巷道礦山壓力現象及顯現規律
巷道礦山壓力現象及顯現規律
1. 礦山壓力顯現
由於礦壓的作用,在脆性岩體中,常常可以看見巷道片幫、冒頂;在塑性岩體內,圍岩會向巷道內產生很大的變形和位移,如頂板下沉、兩幫或底板膨脹等。如果巷道支架選擇不當或強度不夠,也會使支架產生變形或破壞。這種在礦山壓力作用下引起的圍岩與支架的變形破壞現象,稱為礦山壓力顯現。簡稱礦壓顯現。
2.巷道出現礦山壓力現象的原因
礦井巷道的壓力是既來自地下岩層又來自巷道本身,地下岩層厚達幾百米甚至上千米,原岩壓力每平方高達百噸到上千噸,這是造成礦山壓力的根本原因。但如果不開鑿巷道再高的原岩壓力也無從釋放,所以,礦井巷道開鑿是造成巷道壓力的直接原因。
巷道的開鑿打破了原岩的平衡狀態,剛掘出的巷道頂板及其上部岩層,突然失去了支撐的同時,將其岩體重量轉嫁給了兩側巷幫和掘進迎頭,使得巷幫和掘進迎頭的壓力急劇升高,形成尖峰負荷,繼而隨著巷幫的酥鬆和剝落及支架和時間的推移,負荷的尖峰逐漸變成了高峰,並使作用點移向巷幫內,這就是巷道出現壓力的原因。
3.礦山壓力顯現規律
從“開口”第一次爆破後開始的壓力,突然集中顯現在巷道壁上,是原岩壓力的幾倍到幾十倍,用壓力曲線圖表示,巷壁壓力呈尖峰狀態,如圖1—1中初始壓力曲線所示。
圖1—1巷道壓力顯現示意圖
隨著時間的推移,巷壁在這高壓作用下逐漸酥碎了,壓力則由尖峰變成了高峰並小了很多,其峰值作用點還逐漸向巷壁裏麵移動。由此可以看出,及時進行支護,用以支撐剛剛失去支撐的頂板,分擔巷壁上的尖峰壓力,對於緩和工作麵的壓力顯現和減少片幫、冒頂,都是有利的。
礦壓顯現會給地下開采工作造成危害,因此必須對巷道或回采空間進行支護,對軟岩或破碎的煤岩進行加固,人為地使采空區頂板按要求冒落。特別是在集中壓力區域或較軟的岩層裏掘進,更應注意及時支護和支架架設質量。
複習思考題
1.岩石(煤)的物理力學性質有哪些?它們對鑿岩和爆破各有什麼影響?
2.岩石的工程分級有什麼意義?我國煤炭係統按堅固性將煤、岩分為那幾種類型?
3.什麼叫巷道壓力?什麼叫礦壓顯現?
4.影響巷道礦壓的因素有哪些?
5.巷道圍岩來壓的識別方法有哪些?