矿压第七章
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第一章 矿山岩石和岩体的基本性质1、岩石的孔隙性、孔隙度和孔隙比有什么不同?研究它们有何意义?2、岩石受载时会产生哪些类型的变形?岩石的塑性和流变性有什么不同?3、将某矿的页岩岩样做成5cm ×5cm ×5cm 的三块立方体试件,分别作剪切角度为45°、55°和65°的抗剪强度实验,施加的最大载荷相应地为22.4、15.3和12.3KN ,求该页岩的内聚力C 和内摩擦角值,并绘出该页岩的抗剪强度曲线图。
4、对某矿石灰岩进行抗剪强度实验结果,当时,当时。
如果已知该岩石的单向抗压强度,求侧压力时其三轴抗压强度是什么?5、莫尔强度理论和格里菲斯强度理论在本质上有何区别?为什么莫尔强度理论较广泛地用作岩石强度条件?他可用来解释那些问题?6、试叙述单向拉伸、单向压缩、双向拉伸、双向压缩、双向不等拉压、纯剪、三向等拉、三向等压和三向不等压的应力圆(设压应力为正,、、分别为最大、中间和最小应力)。
7、岩石强度的压性能有何意义?如何根据莫尔应力圆和斜直线型强度包络线求解岩石试件在单向受力条件下的压拉比?8、如果某种岩石的强度条件为试求:(1)这种岩石的单轴抗压强度;(2)设压应力为正,单位为MPa ,则下列应力状态的各点是否会产生破坏,(40,30,20);(53,7,30,6.3);(53.7,30,1);(1000,1000,1000)。
9、某种岩石在单轴压缩过程中,其压应力达到28MPa 时即发生破坏,破坏面与最大主平面的夹角为60°,假定抗剪强度随正应力呈线性变化,计算,(1)这种岩石的内摩擦角;(2)在正应力为零的平面上的抗剪强度;(3)上述试验中与最大主平面成30°夹角的平面上的抗剪强度;(4)破坏面上的正应力和剪应力。
10、解释岩体强度变化曲线图的含义,是考虑是否有其他方式能更多的反映岩体ϕMPa n 8.41=σMPa 8.151=τMPa n 2.81=σMPa 181=τMPa R 6.821=MPa 53=σ1σ2σ3σ)MPa (tan 10300+=ατ321σσσ>>强度特征?11、某矿按双千斤顶法对主井井口表土层下基岩中制取的四个试体进行了原地剪切试验,每次先施加法线力N 到一定值且稳定不变后再施加倾斜15°的推力P ,直到试体沿底板岩面发生剪切破坏,试验结果如下:擦角υ值。
矿压管理规章制度范本第一章总则第一条为加强矿压管理,确保矿山安全生产,根据《中华人民共和国矿山安全法》、《矿山安全规程》等法律法规,制定本制度。
第二条本制度适用于我国境内各类金属、非金属矿山及矿井。
第三条矿压管理应遵循安全第一、预防为主、综合治理的方针,实行企业负责、职工参与、部门监管、社会监督的原则。
第四条矿山企业是矿压管理的主体,应对矿压安全负总责。
矿山企业必须建立健全矿压管理机构,配备专职或兼职矿压管理人员,负责矿压的日常管理工作。
第二章矿压管理组织与职责第五条矿山企业应设立矿压安全管理机构,明确矿压安全管理职责,建立健全矿压安全管理规章制度。
第六条矿山企业主要负责人是矿压管理的第一责任人,对本企业的矿压安全负总责。
矿压管理机构负责人对矿压管理工作负直接领导责任。
第七条矿压管理机构应履行以下职责:(一)组织制定矿压安全管理制度和操作规程;(二)组织矿压安全评估和监测;(三)组织矿压事故应急预案的制定和演练;(四)对矿压事故进行调查处理;(五)组织矿压安全培训和教育;(六)定期检查矿压安全设施设备,确保其安全可靠;(七)建立健全矿压安全管理档案;(八)其他矿压安全管理相关工作。
第三章矿压监测与评估第八条矿山企业应建立健全矿压监测制度,定期对矿压状况进行监测、评估,及时发现和处理矿压安全隐患。
