地压观测
发布时间:2008-08-02 00:00
作者:互联网
来源:百科
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diyɑ guance
地压观测(卷名:矿冶)
measurement of ground pressure
在现场调查和量测地压及其显现参数的
工作,是一种研究地压的方法。目的是:研究顶板来压和采动影响规律,以改进顶板
管理工作,为设计、研制与改进
支架提供参数;选择合理的巷道布置方式和支护方式;改进
采矿方法;检验实验室与数学、力学的研究成果。
实地调查 收集地质和
生产技术
基础资料(包括数据与图表)的工作。除用仪器观测外,也要用肉眼观测、描绘、记录地压显现的现象。顶板统计观测法就是这类工作法的典型。它要求将工作面顶板的各种破坏状态加以观测。同时要详尽记录各种地质与技术因素,以便在积累大量数据的基础上,统计分析出顶板破坏状态和各种影响因素的关系。
岩体力学性质的测定 人为地向岩体某一块段加载,记录岩体受载块段发生破坏时的
载荷和相应变形,通过计算求出抗压、抗剪等
强度。岩体的弹性常数,例如动弹性模量
Ed及
泊松比μ ,可利用测定弹性波速度的方法根据下列公式求出:
式中纵波速度
vp与横波速度
vs可利用超声波法、脉冲法和地震法等测定。岩体的
密度ρ可用γ射线法测定。
岩体移动参数的测定 顶
底板与两帮的相对位移可用有刻度的伸缩杆即测杆来量测。岩体深部位移的观测可利用固定在
钻孔不同深部的
基点,将联络基点的细
钢丝引出至钻孔外,分别挂上小型重锤,量测重锤位移即可测知深部岩体各点的移动规律。
岩体
应力测定 有多种方法:①利用变形
传感器。例如用应变计测定应变,随后用力学计算方法确定其作用应力,有
电阻、电感、光弹及
钢弦等各种应变计。此外,还有光弹、液压、电感及
钨弦等应力计。它与应变计不同处在于其
刚度较被测岩体大时,测得的数值将直接反映岩体应力的相对变化,毋需测定岩体弹性模量并通过变形值来换算。但严格说来,也是一种变形传感器。②地球物理法。即用人为方法在所测的岩体
范围内造成某种物理场参数,这些参数将随岩体作用应力的变化而异。例如超声波法,在岩体中激发弹性波,随着地压的增长,其纵向弹性波的速度显著增大,且增长发生在载荷增长的同一方向。类似方法还有电测法、
磁法及声发射法等。
通常在钻孔放入上述量测元件中,可测得岩体应力的相对变化。岩体应力绝对值的测定则要采用卸载法。即利用大直径钻孔的
钻机钻成与放置量测元件的小钻孔同心的环形槽,使局部岩芯脱离岩体,造成应力卸载。量测出的卸载应力即为绝对应力。当前主要发展趋向是用单钻孔套孔卸载,求算岩体的三维应力状态。使用的量测元件为电阻片式三轴应变计。大深度(例如
石油钻井)量测相对
水平应力变化,可使用水力压裂法(见油气井增产
工艺)。此外,还有应力扰动法。在原钻孔周围再钻若干钻孔,使原钻孔周围的应力场发生变化,引起量测元件的读值改变,然后通过计算,求得原岩应力。但只能得到二维应力的量测结果。
支架载荷测定 采场单体支柱和巷道装配式支架的压力测定可采用 ADJ型
机械式测力计。利用
弹簧钢板受力变形而测出压力。巷道整体式支架压力用液压枕测定。它是薄片式容器,其中灌满液体,量测液体压力的变化而测出支架压力。钢弦测压仪量测
灵敏度高,它由压力盒及频率仪组成。利用钢弦受力时应力改变,其自振频率也相应改变的原理,测出支架载荷。综采工作面自移支架支柱
阻力采用 YJL-160圆盘形压力自记仪测定。它由计时机构和液体
压力表组成。掩护式或支撑掩护式自移支架的外载可利用测力销测定。它是利用
电阻丝应变片贴在联接销上组成的测力传感器,能测算支架外载的合力大小和方向。支架分布载荷可用类似液压枕式传感器直接测出。
破碎带的测定 井巷周边
围岩形成松动圈即破碎带,可利用破碎带中弹性波的传播较慢,而在完整岩体中较快的特点,来测定其范围。或用流量测定法,测定岩体的渗透性,因松动圈内的岩体渗透性比完整区大好几倍。
参考书目
煤炭科学院编:《缓倾斜
煤层
矿山压力现场观测研究方法》,煤炭工业出版社,北京,1965。
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。