金属矿或类似金属矿地下开采的地表稳定性_一_普通房柱法或小采区房柱法.pdf

金属矿或类似金属 矿 地下开采的地表稳定性一 普通房柱法或小采区房柱法 法国鳍螂讲 美 售淤瞥茬 “ , ‘, 目录 地 表稳 定性的概 念有限稳定性与 哲 时稳定性 在稳定的保护矿柱范围 内部分回采引起的覆岩移动 。 地表和覆岩永久的与非限定的稳定性并不总是研究部分 回采 的目的 普通房柱法 、 稳 定矿柱和均匀下 沉矿柱的尺寸及其中心距的计算 岩石破坏的准则 稳 定矿柱和均 匀下沉矿柱的计算 。 普通房柱法回采 的保护矿柱及其布置原 则 普通房柱法采区的监视和特殊预 防措施 。 保护矿柱的监视 下沉矿柱采区的监视 普通房柱法 使用范围 一般尺寸的和缩小 尺寸 的小采区房住法 两 种小采区房柱法 的定义 缩小尺寸的小采区房柱法的应用 祖德雷维尔铁矿的缩小尺寸 的小采区房柱法试验 覆岩力学性质 小采区及矿柱尺寸 的选 择 矿石力学 性质 、 试验 的原因及结果 缩小尺寸 的小采区宽 度 的确定 。 研 究 的间题 直接顶板稳定性的研究 , 拱 高的确定 缩小尺寸 的小采区之问矿柱 宽度的确定 矿柱 中应 力分析 矿 柱中变形测 量 在 围压作用下 , 矿石 破坏后的力学特性 计算矿柱的原则及计算顺序 小采区稳定性的控制 普通房柱法采区自然 冒落 。 自然 冒落现象 的解释 几点看法 结论一小采区房柱法和普通房柱法的应 用条件比较 附录房柱法开采稳定性的近似计算 匕 匕 这项研究工作主要根据洛林铁矿区的试 验 。 此外还考虑到在下述矿山进行的计算与 测量工作 。 如拉尔让蒂 安尔铅 锌 矿 , 卢盖特铝土矿 , 阿库塔 铀矿 , 苏蒙 特铁 矿 , 石膏 、 水 泥原料 、 氯化钠等几个地下开 采的矿 山 。 这些矿山采用普通房柱法 , 所开采的矿 床几乎全是缓倾斜矿床倾斜角低于 。, 矿层厚度为米 , 埋藏深度一般不超 过 米 。 只有苏蒙特矿 山卡尔瓦多斯 采用普通房柱法开采 , 至今已经七十年了 , 矿层厚度米 , 倾角为 。, 现阶段覆盖 层 厚为米 。 因此 , 对本文得出的结论不加以验证就 用于煤矿或深部开采的矿 山的作法是轻率 的 。 , 一一 ⋯⋯、、、、、、、、、、、 ⋯⋯ 、、、、 ⋯ 入入 ⋯⋯⋯⋯ 、、、、、、 ‘‘‘‘ 、、、、、、、、 万万万万 下 阅 一又 又 长 ⋯ ⋯⋯⋯ 尘 又矿产反反厂厂⋯ 卜卜 , 、、、 之之卜卜卜卜 、 一一 阵阵 一一 一一 一一一 一一 , ,嘴 一一 十 一一月一一 。 翔 关 甄 竣侧 爵 弱 氏度 米 地表稳定性的概念有 限稳定性和暂时稳定性 研究地表稳定性主要在于 保护矿柱 , 以便防止地表下沉引起 地面建筑的破坏 防止覆岩 中存在或流动的水侵入井 下 避免对地下工程施加禁止的和无法 控制的荷载 。 这种荷载是由于有 时采用使覆 岩移动的采矿方法而产生的 。 目前 , 无论是对地表 , 还是覆岩 , 我们 都不能确切地指出其允许 移动量容 许 变 形 。 对于地面建筑物 , 许多作者曾多次指 出了破坏程度与建筑物的长度和地表的相对 变形的关系 , 英国煤炭局三十多年前在煤矿 中得出的数据如图所示 。 图建筑物破坏程度与其长度及地 表相对横向变形之间的关系 值得注意的是对建筑物构成主要危险的 变形不是因地表下沉产生的垂直变形 , 而是 由先膨胀后收缩的横向变形 。 图中的纵座 标表示相对的横向变形 。 