第九条矿压监测应包括以下内容:(一)矿体及围岩的稳定性监测;(二)矿山井巷及采场结构稳定性监测;(三)矿山支护设施的完好性监测;(四)矿山生产过程中的其他矿压相关监测。
第十条矿山企业应定期对矿压安全状况进行评估,评估内容包括:(一)矿压安全管理制度和操作规程的适宜性;(二)矿压安全设施设备的可靠性;(三)矿压事故应急预案的实用性;(四)矿压安全管理组织机构的有效性;(五)矿压安全教育培训的覆盖面;(六)其他影响矿压安全的因素。
第四章矿压事故应急预案与处理第十一条矿山企业应制定矿压事故应急预案,明确应急组织、应急措施、应急流程等,并进行定期演练。
《矿山压力与岩层控制》主要知识点第一讲绪论●基本概念:●矿山压力:由于矿山开采活动的影响,在巷硐周围岩体中形成的和作用在巷硐支护物上的力称为矿山压力。
●矿山压力显现:由于矿山压力作用使巷硐周围岩体和支护物产生的种种力学现象,称为矿山压力显现。
●矿山压力控制:所有减轻、调节、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。
●采场围岩控制:●巷道围岩控制:●研究和学习矿山压力与岩层控制的意义。
第二讲采场上覆岩层结构与顶板破断规律(第三章)●基本概念:顶板●底板:●上覆岩层(覆岩):●直接顶●基本顶(老顶)●直接底●关键层;●直接顶初次跨落、●基本顶初次破断与周期破断;●岩石碎胀系数。
●直接顶初次跨落前的离层机理及其危害。
●直接顶跨落后的碎胀特性及其对矿压影响。
●基本顶破断规律与破断距计算。
●采动覆岩“大结构”的内涵及主要假说。
● 砌体梁假说及“砌体梁”结构的失稳形式及稳定条件。
● 基本顶破断面角度对“砌体梁”结构稳定性的影响。
关键层破断后的岩块互相挤压有可能形成三铰拱式的“砌体梁”平衡结构,此结构平衡将取决于咬合点的挤压力是否超过该咬合点接触面处的强度极限,在一定条件下可能导致岩块随着回转而形成变形失稳;另外即是咬合点处的摩擦力与剪切力的相互关系,当剪切力大于摩擦力时形成滑落失稳,在工作面的表现形式为顶板的台阶下沉。
防止“砌体梁”结构的滑落失稳条件:咬合点处的摩擦力大于剪切力,ϕtan ⋅≤T R 根据“砌体梁”结构受力分析,,即,岩块长度要大于2~2.5倍岩块厚度。
防止“砌体梁”结构的变形失稳条件:回转变形形成的咬合点的挤压力小于该咬合点接触面处的抗压强度极限。
根据“砌体梁”结构受力分析,结构回转下沉量小于一定值⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⋅-⋅=∆K K n h 311 ● 通常通过触矸来实现。
⎝⎛⋅-⋅=∆Kn h 311●基本顶弹性基础破断的反弹与压缩特征。
●岩层控制关键层理论的主要学术思想。
第三讲采场矿山压力显现基本规律(第二章、第四章)基本概念:基本顶初次来压:基本顶(老顶)悬露达到极限跨距发生初次断裂,断裂的基本顶岩块回转下沉,从而导致工作面顶板急剧下沉和支架阻力普遍增大现象,称为基本顶(老顶)初次来压。
1、试述采区(采准)巷道矿山压力显现的基本规律图6 区段平巷围岩变形I—掘巷影响区 II—掘巷影响稳定区 III—采动影响区 IV—采动影响稳定区V—二次采动影响区答:采区巷道从开掘到报废,经历采动造成的围岩应力重新分布,围岩变形持续增长和变化,以受到相邻区段回采影响的工作面回采巷道为例,围岩变形经历五个阶段。
(1)巷道掘进影响阶段I:煤体内开掘巷道后,巷道围岩出现应力集中,在形成塑性区的过程中,围岩向巷道空间显著位移,但随着巷道掘出时间的延长,围岩变形速度逐渐衰减,趋向缓和,所以该阶段矿山压力显现较弱,显现时间短。
巷道围岩变形量主要取决于巷道埋藏深度和围岩性质。
(2)掘进影响稳定阶段II:掘巷引起的围岩应力重新分布趋于稳定,由于煤岩一般具有流变性,围岩变形会随时间而缓慢增长,但其变形速度会比掘巷初期要小的多,巷道围岩变形速度仍取决于埋藏深度和围岩性质。
