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一建矿业工程知识点:原岩应力概念及其在矿山工程中的地位

2015-02-12 07:39  来源:来源于网络  字体:  打印

 一建特色畅学班 讲练相结合

  原岩应力概念及其在矿山工程中的地位

  (一)原岩应力在矿山工程中的地位

  原岩应力是指地下未受扰动的原始应力分布状态。原岩应力的主要组成部分是自重应力和构造应力。构造应力一般指由地质构造运动引起在地壳岩石内的应力或者是其残余应力。目前还不能用计算方法确定。

  原岩应力是引起地下结构荷载的根本因素。在地下工程中施筑支护后,支护限制围岩的变形或支撑破坏的岩石重量,同时也就承受了岩石的作用,这就是围岩对支护的荷载作用(称为狭义的“地压”)。显然,支护荷载的大小直接与原岩应力有关。

  (二)构造应力特点

  构造应力一般以水平应力为主;由于有构造应力存在,原岩应力的水平侧应力系数入往往变得大于1.构造应力虽然分布是局域性的,但因为其作用大,往往是造成岩层和矿山井巷工程严重破坏的主要原因。

  (三)地质构造对矿山工程的影响

  1.构造应力的基本分析方法

  分析地质构造形态与地质作用的关系可以确定构造应力的主作用方向。这些关系有:

  (1)褶曲褶曲的主作用方向和褶曲轴垂直;褶皱受扭剪作用而呈斜列式排列时,褶曲轴与剪切作用斜交。

  (2)断层通过断层性质和滑动方向,可以判断最大构造应力的主方向

  (3)节理岩层内X状节理的最大主作用方向平分X的夹角,并与一个节理面成(45.-φ/2)的角度关系;最大主作用方向和纵张节理平行,和横张节理垂直。

  2.地质构造对采矿系统及巷道布置的影响

  (1)断层的影响

  断层将原完整的矿床、矿体或煤田、煤层分为若干断块,给矿井掘进、运输、巷道维护及开采带来许多困难。断层附近岩石一般较破碎,支护往往困难;含水层或地表被断层导通时,地下水或地面水就容易通过断层涌人井下,造成矿井涌水量增大和突水危险。

  井田内存在大断层,必然增加岩石巷道的工程量;我国许多矿井常以大断层为井田边界;中小型断层往往限制采区或盘区的划分,影响巷道布置,增加巷道掘进工程量,影响机械化设备充分发挥作用和高效开采;断层两侧还往往要保留矿柱,增加了矿体损失。

  (2)褶曲的影响

  褶曲轴部顶板压力常有增大现象,巷道容易变形,难于维护,该处开采需加强支护;煤矿向斜轴部是煤矿瓦斯突出的危险区域;一般情况下,井田内的阶段或水平运输大巷、总回风巷沿走向布置,褶曲会使沿层布置的巷道发生弯曲。

责任编辑:亮亮

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