《礦井圍巖控制》課件

《礦井圍巖控制》本課程將深入探討礦井圍巖控制的理論、技術(shù)和應(yīng)用，幫助你掌握礦井安全生產(chǎn)的知識和技能。課程目標(biāo)11.了解礦井圍巖的概念、特點和分類22.掌握礦井圍巖的力學(xué)性質(zhì)和變形規(guī)律33.學(xué)習(xí)礦井圍巖控制的原理和方法44.熟悉各種支護(hù)材料和支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用礦井圍巖的概念和特點定義礦井圍巖是指礦井開采過程中，圍繞礦體周圍的巖石和土體。特點礦井圍巖具有復(fù)雜性和不穩(wěn)定性，受開采活動的影響，容易發(fā)生變形、破壞和失穩(wěn)。礦井巖層結(jié)構(gòu)1巖層類型2巖層結(jié)構(gòu)3巖層厚度4巖層產(chǎn)狀5巖層性質(zhì)礦井圍巖特性力學(xué)性質(zhì)包括強(qiáng)度、彈性模量、泊松比等，影響圍巖的承載能力和變形能力。物理性質(zhì)包括密度、孔隙度、滲透性等，影響圍巖的水文地質(zhì)條件和穩(wěn)定性。礦井圍巖應(yīng)力1地應(yīng)力地殼內(nèi)部巖石自身重量產(chǎn)生的壓力，影響圍巖的穩(wěn)定性。2開采應(yīng)力開采活動引起的應(yīng)力變化，是導(dǎo)致圍巖破壞的主要因素。3支護(hù)應(yīng)力支護(hù)結(jié)構(gòu)對圍巖的反作用力，可以起到支撐和穩(wěn)定圍巖的作用。礦井圍巖變形規(guī)律1彈性變形圍巖在應(yīng)力作用下發(fā)生可逆的變形，卸荷后可以恢復(fù)原狀。2塑性變形圍巖在應(yīng)力作用下發(fā)生不可逆的變形，卸荷后不能恢復(fù)原狀。3破壞變形圍巖在應(yīng)力作用下發(fā)生斷裂、破碎或整體垮塌，失去穩(wěn)定性。礦井圍巖失穩(wěn)形式頂板下沉巷道頂板在應(yīng)力作用下發(fā)生下沉，導(dǎo)致巷道空間變小。邊幫崩落巷道兩側(cè)邊幫在應(yīng)力作用下發(fā)生崩落，導(dǎo)致巷道斷面縮小。冒頂事故巷道頂板整體垮塌，嚴(yán)重威脅作業(yè)人員的安全。礦井圍巖控制的基本原理卸荷原理通過改變開采方法或支護(hù)方式，降低圍巖的應(yīng)力狀態(tài)。支撐原理通過支護(hù)結(jié)構(gòu)對圍巖進(jìn)行支撐，增強(qiáng)其穩(wěn)定性。加固原理通過改善圍巖的力學(xué)性質(zhì)，提高其強(qiáng)度和抗變形能力。礦井圍巖控制措施支護(hù)采用各種支護(hù)結(jié)構(gòu)對圍巖進(jìn)行支撐和加固，防止圍巖變形和破壞。開采方法選擇合理的開采方法，減少對圍巖的影響，降低圍巖失穩(wěn)的風(fēng)險。監(jiān)測預(yù)警對圍巖變形進(jìn)行監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)和預(yù)警圍巖失穩(wěn)的跡象。支護(hù)設(shè)計的一般原則1安全性確保支護(hù)結(jié)構(gòu)能夠安全可靠地支撐圍巖，保障人員和設(shè)備的安全。2經(jīng)濟(jì)性選擇經(jīng)濟(jì)合理的支護(hù)材料和方法，降低支護(hù)成本。3適用性根據(jù)圍巖的具體情況選擇合適的支護(hù)方案，以達(dá)到最佳的支護(hù)效果。支護(hù)材料及其性能鋼筋混凝土強(qiáng)度高，耐久性好，適用于大型礦井的支護(hù)。金屬材料強(qiáng)度高，可塑性好，適用于特殊工況的支護(hù)。木材易加工，成本低，適用于小型礦井的支護(hù)。支護(hù)方法及其特點普通支護(hù)技術(shù)優(yōu)點簡單易行，成本低，適用于一般地質(zhì)條件下的巷道支護(hù)。缺點支護(hù)強(qiáng)度有限，抗變形能力較差，不適用于復(fù)雜地質(zhì)條件。針噴支護(hù)技術(shù)原理利用鋼筋網(wǎng)和水泥漿對圍巖進(jìn)行加固，增強(qiáng)其強(qiáng)度和抗變形能力。特點施工速度快，強(qiáng)度高，適用于煤礦巷道和采場的支護(hù)。