(3)采动影响阶段III:巷道受上区段工作面的回采影响后,在回采引起的超前移动支承压力作用下,巷道围岩应力再次重新分布,塑性区显著扩大,围岩变形显著增长。
巷道围岩性质、护巷煤柱宽度及巷旁支护方式、工作面顶板岩层结构对该时期围岩变形量影响很大。
(4)采动影响稳定阶段IV:回采引起的应力重新分布趋于稳定后,巷道围岩的变形速度再一次降低,但仍高于掘进影响稳定阶段的变形速度,围岩变形量按流变规律缓慢增长。
(5)二次采动影响阶段V:巷道受本段回采工作面的回采影响时,由于上区段残余支承压力,本区段工作面超前支承压力相互叠加,巷道围岩应力急剧增高,引起围岩应力重新分布,塑性区扩大,应力的反复扰动,使围岩变形比上一次采动影响更加剧烈。
2、试述区段巷道矿山压力显现的基本规律答:(1)煤体—煤体巷道服务期间内,围岩的变形将经历巷道掘进影响、掘进影响稳定和采动影响三个阶段。
由于巷道在采面后方已经废弃,巷道仅经历采面前方采动影响,围岩变形量比采动影响阶段全过程小的多,一般仅1/3左右。
矿压管理规章制度范本第一章总则第一条为了规范矿压管理工作,保障煤矿生产安全,根据国家有关法律法规和标准,制定本规章制度。
第二条煤矿矿压管理工作是指对矿井矿体围岩岩层受力状态进行监测、评价和分析,进行科学合理的矿压控制和灾害防治措施的活动。
第三条矿压管理工作的目标是保障矿山工人的安全和健康,维护煤矿设备和设施的完好,确保煤炭生产的顺利进行。
第四条矿压管理工作应当遵循科学、规范、严谨的原则,做到预防为主、综合治理,分类施策。
第五条矿压管理工作是煤矿企业安全生产管理的重要组成部分,矿长负有对矿压管理工作的领导责任,各相关部门负有具体落实的责任。
第二章矿压监测和评价第六条矿压监测应当根据矿井的实际情况,确定监测点的设置位置、数量、深度和频率,确保监测数据准确可靠。
第七条矿压评价应当综合考虑煤层地质条件、煤层开采方法、采场参数等因素,进行科学合理的分析和判断。
第八条矿压监测数据应当及时传输到矿压管理中心,并对监测数据进行及时处理和分析,提供决策参考。
第九条矿压评价报告应当明确分析矿井矿压状态、存在的问题以及应对措施,报送相关部门进行审查。
第十条矿压监测和评价结果应当作为矿山生产管理的重要依据,对矿井安全生产起到重要的指导作用。
第三章矿压控制和治理第十一条根据矿压监测和评价结果,矿压控制应当及时采取相应的行动,做好矿井矿压的治理工作。
第十二条矿压控制应当根据矿山实际情况,采取适当的支护、加固、减量、改进等技术措施,确保矿井安全稳定。
第十三条矿压治理应当由专业人员负责,制定详细的方案和措施,确保矿压治理工作的顺利进行。
第十四条矿压控制和治理工作应当遵循安全、科学、经济、合理的原则,确保矿山的生产秩序和生产安全。
第四章矿压灾害应急预案第十五条煤矿矿压灾害应急预案是煤矿矿压管理的重要组成部分,是对矿井突发矿压灾害的应急响应和处理措施。
第十六条矿压灾害应急预案应当明确矿压灾害的定义、应急响应程序、应急处理措施、责任人等内容,确保矿山突发事件的迅速应对。
矿山安全基础知识【教材内容】:第七章矿山安全技术第一节矿山安全基础知识一、概述矿山是开采矿石或生产矿物原料的场所。
一般包括一个或几个露天采场、地下矿山和坑口.以及保证生产所需要的各种附属设施(包括选矿厂、尾矿库和排土场等)。
按开采矿种的不同,矿山分为煤矿和金属非金属矿山。
煤矿是生产煤炭的矿山,而金属非金属矿山则是开采金属矿石、放射性矿石、建筑材料、辅助原料、耐火材料及其他非金属矿物(煤炭除外)的矿山。
按照开采方式的不同.矿山分为露天矿山和地下矿山及两者联合开采矿山。
露天矿山是指在地表开挖区通过剥离围岩、表土等,采出矿物的采矿场及其附属设施;地下矿山(井工矿)则是以平硐、斜井、竖井等作为出入口,采出矿物的采矿场及其附属设施。