当然 , 这些图表还要加以改进 , 使之符 合新的需要 , 因为城市规划的技术数据和市 民的心理反应也 随之变 化了 。 然而 , 当时 这些数据是有价值的 , 而现在需要强调 的是 在危险判据中有两点没有明确的反映出 来 。 在稳定的保护矿柱范围内进行 部分回采引起的覆岩移动 当矿床一开始回采起时 , 除非大面积的 未开采矿床外 , 地表总会有一些反应 。 在实 践中 , 人们仅满足于回采率和保持允许变形 的保护矿柱的几何形状对住房 、 涌水 、 或 开采过程中巷道的应力 。 为了验证地表变形 , 只需计算部分回采 后的永久矿柱的弹性变形垂直变形 。 这 些变形反映地表岩石下沉程度 。 设一种矿石具有如下性质 弹性模量 “ 帕 泊松比 矿层厚度为米 , 埋深为米 。 如果 覆岩比重是牛顿米 , 那么 , 回采层 顶板上的垂直应力为 “帕 稳定性的计算表明矿床回采 率 时 , 将计算出由于掘进切割矿柱 的巷道引起 的地表下沉量 。 切割矿柱之前 , 因覆岩而引起的岩层下 沉为三 向受压 保护矿柱潜在的不稳定 。 变形速度随时间而加快加速变形往 往表明冒落即将发生如果没有其它原 因 , 如附近有采掘作业 。 这方面 的情况将在第 章中论述 。 地表和覆岩的永久和非限定稳定 性并不总是研究部分回采的目的 毫米 二 云 二 一 七 一 切割矿柱之后 , 面积回采率 二 写岩 层下沉为 一单向受 压 , 矿房中不能阻止矿柱 膨胀 。毫米 一 合 又 因此 , 在矿柱切割之 后 , 一 地表岩层下沉 量 一二 毫米 随着矿柱的延缓下沉 以及顶板和底板被 挤压已经下沉 了毫米的地段还会继续下 沉 。 因此 , 在一个时期 , 稳定的矿柱还很容 易能使地表下沉厘米 , 甚至更多些 。 这种幅度的下沉对多数建筑物是没有危 险的 。 相反 , 要保持大型发动机组的轴线或 一组焦炉的轴线平直 , 就会发生 问题 。 可见 即使在保护矿柱 中局部的回采 , 也 要把开采过程 中地表变形情况记录下来 。 稳定性概念包括如下两个方面 地表岩石 相对变形低于规 定的 界 限 。 这种界限是根据要保护的建筑物和设备 的性质确定的 。 在开采过程中 , 这种变形 以一定 的 速度 演变如毫米天 。 在采完之 后 , 变形逐步减小直至停止 。 矿柱下沉速度 及其上部地面 沉降速度保持不变 , 则予示 了 在大多数情况下 , 地表和覆岩的稳定仅 仅是个暂时目的 。 例如 , 要求矿柱在必要时期内保持其结 构不变 。 然后 , 由于采区结束地面上没有需 要保护的建筑物 , 矿柱是否稳定无关紧要 。 同样 , 水浸入井下对人和设备及采矿 工人都 是很大的障碍 。 在这种情况下 , 还可以再建 立一个临时稳定结构指在开采期 间 , 然 后 , 容许出现不稳定性 , 以至于发 展 成冒 落 , 把涌水 引入用房柱法回采的扁豆形矿体 的采空区中 。 值得注意的是在一些金属矿 山中 , 由于顶板岩石很硬 , 含水量太大 , 不能 冒落顶板 。 因而 限制采用房柱法部 分回 采 。 因此 , 人们力图留可均 匀下沉 的矿柱 即有屈服变形的矿柱一译者注 , 下同 。 当然 , 在一定范围内 , 有 限稳定的矿柱回采 率比暂时稳定的矿柱 , 明显降低 。 普通房柱法稳定矿柱和 均匀下沉矿柱的尺寸及 其中心距的计算 岩石破坏的准则 不管采用什么样的计算方法来计算不再 回收的矿柱 , 都必须选择和确定矿柱 , 顶 、 底板及其组成岩石 的破坏准则 。 