地应力对巷道的影响

发布时间:2020-08-06 17:12:53 来源: 浏览量:

一、地应力

在采矿工程领域中,岩体中的应力是地下开采有关设计工作所要考虑的一个关键因素。按其成因,岩体中的应力可分为:(1)开采前就已存在的原岩应力(包括自重应力和构造应力);(2)开采引起的次生应力。

作用在地下岩石上的地应力如右图所示,原岩应力也称为初始应力,它是指在采矿活动发生之前业已存在于地下岩体中的应力。

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1.1自重应力

地壳岩体内任一点在重力场作用下,上覆岩体自重引起的应力称为自重应力,它在空间的分布状态称为自重应力场。

1.2构造应力

二十世纪20年代,我国著名的地质学家李四光就曾预言,在许多地质构造中水平应力可能远远高于垂直应力,这种现象在很大程度上归因于地球的旋转。

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                                        应力主要由地壳运动产生

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                                            图  中国现代应力活动分区图

1-实测主应力方向;2-主应变方向;3-P轴方位;4-地震形变带反映的作用力方向;5-构造应力分区及编号

随着世界各地地应力实测工作的不断展开和地应力测点的增多,揭示了水平应力分量往往高于垂直应力分量,造成这种现象的主要原因是板块间的相互挤压。根据板块学说的解释,地壳构造应力是由构成地壳的各个大陆板块的相对运动所产生的。

1.3次生应力

巷道开挖引起的次生应力——巷道开挖后引起应力重新分布时,垂直应力向两帮转移,水平应力向顶、底板转移,因而垂直应力的影响主要显现于两帮煤体,而水平应力的影响则主要显现于顶、底板岩层;岩石局部单元的破坏造成岩层变形:顶板下沉和底鼓;高应力向顶底板深处转移;新破坏持续发生。(如图所示)

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