷道围岩破坏主要是开挖扰动应力作用在节理化岩体上致使巷道围岩失稳破坏，本研究结果对该矿深部巷道围岩支护提供依据。     

煤矿准备巷道棚子的选择和计算

掘巷时巷道围岩中的应力重新分布,产生新的应力状态。巷道壁上的应力强度比原岩中大得多。巷道附近的应力集中使围岩中形成非弹性变形区,岩石发生弹性、弹粘性、弹粘塑性和破坏性等不同变形过程。深部水准点移近量井下观测结果的分析证明,这一区域巷道外廓移动的岩石变形,基本表明了岩石的破坏过程。如果在巷道中架设让压性支架,那末支架上的压力主要是这一区域剩余岩体的破坏的和分层岩石加予的。在这种情况下,支架的最小阻力应保证其反作用力等于巷道顶板上已破坏的岩石及其向巷道中移动的岩石重量。因此,为确定支架最小阻力,必须测定出这一区域的尺寸。 根据10·3·扎斯拉夫斯基实际观测结果,提出的在岩体中开掘和维护的巷道顶板移近量与岩石破坏区尺寸间的经验关系,经变换后可由下式表示:     

试论老顶来压及预防冒顶措施

<正> 在煤体未采动前,煤体内的力处于平衡状态,煤体上所受的原始应力为γ·H(即单位面积上所受岩体重量),这里γ为岩石的容重,H 为离地面的垂高。当煤中开掘出巷道(例如开切眼)后,这种平衡状态的应力分布受到破坏,应力重新进行分配如图1所示。