如果采用比较全面的计算方法例如 , 用有限元法计算每个点的应力 , 就应该绘 制矿层 , 直接顶板及底板中每种岩石 的强度 特性曲线 。 在摩尔圆中这些强度特性曲线往 往类似 抛物线 。 它与表示单 向抗压 强度的摩 尔 圆相切 。 如果计算矿柱平均应力的一般公式满足 要求 , 那么 , 就应该把平均应力与极限抗压 强度对比 。 假设 ,。 表示矿柱中平均压应力 , 丫 为 回采率 , 为覆盖层厚度 。 应该是 。二 永久矿柱的实际断面这些矿柱经过较长一 段时间后倒塌 , 才能近似计算导致矿柱破 坏的应力 。 在洛林铁矿区 , 我们用粗略的方法当 然倒塌矿柱的实际断面积误差较大得出某 些情况下矿柱破坏的应力 , 当 。 一 式中 。 一的标准偏差 一系数 , 洛林铁矿为 。 另外 , 我们得出苏蒙特铁矿 二 , 卢 盖特铝矿 。 在还没有掌握更多的情 况下 , 对其它岩石的计算除了岩盐之外都选 用 二 。 当 一。 。 时 , 我们观察到 , 有些采区要经过很长时间 才会 冒落 , 而且总是在该采区采 完之后 。 目前 , 大多数采区仍然保持完好 , 其中 有些采区 已安置了测量矿 柱下沉的仪器 。 在 每个安置测量仪器的采区中 , 记录 了很长时 间内矿柱下沉的恒定速度见图 。 其 中 有三个采区安置了顶板下沉仪 , 测试表明在 冒落前数天 , 下沉速度的指数有所上升 。 一 ﹃ 一一 一上 式 中一极限抗压强度 汤 一覆盖层岩石 的比重 一重力加速度 。 关于 , 采用 瞬时抗压 强度是不会有 问题 的 。 当 。 。 时见 附录 、 大部分 岩石都产生一种延缓变形 , 变形结束时致使 岩石破坏 。 取材料最低的平均弹性极限 , 由岩石 纵 向变形和横 向变形的实验中得出的 。 经常 由应力一横向应变曲线的分析中得出见 图 。 矿在的破坏 〔 一 矛 二一 粤‘ 匀 午 纵向 一一卫旦卡 由纵向变形得出的弹性极限 由横向变形得出的弹性极限 △乙 , , 一 、、 止于纵向一纵向应变 △乙 ‘ 卜 、一 一 一不 一倾一一便四八父 图单向受压 矿柱的破坏 曲线 曲线一稳 定矿柱 , 曲线 一无立刻破坏 危险的矿柱 , 但发展下去有 破坏 的危险 , 如虚线 段曲线 一可 能很快破坏 的矿柱 根据上述 的讨论 , 厅 导 到如下概念 稳定的矿柱 关于破坏准则 , 可以 酬 通过对房柱法大量 的采空区分析和测定如果采用单向压 缩的 破坏准则 , 当 。, 。一 且 时 , 矿 柱就是非限定稳定 。 它的强度特性 曲线是抛物线 , 它有一个 以 一 衍为直径的密切圆 。 这条近似的特性 曲线仅仅在原点的附近有效 。 可均匀下沉矿柱 由定义 的破坏准 则来 确定矿 柱 的断面时 , 这种矿柱必然是下 沉矿柱有屈服变形的矿柱 。 这些破坏标准是平均 的弹性极限减去 倍标准偏差或者是平均弹性极限 , 因此稳定 性计算 , 特别是用有限元法计算是在弹性范 围内有效的 。 我们将研究矿柱几何形状以便 能够 消除顶板以外处的塑性区和破裂区 。 在 巷道顶板中可以对松动的 冒落拱进行支 护 。 先生已经对稳定矿柱和均匀下 沉 矿柱的基本概念作了更 为科学性的介绍见 附录 。 为了获得有限稳定性 , 容许 一回采 率 ‘ ,稳定蕊一 一 及 帕 下稳定簇 为了获得暂时稳定性下沉矿柱 , 容 许回采率 ,下 沉一 及 二 帕 稳定矿柱和均匀下沉矿柱的计算 在实践中 , 我们采用简单公 式 进行 计 算 , 它考虑 了回采层 中不 同岩层的力学性质 及 顶 、 底板的性质 。 