按矿山规模大小,矿山可分为大型矿山.中型矿山和小型矿山。
二、矿山开采技术矿床开拓就是指按照一定的方式和程序.建立地面与采矿场各工作水平之间的运输通道,以保证矿场正常生产的运输联系,并借助这些通道,及时准备出新的生产水平。
露天矿床开拓主要分为铁路运输开拓、公路运输开拓和平硐溜井开拓;地下矿山矿床开拓方法大致可分为单一开拓和联合开拓两大类。
(一)露天开采用一定的开采工艺,按一定的开采顺序,剥离岩石、采出矿石的方法。
即在露天条件下,将埋藏较浅的矿石,从矿坑露天矿、山坡露天矿或剥离露天矿进行开采。
包括挖掘一系列顺序的沟槽。
露天开采工艺.按作业的连续性,分间断式、连续式和半连续式。
间断式开采工艺适用于各种地质矿岩条件;连续式工艺劳动效率高,易实现生产过程自动化,但只能用于松软矿岩;半连续式工艺兼有以上两者的特点,但在硬岩中,需增加机械破碎岩石的环节。
(二)地下开采矿山1.井巷掘进的施工方法根据施工方法及地层赋存条件的不同,井筒(或巷道)施工分为普通凿井法与特殊凿井法。
普通凿井法是在稳定或含水较少的地层中采用钻眼爆破或其他常规手段凿井的方法。
特殊凿井法是在不稳定或含水量很大的地层中,采用非钻爆法的特殊技术与工艺的凿井方法。
煤矿矿压观测制度范文第一章总则第一条为确保煤矿安全生产,科学应对矿井矿压风险,保障矿工身体健康,制定本制度。
第二条本制度适用于所有煤矿的矿压观测工作。
第三条矿压观测工作是指对煤矿及其井下工作面进行矿压观测,解读矿压状态,提出相应的应对措施的工作。
第四条矿压观测的目的是实时了解矿井的地质构造、地应力、岩体变形等情况,为矿山安全运营提供科学依据。
第五条矿压观测工作应遵循安全第一、预防为主、综合治理的原则。
第二章矿压观测的内容和要求第六条矿压观测工作应包括以下内容:(一)地质构造的测量和分析;(二)地应力的测量和分析;(三)矿压变形的测量和分析;(四)矿压状态的评价和预测;(五)矿压应对措施的提出。
第七条矿压观测工作应依据相关规程和标准进行,确保观测数据的准确性和可靠性。
第八条矿压观测工作应有专业的技术人员进行,具有相关的资质和经验。
第九条矿压观测应从矿井的开工前阶段开始,持续进行到矿井废弃闭井为止。
第十条矿压观测工作应与采掘和支护工作相结合,及时调整采掘和支护方案。
第三章矿压观测的组织和管理第十一条矿压观测工作由煤矿企业的安全生产部门负责组织和管理。
第十二条矿压观测工作应编制相应的工作方案和实施计划,并按照计划进行实施。
第十三条矿压观测工作应有专门的观测设备和工具,并进行定期的维护和检修。
第十四条矿压观测工作应设立专门的矿压观测组,由专业人员组成。
第十五条矿压观测组应定期进行业务培训和交流,提高观测水平和技能。
第十六条矿压观测组应建立和完善有关观测记录和资料的管理制度。
第四章矿压观测的数据和分析第十七条矿压观测的数据应进行及时的采集、记录和储存,确保数据的完整性和准确性。
第十八条矿压观测的数据应进行分析和解读,提取有用信息,为矿山安全运营提供参考。
第十九条矿压观测的数据应按照相关规定上报,并保存一定的历史数据。
第二十条矿压观测的数据应与其他监测数据进行对比和分析,防范矿灾事故的发生。
第五章矿压观测的应对措施第二十一条矿压观测结果显示矿压状态异常时,应及时采取相应的应对措施,避免事故发生。
《矿山压力与岩层控制》之第七章
《矿山压力与岩层控制》之第七章
山东科技大学资环学院
资源工程系
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资源工程系
矿柱支护采矿法的岩体控制
矿柱支护采矿法的岩体控制
本章提要
本章特点
学习难点
P1
矿柱支护采矿法的岩体控制
崩落采矿法的岩体控制
有较多的基本概念
矿柱支护采矿法体系
矿柱支护采矿法的矿压显现规律
矿柱支护采矿法的矿压控制方法
