岩石力学2.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,资源与环境工程学院,井巷维护,资源与环境工程学院,井巷维护,基本原理,井巷维护基本原理,一、井巷维护原则,井巷维护总原则,：提高围岩强度，降低围,岩应力，改善围岩应力状态，以便充分发挥围,岩的自身抗力去支撑井巷地压。,资源与环境工程学院,井巷维护,基本原理,井巷维护一般原则：,1,、选择合理的井巷位置。,井巷位置应尽可能布置在水文地质条件较好，没有软弱夹层的岩体中，避开受水侵蚀易膨胀的岩层和难以维护的地质构造破碎带、化学蚀变岩层以及溶岩地层等。,应尽量避免把井巷布置在岩性变化较大的岩体中，在褶皱地区，应尽量避免将巷道布置在背斜和向斜轴部。,井巷布置应尽量避免回采工作的影响。,资源与环境工程学院,井巷维护,基本原理,2,、选择合理的井巷断面形状和尺寸。,巷道断面的最大尺寸应当沿着最大来压方向布置。,最大来压方向的巷道周边应尽量选用曲线形状，当顶压大时巷道顶部应呈曲线形。,巷道断面在满足生产要求的前提下，同时应考虑便于开挖，易于维护和经济合理。,资源与环境工程学院,井巷维护,基本原理,3,、选择合理的支护类型,应根据地压类型选择支护结构。,中型以上矿山的主要运输巷道，或松软岩层中的巷道，应采用喷锚支护。,使用传统支架时，支架不仅要满足强度条件，还要具有合理的刚度，尤其在变形地压较大的条件下，支架应具有可缩性。,资源与环境工程学院,井巷维护,基本原理,4,、确定合理的支护时间。,5,、改变巷道围岩应力状态，减小巷道周边应力集中。,6,、减小爆破对围岩的损伤，保持或设法提高岩体强度。,资源与环境工程学院,支护类型,二、支护类型,（一）普通支护,1,、刚性支护,2,、可缩性支护,资源与环境工程学院,支护类型,资源与环境工程学院,支护类型,（二）喷锚支护,是锚杆和喷射混凝土联合支护的简称。,资源与环境工程学院,支护形式,三、支护形式,1,、碹（衬砌）,2,、支架,3,、锚杆、锚索,4,、注浆,资源与环境工程学院,支护结构,四、支护结构,1,、直墙拱顶形支护结构,断面利用率从左到右依次减小，但稳定性,顺序恰好相反,资源与环境工程学院,支护结构,2,、马蹄形支护结构,资源与环境工程学院,支护结构,3,、全封闭形支护结构,资源与环境工程学院,支护结构,4,、断面形状与稳定性的关系,1,到,6,，稳定性依次降低,资源与环境工程学院,喷锚支护,喷锚支护,一、喷层的力学作用,1,、防护加固围岩，提高围岩强度。,2,、改善围岩和支架的受力状态。,资源与环境工程学院,喷锚支护,无喷层时,有喷层时,资源与环境工程学院,喷锚支护,二、喷层厚度的计算,（一）、喷层厚度的分布范围,1,、喷层厚度上限：一般不小于石子粒径的,1.5,倍，通常为,3-5cm,。,2,、喷层厚度下限：一般不大于,20cm,。,资源与环境工程学院,喷锚支护,（二）、喷层厚度计算,对于散体危岩,1,、按“冲切型”破坏计算,岩体自重,岩体底面周长,喷层厚度,混凝土抗拉强度,资源与环境工程学院,喷锚支护,2,、按“撕开型”破坏计算,拉伸系数,混凝土弹性模量,喷层与岩面间的粘结强度,资源与环境工程学院,喷锚支护,对于软弱围岩,1,、将其视为一种结构，按厚壁筒公式计算,喷层支护抗力,喷层内半径,喷层单轴抗压强度,喷层厚度,资源与环境工程学院,喷锚支护,2,、按剪切破坏计算喷层厚度,喷层支护抗力,地压作用范围,喷层抗剪强度,喷层厚度,资源与环境工程学院,喷锚支护,二、锚杆的力学作用,1,、悬吊作用,2,、减跨作用,3,、组合作用,4挤压加固作用（组合拱）,资源与环境工程学院,喷锚支护,资源与环境工程学院,喷锚支护,三、锚杆的类型,按锚固方式不同可分为：,1,、端部锚固式锚杆（预应力锚杆）：,靠端部的锚头将杆体锚固在岩体内，杆体的加一端用螺母将垫板压紧在岩壁上。,资源与环境工程学院,喷锚支护,2,、全长锚固式：将杆体插入到钻孔中靠粘结,力或摩擦力锚固岩体的锚杆。又分为全长粘结,式和全长摩擦式两种形式。,资源与环境工程学院,喷锚支护,3,、先端部锚固后全长锚固的锚索：锚索体为,一束钢丝，,通过一端固定于孔底，另一端在孔,外施加拉应力并固定，最后向孔内注入水泥砂,浆的锚固方式。,资源与环境工程学院,喷锚支护,四、锚杆的计算以层状软岩为例，当采用粘结式锚杆支护,锚杆长度计算,外露长度，一般取,50,100mm,有效长度，一般取顶板岩层变形厚度，对于松散体，可取规则拱形的自然平衡拱高。,锚固深度,资源与环境工程学院,喷锚支护,锚固深度的确定,杆体直径，通常取,16,22mm,锚杆许用拉应力,砂浆与锚杆的许用粘结力,资源与环境工程学院,喷锚支护,锚杆间距计算,每根锚杆承受载荷,锚杆间距,岩体容重,安全系数，通常取,2,3,资源与环境工程学院,新奥法,新奥法,主要原则：,1,、充分利用岩体强度，发挥岩体自承受能力。,2,、正确运用围岩与支护的共同作用原理，恰当利用岩体蠕变发展规律。,3,、把监测作为必要手段，始终监测支护位移及压力变化。,4,、强调封底的重要性，务必封底。,5,、施工、监测、设计三结合。,资源与环境工程学院,围岩监测,六、围岩监测主要原则,1,、岩体变形与位移监测。,2,、围岩应力与支架压力监测。,资源与环境工程学院,围岩监测,岩体变形与位移监测,1,、围岩表面位移测量,裂隙位移的人工监测,围岩表面位移的仪表观测,2,、围岩内部位移的测量,3,、围岩松动圈的弹性波测定,4,、围岩破坏的声发射监测,资源与环境工程学院,围岩监测,围岩应力与支架压力监测,1,、围岩应力变化的光弹测量,2,、锚杆测力计,3,、围岩与支架压力检测,4,、光电技术检测,