还必须用有限元法计算 应力分布 。 这种做法对矿柱四周巷道的稳定 性及规定支护的数量提供资料 。 为 了解决这 些 问题 , 这是唯一 的有效方法 , 可以得出包 括矿柱细长比的结果 。 然而 , 简单计算已经提供了所研究 的近 似答案并能迅速调整和 改正计算过程中的计 算结果 , 以便注意直到现在还被忽视的某些 因素 。 以某矿山为例 , 开采层厚度为米 , 最 大埋藏深度为米 。 矿石平均瞬时单 向抗压 强度 。 帕 矿石平均单向抗压弹性强度 二 。 帕 的标准偏差 帕 覆岩比重 二 牛顿 米 “ 丫下沉簇 但是不能不加思考的直接应用上 面数字 计算的结果这些结果与有限元计算稍有不 同 , 见附录 , 还应该考虑以下影响因素 。 影响因素采矿工艺上的 限制 。 生产实践 中掘进矿柱周围的巷道时 , 经 常是改变巷道 的有效宽度并倒圆矿柱 角 。 超宽经常达到规定宽度的 。 由于矿 柱 角处清理量大 , 最初超宽增大 , 容许巷道 实际超宽平均为 。 这个数值在每种情况 下都应该是准确的 。 例如 巷道宽度图 正方形矿柱边 长 “一“ 下二 “ 如果我们不考虑超宽 , 假设 宽 度 二 米 , 事先估计的回采率 ,二 , 则正 方 一 吮 下己 纽 形矿柱的边长米 如果考虑到米的超宽米的 , 回采率低于或等于 , 那么所设 计的矿柱边长 米 , 或米 因此 , 矿柱的中心距为 二 米 众所周知 , 矿工尽最大努力也只能掘进 米或米宽的巷道 , 并且仍会破坏矿柱 角 。 当 二 米 , 二 米时 , 回采 率为 。 而 二 米 , 米时 , 回采 率 向抗压强度按弹性极限确 定的的比例 。 该比值总是小于 。 否则 , 永久矿柱结 构就不可靠 。 实际上 , 用房柱法开采的矿 山中 , 该比 值几乎总是小于 。 表为不 同值的计 算结果 。 计算 乙的公式 , 可 以得到几乎与实践相 符合的结果 , 并应该用近似理论更确切地解 释 。 用上面推荐的经验公式计算作为保护矿 口口口口口口口口口 口 口口口 口口 口 口口 口 门 口 厂 己 几 八 、、 ︺ 夕 了入 产 、碑 广, ‘、 口 匕 」 〔 匕 ’ 口 尸 匕 刃习 日口︷口口 口口口口口口口口口口 口口口口口口口口口口口口口口口口口口口 口口口口 口 口 门 曰 口口口 口口口口口口口口口口口口口门 口口口口日口口口口口日口 口口口口口口口口口口一 ‘ 一 艺 一 一 乡一 ﹁ 门 别﹁ 习 门 厂 份 厂 准 一﹂ 叮咫卜厂 口「 」口 口口 口右口 日 门日 口口日 口 , 「 」「 刁 厂〕 己 仁」可口 〔刁口 口口 」仁」〕 口〔 」 仁 」 「」巨 巴月」 仁」二」厂 二 「 「 刁厂刁 一 、沙 ﹃ 皿 、 一、 一 刁 飞一 灾 厂 尸︸﹂︸卜 房们 二法 采代 一 ︸ 巨巨二口二巨巨压巨巨匕巨厂口口巨巨巨 , 户匕 ‘, 勺 止和 旧 耘刃侣 一 华 一 叩侣一 ︸ 旧旧 一犯 砰 井 山。︼⋯匕厂厂匕广 ﹂ 一 下 。 由于偶然 的情况和采矿工 艺上 的 限制 超宽清理作业 , 回采率可达 。 采用 同样的方 法计算下 沉 矿柱 的回采率 。 当 二 米 , 二 米时 , 回采率不是 。 而是低于或等于 影响因素邻近 采 区 回采施 加的超 荷载 保护矿柱外部邻接区一般 都是塌落区 。 