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注册安全工程师《金属非金属》考点:矿山地压概述

发表时间:2020-04-15 17:04     浏览量:100
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黄色视频网站 矿床开采过程中,地压显现往往给采矿工作带来巨大灾难,不仅危害生产安全,而且会使矿山局部停产,甚至毁灭整个矿山。

地压是泛指在岩体中存在的力,它既包含原岩对围岩的作用力,围岩间的相互作用力,又包含围岩对支护体的作用力。地压的大小,不仅与岩体的应力状态、岩体的物理力 学性质、岩体结构有关,还与工程性质、支护类型及支护时间等因素有关。地压会引起围 岩及护体的变形、移动和破坏,称为地压现象。在脆性岩体中,可能发生冒顶、片帮等围岩的破坏现象;在塑性岩体中,表现为巷道顶板下沉、两帮突出、底板鼓起等现象。

当围岩中的应力不超过其弹性极限时,地压可全部由围岩来承担,井巷可以不加支护而能在一定时期内维持稳定。当围岩中的应力超过了围岩强度极限时,为了维护井巷断面 形状,并保持其稳定,必须采取支护,这时的地压是由围岩和支护体共同承受。

地压的显现使岩体产生变形和各种不同形式的破坏。为了便于分析各种不同性质的地压,按其表现形式,将地压分为变形地压、散体地压 (亦称松动地压)、冲击地压、膨胀地压 4 类。

黄色视频网站 变形地压是指在大范围内岩体因变形、位移受到支护体的抑制而产生的地压。散体地压(亦称松动地压)是在一定范围内,滑移或塌落的岩体以重力的形式直接作用于支护体上的压力。

黄色视频网站 冲击地压又称岩爆,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。

膨胀地压是由于巷道围岩膨胀而产生的压力。根据地压在金属非金属矿山中的表现形式,将地压分为井巷地压、采场地压和冲击地压 3 种。

1.井巷地压

井巷破坏的原因主要是围岩应力超过了岩体的强度,因此,井巷维护的基本原则是提高围 岩强度,降低围岩应力,改善围岩的应力状态,以便充分利用围岩的自身抗力去支撑井巷地压。

2.采场地压

采场地压是指在地下开采过程中,矿岩对采场或采空区围岩及矿柱所施加的载荷。这是由于地下矿体采出后所形成的采掘空间破坏了原岩的自然平衡状态,致使岩体应力重新分布,引起采场围岩变形、移动或破坏等一系列地压现象。这些地压现象的发生和发展过 程称为采场地压显现。

黄色视频网站 采场的规模远远大于井巷,但由于采场空间的形状、体积、分布状况、形成及存留时间等方面的特殊性,采场地压与巷道地压有相当大的差异,归纳起来采场地压具有暴露空 间大、复杂性、多变性、显现形式的多样性、控制采场地压的难度大等特点。

当矿体的围岩完整、稳定时,可采用空场法开采地下资源。空场法(包括留矿法)的采场地压显现,从时间和空间上看,大体可分为开采初期采场回采期间的局部地压显现和开采中、后期大规模剧烈的地压显现两个时期。局部地压显现表现为采场矿体、围岩或 矿柱的变形、断裂、片帮、冒顶等现象;大规模的地压显现表现为采空区上方大面积覆盖岩层急急剧冒落,与冒落区相邻的采场压力剧增,出现矿柱压裂、顶板破裂、采准巷道开裂及冒顶现象。

3.冲击地压

黄色视频网站 当在矿床深部(一般指 1500 m 以上)或在构造应力很高的地区进行开采时,有时会在采掘空间周围的岩体中发生突然的爆发式破坏现象,其剧烈程度好像岩体被炸药爆炸一样。

黄色视频网站 冲击地压主要表现为:在掘进巷道或采场围岩发生强烈的劈裂声;矿岩的弹射和振动,并引发大量矿岩碎块抛出;底板鼓起,并伴有巨大响声;气浪冲击造成井下严重破坏及地面剧烈振动(地震)。

黄色视频网站 冲击地压有强有弱,其破坏性有大有小。按振动能大小的不同,冲击地压的强度可分为以下 5 个等级。

(1)微冲击。仅有岩体或矿体表层的局部破坏和岩块弹出,岩体深部有微振动。

(2)弱冲击。巷道围岩有局部破坏和少量岩块抛出,伴有明显的声响和地震振动,

但对支架、设备无严重损害。

(3)中等冲击。巷道围岩出现迅速的脆性破坏,并有大量岩石碎块、粉尘抛出,形成气浪冲击,可使几米长的一段巷道冒落,支架及设备损坏。

(4)强烈冲击。使长达几十米的地段上支架破坏和巷道冒落,机器及设备受到损坏。发生强烈冲击地压后,井下需要大量的修复工作。

(5)灾害性冲击。在整个开采区域或中段内有许多矿柱发生连锁反应式破坏,矿区或中段内巷道坍塌,甚至可使全矿井报废。

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