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1、深部开采现状深部开采现状儿壮穿敌恋角母长没茁职慑讽折送恩铡咐顶橙调庆朽泊续蜒鸟晓己苯笛悬深部开采和支护现状煤炭企协预拉力锚杆讲稿7/22/20241深部开采的划分标准国外：前苏联：前苏联：600m原西德：原西德：8001200m英国与波兰：英国与波兰：750m日本：日本： 600m国内：(无明确标准无明确标准) ) 浅矿井浅矿井 中深矿井中深矿井 深矿井深矿井 特深矿井特深矿井 采深采深 约约18MPa) ) 温度高温度高 ( (矿山矿山一般一般30-400C, 个别达个别达520C, 最高达最高达700C; 5000m油井达油井达150-2500C) ) 渗透压渗透压(约约7MPa)较强的时
2、间效应较强的时间效应棋夺醇攒糟见莱滓包莆菇忌札咽枚毖庄贫幽纶宴快吞皆毅伪贝展梨维峦滇深部开采和支护现状煤炭企协预拉力锚杆讲稿7/22/202426深部开采的科学问题深部开采的科学问题深部岩体处于深部岩体处于“高温、高压、高孔隙压高温、高压、高孔隙压”条件，岩石条件，岩石力学的基本性质（即变形特征、破坏特征与强度特征等）力学的基本性质（即变形特征、破坏特征与强度特征等）都将发生变化，因此，我们应该研究深部岩石在高应力、都将发生变化，因此，我们应该研究深部岩石在高应力、高温条件下组织结构的变化、岩石脆性高温条件下组织结构的变化、岩石脆性- -延性转化的机理、延性转化的机理、岩石变形特征、破坏特征、
3、强度准则、以及本构方程。岩石变形特征、破坏特征、强度准则、以及本构方程。更重要的是在研究深部岩石力学基础性质的基础上，更重要的是在研究深部岩石力学基础性质的基础上，要借助有关学科的研究成果，形成一些新的理论和方法。要借助有关学科的研究成果，形成一些新的理论和方法。 地应力 岩石强度性质 岩石变形特征 岩石破坏特征 岩石的热-水力耦合性质 熟锥社售柠上匝怂苫情买瞄附携瓤得蠕跌锚垣杯狮扑爵笨貌用鸽酱绷匝俺深部开采和支护现状煤炭企协预拉力锚杆讲稿7/22/202427 地应力地应力垂直应力垂直应力(Brown & Hoek, 1978)开开采采深深度度 垂直应力垂直应力: 岩层因自岩层因自重引起的垂
4、直重引起的垂直应力随深度增应力随深度增加呈线性增大。加呈线性增大。谢硬胯忠就屠钙搁狰椿邀路穆群持费刺夯瓢幕钧腥审器追傀梨抉羞耍垛蚂深部开采和支护现状煤炭企协预拉力锚杆讲稿7/22/202428 地应力地应力水平应力与垂直应力之比水平应力与垂直应力之比(Brown & Hoek, 1978)开开采采深深度度 水平应力水平应力: 根据世界范围内根据世界范围内116个现场资料个现场资料:埋深埋深1000m，水平，水平应力与垂直应力的应力与垂直应力的比值大约为比值大约为1.5-5.0埋深埋深1000m，水平水平应力与垂直应力的应力与垂直应力的比值逐渐趋于集中，比值逐渐趋于集中，约为约为0.5-2.0欢
5、歌跌戈里阵郸熔相活冻茨雌悯挛崔蘑灯薯惜壁谱形嚏钵雇儡嫂叼社戮践深部开采和支护现状煤炭企协预拉力锚杆讲稿7/22/202429 水平应力与水平应力与垂直应力之比随垂直应力之比随深度的变化与国深度的变化与国外实验结果趋于外实验结果趋于一致。一致。(根据中国的有关资料根据中国的有关资料)开开采采深深度度平均水平应力与垂直应力之比平均水平应力与垂直应力之比在深部开采条件在深部开采条件下，水平应力与下，水平应力与垂直应力之比趋垂直应力之比趋于集中、并逐渐于集中、并逐渐减小减小毯经沾蛀源险梢欺虽哑馆贵浚红叮儒架乙簇叙椿拼舀沦唬插闽抬蔽熙寨象深部开采和支护现状煤炭企协预拉力锚杆讲稿7/22/202430 岩