我们知道塌落区边界应 力明显大于覆岩 自重应力 。 因 此 , 应该在房柱法回采区域周 围预留一些边界矿柱来抵制增 高的应力 。 尽可能切割边界矿柱是绝 对必要的见图 。 目前根据经验公式确定 矿 柱宽度乙 ‘二‘ 粼‘ ‘ 兴门 式中一矿柱高度 。 ‘ 一自然应力与单 ①边柱宽度 乙 ②阅柱宽 度 乙 二 了 , 二二 图 一 帕帕帕帕 帕帕帕帕 二 帕帕 米帕帕帕帕帕帕帕帕帕帕帕帕帕帕帕帕帕帕帕帕帕帕帕帕帕帕帕帕帕帕帕帕帕帕帕帕帕帕帕帕帕帕 米米米米米 。 。 。 。 。 】】】】】】】】】】】】 注根据观测和计算列出表 , 只有之时 , 永久矿柱才能存在 因此在表 中将不满足 不等式 的部分划成斜 线 。 柱的边界矿柱 。 在下沉矿柱 的采区中 , 采区 矿柱宽度为 “八 。 应该强调指出在边柱 中尽量 少掘进巷 道 , 而且 这些巷道只能垂直边柱纵向轴 。任何 情况下 , 边柱中掘进 的巷道面积都不应超过 边柱面积的 。 如果必须沿边柱纵向轴掘 进一条巷道和垂直该轴掘进一些巷道 , 就必 须加宽边柱 , 其值为纵向巷道宽度的三倍 。 另外 , 纵向巷道应尽可能窄而低 。 影响因素确定岩石力学性 质的误差 , 自然 冒落的危险 确定岩石力学性质的误差基本上是由于 标准偏差引起的测量结果分散造成的 。 尽管 抗压试件 的采样很仔细 , 但是 , 由于岩石结 构在某些局部地方突然变化可能 在实验室 测量 中未能发现 。 因此 , 必须在保护矿柱 中 预防这种危险 , 或者至少要控制一些局部范 围内的危险 。 错误确定岩石力学性质使矿柱尺寸不合 要求 。 将造成最大的危险就是冒落 。 而且 , 在某 些情况下 , 甚至在开采期间 , 所有矿柱 可能会同时 冒落见第十章 。 这种自然 冒 落 , 后果严重 。 因此 , 不仅要求矿柱尺寸符 合规格 , 而且还要限制房柱 法的采区面积 , 以便避免自然冒落 。 我们将房柱法开采的临界区域用采区矿 柱划分成次临界区采区矿柱与边界矿柱相 对 。 采区矿柱之间的横向距离即次临界区 域小于例如宽为 。 采区矿柱之间 纵向距离 , 即区段 长为见 图 。 有 关临界 区域的论述见第十章 。 在小矿柱采区中 , 采场矿柱的宽度等于 边界矿柱宽度的邝 。 采场矿柱的 目的是 把矿柱法开采的区域划分成独立采 区 , 以便限制采区内可能发生的冒顶 。 减小作用在永久矿柱上 的压力 。 我 们知道当矿柱支撑足够大面积时 , 即超过临 界面积以为半径 的范围 , 矿柱承受全 部的荷载 。 因而提高矿柱的安全系数 。 避免采场矿柱 与永久矿柱处于容易 发生自然 冒落的采区面积下 。 当开采面积 达 到以为半径 的范围及矿柱的平均应力大于 时 , 就会发生 自然冒落 。 在保护矿柱范围中 , 用采场矿柱划分房 柱法采区是必要的 。 在下沉矿柱的采区中 , 仅能沿一个方向布置采场矿柱 , 例如沿分段 平巷的保护矿柱方 向 。 影响因素自然裂隙 如果所有或几乎所有的 自然裂隙都是垂 直的和水平的大多数情况是缓倾斜的沉积 矿层 , 可以忽略裂隙的影 响 。 但是 , 当沉积层是倾斜时 , 或岩石地质 构造应力是多变时 , 可以发现裂隙 、 节理及 层理面等构成矿柱的弱面 。 假设有一个裂隙面 , 它的法线与垂直线 成角 , 矿柱的平均垂直应力可分解成滑 动面上法向应力和切向应力 。 图中的线裂 隙面 。 少少少 图 如 果部分能沿和滑 动 , 矿柱就断裂 。 