錨網(wǎng)噴漿支護(hù)技術(shù)原理利用錨桿和鋼筋網(wǎng)對圍巖進(jìn)行預(yù)緊，再噴射水泥漿進(jìn)行加固。特點支護(hù)強(qiáng)度高，抗變形能力強(qiáng)，適用于復(fù)雜地質(zhì)條件下的巷道和采場支護(hù)。錨桿支護(hù)技術(shù)原理將錨桿固定在圍巖中，通過錨桿的預(yù)緊力支撐圍巖。特點施工方便，經(jīng)濟(jì)實用，適用于巷道和采場的支護(hù)。錨索支護(hù)技術(shù)原理利用高強(qiáng)鋼索對圍巖進(jìn)行預(yù)緊，增強(qiáng)其抗拉強(qiáng)度和穩(wěn)定性。特點支護(hù)強(qiáng)度高，適用于大型采場和特殊工況的支護(hù)。組合支護(hù)技術(shù)原理將兩種或多種支護(hù)方法組合起來，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，提高支護(hù)效果。特點適用于復(fù)雜地質(zhì)條件和特殊工況的支護(hù)，可以提高支護(hù)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。支護(hù)效果檢測與評價檢測方法包括目視觀察、儀器測量、模型分析等。評價指標(biāo)包括支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、變形量、穩(wěn)定性等。預(yù)測與預(yù)防圍巖事故風(fēng)險評估對圍巖失穩(wěn)的風(fēng)險進(jìn)行評估，制定預(yù)防措施。監(jiān)測預(yù)警對圍巖變形進(jìn)行監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)和預(yù)警圍巖失穩(wěn)的跡象。應(yīng)急預(yù)案制定圍巖失穩(wěn)事故的應(yīng)急預(yù)案，確保人員安全。圍巖失穩(wěn)事故的處理現(xiàn)場處理及時采取措施，控制事故的進(jìn)一步發(fā)展。人員救援迅速將作業(yè)人員撤離危險區(qū)域，確保人員安全。事故調(diào)查對事故原因進(jìn)行調(diào)查分析，制定整改措施。案例分析：巷道支護(hù)案例背景介紹某礦井巷道支護(hù)的實際情況，包括地質(zhì)條件、開采方法等。支護(hù)方案描述該巷道支護(hù)采用的具體方案，包括支護(hù)材料、支護(hù)方法等。效果評價分析該支護(hù)方案的實際效果，包括支護(hù)強(qiáng)度、變形量、穩(wěn)定性等。案例分析：采場支護(hù)案例背景介紹某礦井采場支護(hù)的實際情況，包括開采規(guī)模、采場布置等。支護(hù)方案描述該采場支護(hù)采用的具體方案，包括支護(hù)材料、支護(hù)方法等。效果評價分析該支護(hù)方案的實際效果，包括支護(hù)強(qiáng)度、變形量、穩(wěn)定性等。案例分析：特殊工況支護(hù)案例背景介紹某礦井特殊工況的支護(hù)情況，包括地質(zhì)條件、開采方法等。支護(hù)方案描述該特殊工況支護(hù)采用的具體方案，包括支護(hù)材料、支護(hù)方法等。效果評價分析該支護(hù)方案的實際效果，包括支護(hù)強(qiáng)度、變形量、穩(wěn)定性等。礦井圍巖控制的發(fā)展趨勢智能化應(yīng)用人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，實現(xiàn)圍巖監(jiān)測、預(yù)警和支護(hù)的智能化。數(shù)字化建立圍巖控制的數(shù)字化模型，進(jìn)行模擬分析和優(yōu)化設(shè)計。綠色化采用環(huán)保型支護(hù)材料和方法，減少對環(huán)境的影響。課程小結(jié)主要內(nèi)容本課程主要介紹了礦井圍巖的概念、特點、控制原理和方法。學(xué)習(xí)收獲通過本課程的學(xué)習(xí)，你將掌握礦井圍巖控制的知識和技能，提高安全生產(chǎn)意識。思考與討論1.結(jié)合實際案例，討論