P2
矿柱支护采矿法的基本特征:
矿块或盘区—交替布置矿房和矿柱;
回采矿房—留规则的连续或间断矿柱支撑顶板;
中等稳固顶板—辅以锚杆支护
矿柱支护采矿法的应用范围:
开采矿石和围岩都稳固的水平和缓倾斜矿体—主要
薄矿体、开采厚矿体、极厚矿体
P3
§7.1 矿柱支护结构组成
§7.2 矿柱支护能力分析
§7.3 矿房—矿柱布置设计
§7.4 矿柱支护条件下顶底板稳定性分析
§7.1 矿柱支护结构组成
P4
矿柱承载力
岩体施加荷载
影响
单个矿柱大小
在矿体中位置
P5
§7.1 矿柱支护结构组成
采场的局部稳定性
近场地层的控制
设计
考虑
图7.1 采场近场围岩及局部稳定性控制
P6
§7.1 矿柱支护结构组成
图7.2 房柱法开采布置示意图
矿柱都是垂直矿柱。
对于一个双向受载或是双向约束的矿柱来说,相应于受载尺寸较小的那个方向用来表示该矿柱的主要支护形式。
P7
§7.1 矿柱支护结构组成
图7.3 开采倾斜矿体的矿柱布置
A—水平横向矿柱B —水平纵向矿柱(“1”的底柱或采场“2”的顶柱)
若纵向矿柱沿矿体的走向延伸达几个矿块,则这样的矿柱称为巷道矿柱。
P8
§7.1 矿柱支护结构组成
图7.2和7.3所示矿井支护结构存在的问题?
在两图所示的矿井支护结构中,矿柱承受围岩施加的应力而引起的破坏将导致近场岩体大范围的垮落。
若未充填的采空区的面积很大,则这种垮落将有沿矿柱结构传播的危险。
解决办法:一个矿体若二维方向上很大,设置间隔矿柱把矿体划分为几个采矿区或盘区。
如图7.4
P9
§7.1 矿柱支护结构组成
图7.4 向两侧延伸的矿体间隔矿柱和盘区的布置
如图设计的间隔矿柱实际上不可毁坏,因此每个盘区可以看作是一个独立采矿区域,任何垮落的最大范围只限于在那个盘区内。
P10
§7.1 矿柱支护结构组成
§7.2 矿柱支护能力分析
§7.3 矿房—矿柱布置设计
§7.4 矿柱支护条件下顶底板稳定性分析
P11
§7.2 矿柱支护能力分析
⑴矿柱平均应力从属面积法分析法
均匀厚度的平伏状
矿体横剖面,用长
矿房和留房间矿柱
方法开采
一组足够多的房、柱中有
代表性的一部分
代表性隔
离体
图7.5
P12
§7.2 矿柱支护能力分析
由图(C)所示有代表性的隔离体的平衡方程为
或
式中——矿柱轴向平均应力
——采矿前应力场的垂直向正应力分量
仍考虑c中有代表性的部分矿体,面积采出比也可写为
代入(7.1)式
(7.1)
(7.2)
P13
§7.2 矿柱支护能力分析
图7.6 矿柱从属面积分析法的几何要素
分析方法与上面类似
P14
§7.2 矿柱支护能力分析
典型矿柱的从属面积具有平面尺寸(a+c),(b+c)。
因此,为满足垂直方向上的静力平衡条件,要求
或
面积采出比为:
(7.3)
与方程(7.2)完全一样
平面尺寸为方形矿柱时,矿柱被尺寸为的矿房分开,方程(7.3)成为:
(7.4)
★矿柱平均轴向应力仍与面积采出比相关(如(7.2)式)
P15
§7.2 矿柱支护能力分析
分析:
而且,对于任何几何规则的采矿布置来说,矿柱平均轴向应力直接由面积开采比确定。
式(7.1)
式(7.3)
式(7.4)
表明
矿房和矿柱的尺寸
采矿前的法向正应力分量
直接算出
矿柱的平
均轴向应
力状态
P16
§7.2 矿柱支护能力分析
图7.7 矿柱应力集中系数与面积采出比关系
分析
当面积采出比大时,即使面积采出比增加很小,矿柱中应力也增加极大。
例当从0.90增加到0.91时,应力集中系数从10.0增加到11.1。
集中应力解释了采用天然矿柱支护法时面积采出比常小于0.75的原因。
低于此值时,随的变化是很小的;高于此值时,情况相反。
思考
矿柱平均应力的从属面积分析法的限制?
P17
§7.2 矿柱支护能力分析
形状的影响主因素:
②应力场各分量不只平行于轴线方向分量的重分布。