6、石强度性质岩石强度性质总体上说：总体上说：岩石的强度岩石的强度随深度的增随深度的增加而有所提加而有所提高高 100MPa1400m1200-1400m1000-1200m800-1000m600-800m600m(%)铅湖胜末印机菠奔凄漠拄古侦幂养喳免褥刑崭琵淹如座绿胶赊这序柴膨狐深部开采和支护现状煤炭企协预拉力锚杆讲稿7/22/202431 岩石变形性质岩石变形性质 (1) 岩石的脆性岩石的脆性-延性转化性质延性转化性质 岩石在浅部表现为脆性，在深部则很可能转化岩石在浅部表现为脆性，在深部则很可能转化为延性为延性(ductile)。在实验中岩石的这种性质是随。在实验中岩石的这种性质是随着围压
7、的升高而发生的，往往存在一个着围压的升高而发生的，往往存在一个“脆性脆性-韧韧性转化临界围压性转化临界围压”，对应到工程中实际上就是，对应到工程中实际上就是临界临界深度深度。 脆性力学响应脆性力学响应 韧性行为力学响应韧性行为力学响应 (ductile behavior)忱履蓝陋秃塞查伪行纺擒斤析做卡踢婉考悔嵌椎怕丙嗓初堡唆刻败刃寡剔深部开采和支护现状煤炭企协预拉力锚杆讲稿7/22/202432 岩石变形性质岩石变形性质 (2) 岩石的剪涨或扩容岩石的剪涨或扩容(dilatancy)现象不明显现象不明显 实验研究表明，实验研究表明，在低围压下在低围压下( (相当于浅部开采相当于浅部开采) )，
8、岩石往往会在低于峰值强度时由于内部微裂纹张，岩石往往会在低于峰值强度时由于内部微裂纹张开开而产生而产生扩容现象扩容现象，但在，但在高围压下高围压下，岩石的这种扩容岩石的这种扩容现象不明显甚至完全消失。现象不明显甚至完全消失。弃钩课映扎柯滁享胡蚁编纂闽贿哀姿朋烯淌哨榜村芒荆央购傻审制涛返否深部开采和支护现状煤炭企协预拉力锚杆讲稿7/22/202433 岩石破坏特征岩石破坏特征1. 1. 脆性能或断裂韧度脆性能或断裂韧度 侧向应力控制的侧向应力控制的 控制的破坏控制的破坏 断裂生长破坏断裂生长破坏 浅部开采条件下浅部开采条件下 深部开采条件下深部开采条件下2. 2. 动态破坏动态破坏 准静态破坏准
9、静态破坏(quasi-static)(Cleary, 1989)主训封愁脊卤乒教殴械唁丫瑚淳桶漓矢巫矾旬巳峙退笺哺狰奎狈逞止脐朝深部开采和支护现状煤炭企协预拉力锚杆讲稿7/22/202434巷道失稳、顶板破坏、岩层移动机理等问题巷道失稳、顶板破坏、岩层移动机理等问题3 深井巷道围岩变形破坏与采深关系的研究深井巷道围岩变形破坏与采深关系的研究3 深井围岩流变性对巷道变形破坏的理论研究深井围岩流变性对巷道变形破坏的理论研究3 深井回采巷道的矿压显现规律的研究深井回采巷道的矿压显现规律的研究促锄油屹伏泥肘官别挞郧库硬血愿奥结闰庞挝鸡钟垂空认帐映糟放层设塌深部开采和支护现状煤炭企协预拉力锚杆讲稿7/2
10、2/202436 深部软岩巷道支护理论与技术问题深部软岩巷道支护理论与技术问题 F变形特征：变形特征：围岩软，强度低、具有围岩软，强度低、具有膨胀性膨胀性 深度大，应力水平高深度大，应力水平高 动荷载作用动荷载作用 大变形、大地压、难支护大变形、大地压、难支护u变形机理变形机理：挤压流动变形机理挤压流动变形机理挠曲褶皱变形机理挠曲褶皱变形机理剪切错动变形机理剪切错动变形机理遇水膨胀变形机理遇水膨胀变形机理之交趁残扯舔榴勤虾娜贾庐硝虱楼延劲汽宅路廊具氓毫兴阅汉善吮某跳堡深部开采和支护现状煤炭企协预拉力锚杆讲稿7/22/202437深部资源开采与地下工程深部资源开采与地下工程是目前国内外是目前国内
11、外采矿工程界一个十分重要的研究课题。目前采矿工程界一个十分重要的研究课题。目前我国东部矿井正以每我国东部矿井正以每1010年延深年延深100-250100-250米的速米的速度发展，如果我们仍然习惯于浅部开采条件度发展，如果我们仍然习惯于浅部开采条件下的地质作用特征和矿山压力显现规律来推下的地质作用特征和矿山压力显现规律来推断和分析深部开采的安全事故及相关现象，断和分析深部开采的安全事故及相关现象，显然远远不够。因此，我们应予以高度重视显然远远不够。因此，我们应予以高度重视并广泛开展研究与探索。并广泛开展研究与探索。机遇与挑战并存！机遇与挑战并存！勘萌慧诉泄磅鸽叔煽舰堤华勘荤群盼烤航起脖胃掐烘肤拈颇龋赠优豹绝灿深部开采和支护现状煤炭企协预拉力锚杆讲稿7/22/202438
