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深部高应力巷道底鼓机理及控制研究 深部高应力巷道底鼓机理及控制研究 摘要:随着深部矿山开采的不断深入,地应力的增加导致巷道底鼓的发生频率和严重程度逐渐增加。本文对深部高应力巷道底鼓机理进行了研究,分析了底鼓的成因及发展过程,并针对底鼓的控制措施进行了讨论,旨在为深部高应力巷道的安全开采提供参考依据。 1.引言 随着深部矿山开采的不断深入,地应力逐渐增大,使得巷道底部承受的应力也随之增加。当地应力超过岩石的破坏强度时,就会发生底鼓现象。底鼓不仅对矿山生产造成威胁,还会导致人员伤亡和财产损失,因此底鼓的机理及控制研究具有重要的实践意义。 2.深部高应力巷道底鼓机理 底鼓是指巷道底部岩体发生破坏、变形甚至坍塌的现象。主要机理包括: (1)应力集中机制:地应力的不均匀分布导致巷道底部承受的应力大于其强度,从而出现底鼓现象。 (2)构造变形机制:构造的存在增加了底鼓的发生概率,使得巷道底部岩体易于断裂和滑移。 (3)岩体特性机制:巷道底部岩体的物理力学性质,如岩石的强度、岩层的节理、岩体的韧性等,都会影响底鼓的发生。 3.底鼓发展过程 底鼓发展过程主要可分为预兆期、初期、发展期和稳定期四个阶段: (1)预兆期:地应力集中开始导致底部岩体发生微小变形,通常在事故前数小时至数天发生。 (2)初期:底鼓的开始,巷道底部岩体发生明显变形和断裂,开始形成底鼓表现。 (3)发展期:底部岩体持续破坏和坍塌,底鼓表现逐渐加剧。 (4)稳定期:底鼓表现基本稳定,底部岩体变形停止,并达到一定平衡。 4.底鼓控制措施 为了控制深部高应力巷道的底鼓,必须采取有效的措施来减小或消除底鼓的危害: (1)支护结构设计:合理的巷道支护结构可以有效地分散地应力和保护巷道底部岩体,减小底鼓的发生概率。 (2)注浆技术:利用注浆技术可以增加岩体的强度和密实性,提高巷道底部岩体的稳定性。 (3)巷道防护帷幕:在巷道底部设置防护帷幕,可以防止岩石的坍塌和滑移,减小底鼓的危害程度。 (4)监测与预警系统:建立巷道底部岩体的监测与预警系统,可以在底鼓发生前及时发现预兆,提供预警信息,以便采取相应的措施。 5.结论 深部高应力巷道底鼓是矿山开采中一个重要的安全问题,其机理的研究对于矿山的安全生产具有重要的实践价值。本文对底鼓的机理进行了分析,探讨了底鼓的发展过程,并提出了一些有效的底鼓控制措施,为深部高应力巷道的安全开采提供了一定的参考依据。 参考文献: 1.王继栋.底鼓机理及控制方法研究[D].长安大学,2016. 2.彭长领,马占山,陶海宏.现代岩体力学与工程应用[M].中国水利水电出版社,2006. 3.李杰.深部巷道底鼓的成因与控制研究[D].河南理工大学,2010.