文档介绍：《矿山压力与围岩控制》
河北能源职业技术学院
绪论
一、课程性质及任务:
《矿山压力及其控制》是煤矿开采技术专业的必修专业课。
任务: 应力分布规律
1、掌握三个规律岩层移动规律
矿压显现规律
2、掌握二个原理工作面支架与围岩相互作用原理
巷道支架与围岩相互作用原理
3、掌握一套方法: 矿压控制方法
二、课程学习基本要求:
了解各类围岩事故产生的条件、原因和特点;
了解矿山压力现场研究的基本方法;
初步具备解决、分析矿山压力问题的能力;
能针对具体煤层和围岩条件布置巷道和回采工作面;
能合理设计回采工作面、巷道的围岩控制方式。
三、矿山压力与控制概念:
1、矿山压力——由于矿山开采活动影响,在开采空间周围岩体内形成的和作用在支护物上的力。
2、矿山压力显现——由于矿山压力作用,开采空间围岩体及支护物产生的各种力学现象。
(变形、破坏、垮落、折损、冲击)
3、矿山压力控制——为使采矿工作正常、安全进行所采取的各种减轻、调节、改变和利用矿山压力作用的方法。
四、研究矿山压力对矿山开采的意义:
1、生态环境保护
2、保证生产安全
3、减少资源损失
4、改善开采技术
5、提高经济效益
第一章矿山岩石和岩体的基本性质
岩石的物理力学性质是岩体最基本、最重要的性质之一,也是岩石力学中研究最早、最完善的内容之一。
本章介绍:岩石的地质构成及分类;
岩石物理、力学性质及测定;
岩石的破坏机理和强度理论;
岩体及其力学特征。
第一节矿山岩石的基本概念
一、岩石:
岩石:矿物或岩屑在地质作用下按一定规律聚集形成的自然物体。
(岩石= 矿物颗粒+ 胶结物+ 孔隙+ 水)
矿物:存在地壳中的具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物。
结构:组成岩石的物质成分、颗粒大小和形状以及其相互结合的情况。
(结晶、胶结)
构造: 组成成分的空间分布及其相互间排列关系。
(节理、裂隙、空隙、边界、缺陷)
矿物、结构、构造是影响岩石力学性质和物理性质的三个重要因素。
岩浆岩:强度高、均质性好 二、岩石地质分类沉积岩:强度不稳定,各向异性 变质岩:不稳定,与变质程度和岩性有关
三、沉积岩石的力学特性:
①不连续性;(物质不能充满空间,有空隙存在)
②各向异性;(任一点的物理、力学性质沿不同方向均不相同)
③不均匀性;(由不同物质组成,各点物理力学性质都不相同)
④岩块单元的可移动性;
⑤地质因素影响特性(水、气、热、初应力)
(上述特性导致岩石力学的研究方法以实验测试为主)
第二节岩石的物理性质
一、岩石的密度与体积力(容重)
岩石含:固相、液相、气相。 Vo
三相比例不同而密度不同。 Vc V
1、岩石的真密度ρ:
真密度——单位体积岩石(不包含空隙)的质量:
其中:ρ—岩石真密度,kg/m3
—岩石实体干质量(不含水分),kg
—岩石实体体积(不含孔隙),m3
2、岩石的视密度ρ′:
视密度——单位体积岩石(包括孔隙)的质量
式中:ρ′—岩石的视密度,kg/m3
—岩石的质量,kg
—岩石的体积(含孔隙),m3
3、岩石的容重γ:
容重——岩石单位体积(含孔隙体积)的重力, kN/m3
式中: W——被测岩样的重量, ( ) kN;
V——被测岩样的体积,m3
天然容重——天然含水状态下,γ
干容重———105—110℃烘干24小时(至恒重), γd
饱和容重——岩石孔隙吸水饱和(水浸48小时)状态下, γw