矿山压力与岩层控制 第11章课件.ppt

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1、第11章非煤矿山岩层控制与边坡稳定主讲教师：张佩助教矿山压力与岩层控制MiningPressureandStrataControlXi’anUniversityofScience&Technology第1节金属矿的采场矿压金属矿回采过程中，矿压活动与采矿方法密切相关。采用房柱采矿法时，一般表现为顶柱、间柱塌落，进而导致上盘岩石崩落，造成大规模矿压活动；崩落采矿法主要表现在出矿水平巷道（耙巷、近路）的破坏。一、倾斜、急倾斜矿体开采的矿压活动图11-1倾斜矿床的围岩及矿柱中的应力分布图11-2已采空间上盘拉应力区与阶段高度关系(a)大阶段高度，（虚线范围

2、内为拉应力区）；(b)小阶段高度二、崩落采矿法的矿压活动（一）有底柱崩落采矿法底柱出矿巷道所承受压力有底柱崩落采矿法的矿石是通过底柱放矿巷道放出。在回采过程中，往往由于底柱承压过大，耙道遭到破坏而影响回采工作正常进行。所以这种采矿方法的矿压控制主要表现在维持底柱出矿巷道（耙道）的稳定性上。在回采期间，不同的阶段底柱所承受压力是不同的，一般可分为三个阶段。第一阶段：采场进行切割拉底后（未进行崩矿），此时电耙巷道上部是实体。虽然此时也有压力作用于下部，但因未采动矿石本身对周围岩体有一定的承载能力，故此时底部所承受压力比较小；第二阶段：底柱不仅要承受崩下矿

3、石自重造成的压力，还要承受上覆崩落岩石传递给底柱的压力，比第一阶段承受压力明显增大。第三阶段：随放矿进行，作用在底柱上的压力降低。这是因为随放矿进行，漏斗上部矿石发生二次松散，在每个放矿漏斗上部形成一个椭球状松动空间。在放矿过程中，处于放矿的漏斗中心压力降低，出现降压带。降压带发生在松散椭球体范围内，距放矿漏斗轴线越近，压力值降低越大。（二）无底柱分段崩落法进路周围岩体中应力分布无底柱分段崩落法较有底柱崩落法结构简单，整个回采过程—凿岩、崩矿、出矿都在同一条回采巷道（进路）中完成。为了维护回采巷道（进路）的稳定性必须了解进路周围岩体中应力分布，以及回

4、采顺序对它的影响，以便采取相应维护措施。在进路两侧矿柱中形成应力升高区，而在巷道顶板上方形成应力降低区。图11-3进路周围岩体中应力分布图第2节边坡稳定分析与控制一、露天矿边坡工程特点图11-4露天矿边坡及构成露天边坡与其它岩土边坡相比，具有许多自身特点：（1）露天矿边坡的形成是一动态开挖过程（2）边坡工程地质条件的不可选择性（3）边坡高大且受到日常爆破震动的影响二、露天矿边坡常见的破坏类型露天矿边坡的破坏按其发生的形态主要分塌落、滑动和倾倒等。图11-5台阶塌落图11-6边坡常见的几种滑动形式a-平面；b-圆弧；c-楔体图11-7组合型滑动面a-沿

5、弱面滑动b-沿节理面的折面滑动三、露天矿边坡工程分析的主要内容与程序（一）影响露天矿边坡稳定的因素（1）岩体的物理力学性质（2）岩体结构面（3）地下水（4）爆破震动（5）几何形状（二）露天矿边坡工程稳定性分析与评价的程序进行边坡稳定分析与评价时一般遵从如下程序：（1）边坡工程地质条件、水文条件与影响边坡稳定因素的调查与分析评价;（2）边坡岩体及结构面等相关物理力学参数的测试与确定，如抗拉强度、抗压强度、粘聚力、内摩擦角、弹性模量、对水的敏感性等;（3）根据地质等调查与分析的结果，以及模拟实验结果确定边坡可能的破坏模式;（4）针对各种可能的破坏模式，选

6、择不同的计算方法进行边坡的稳定性计算，以及各种影响因素的敏感性分析;（5）根据稳定计算与分析结果，对研究区域的边坡进行综合性稳定评价;（6）对局部不稳定边坡给出工程稳定及加固治理措施，给出边坡维护的工程方案;（7）给出最佳边坡设计与施工方案。四、露天矿边坡的治理（一）对地表水和地下水的治理治理地表水和地下水的原则是：防止地表水流入边坡表面裂隙中；采用疏干措施降低潜在破坏面附近的水压。边坡疏干工程的布置，一般只限于排除边坡附近的地下水，而不是在广大范围内疏干地下水。边坡疏干的一般方法为：（1）在边坡岩体外面修筑排水沟排除地面水（2）钻水平排水孔（3）在

7、边坡岩体外围打疏干井（4）地下巷道疏干（二）控制爆破控制爆破是维护露天矿边坡稳定的比较有效方法，包括：（1）减少每次延发爆破的炸药量，使冲击波的振幅保持在尽可能小范围内。（2）预裂爆破。（3）缓冲爆破。（三）露天矿边坡人工加固抗滑桩，即在钻孔内放入钢轨、钢管和钢筋作为主要抗滑结构，然后用混凝土将钻孔内的孔隙填满或用压力灌浆。抗滑桩一般施工简单、速度快，应用比较广泛。钢筋锚杆和钢绳锚索加固边坡，锚杆（索）一般由锚头、张拉段和锚固段三部分组成：锚头的作用是给锚杆（索）施加作用力，张拉段是将锚杆（索）的拉力均匀地传给周围岩体，锚固段是提供锚固力。