同样 , 如果同时 沿和滑动 , 那么 , 这个矿柱就能整 个毁坏 。 在压缩破坏没有使矿柱毁坏之前 , 应该 检测是否达到滑动 。 条件假如达到了 , 就必 须根据情况 , 寻求解决的办法 。 解决的方法 很多 , 如 有时 , 可以改变矿柱的形 状 或 方 向 。 使用倾斜角较大的平行的长矿柱见图 代替接触顶板的永久矿柱见图虚线 断面 。 在这些条件下 , 节理或裂隙 , 如 再也不能截断或很少截断矿柱的侧 面 。 实际上滑动被制止了 。 但是 , 这种方法 并不总是可行的 。 有 时存在几组裂隙 , 在这些裂隙上 有滑动 。这时矿柱不 可能有合适 的几何形状 。 因此 , 在开采期间 , 必须考虑在矿柱侧 壁有相 当密集的杆柱支护 , 随后充填它 , 阻 止滑动可能产生 。 另外 , 这种辅助方法是比 较经济的 。 还可采用小采区房柱法 , 该法能 自然 冒落充填见第章 。 上面介绍的为了保护地面建筑物而进行 的保护矿柱的计算 , 如果再考虑到所研究的 尸 垂直断面垂直平面顶 视投影 垂直断面上自然裂隙的方向 ①尚未开采 的纵向矿往 ②已采完的纵向矿柱 永久矿柱顶视平面 总 回采 率男 图叮 ﹁ 。 一厂 ⋯ 一 尹 八 厂 、一 下 气 、 铸 、 一 ‘ 一 汤 。 尹 、 厂 了、 厂 叹 一 一 ⋯ 一 垂 直平面顶视投影 纵向倾斜永久 矿柱回采率男 阿 利马克开采法宽面 掘进 十 刮板运输 垂直平面顶视投 影 工作 面倾斜角为 。 的纵 向永久矿柱回采 率拓 采 用凿岩机掘进刮板运输 图 影响因素 , 必 须导致较低的回采率 。 在以上研究 的情况下 , 稳定矿柱的回采 率可达左右 , 而均匀下沉矿柱可达 左右 。 现采用均匀下沉矿柱 , 获得 的回采率较 高 , 但 是容易发生冒落 。 所以 , 在所有不必 担心冒落及其后果塌落 、 涌水及地面 下沉 和破坏的矿 山以及那些不能使用崩落采矿 法 的矿 山 , 例如 由于直接顶板坚硬 , 可以考 虑采用均匀下沉矿柱 。 将在第章介绍 , 今后冒落是能够预知 的 , 在开采阶段尽管有预测 , 但是如果发生 冒落 。 我们可 以采取一些预防措施 , 使人员和 设备避免遭受 冒落甚至自然冒落的危害 。 图 。 该角确定地面上的点 , 在点之 外 , 岩层下沉和岩石水平变形对建筑物均没 有危险 。 二 地表下 沉值 图 塌落角随覆盖层的性质 、 厚度和倾角 而变化 。 在洛林铁矿 , 最大倾角 “ , 其覆 岩厚度 普通房柱法回采的保护 矿柱及其布置原则 当 “ 米时 当 “ 米时 二 。 ” 布置原则取决于影响角 丫 塌落角见 在铝土矿 , 沿着平行于倾角大的方 向的回采边界覆盖层中含有大量的 泥灰 岩 , 其覆岩厚度 当米时 丫 。 当米时 丫 。 一 一 在硬岩覆盖层的金 属矿山 , 丫值往 往 很小 , 甚至有时为负值 。 在煤矿及其它覆盖层粘结力不大的矿山 如砂 , 塑性粘土 , 丫 。 。 为了使用确保稳定性的专 门方法确定采 区界线 , 必须在从井下到地面的分层图上标 出 地面保护区的界线至点处 围绕着长度为的区域适 当扩大这个 界线 丫 在该区域之内的地下工程包括 在边界处 , 沿保护矿柱四周边界 矿柱之外是崩落区布置宽度的边界 矿柱 从点开始 , 布置一些能保证覆岩稳 定性的专门的构筑物 , 此处指不回收的矿柱 。 本章中所有塌落 角 丫的数值仅仅是对缓 倾斜矿体而言倾角低于 “。 采期间 , 人们观察到矿柱下沉及膨胀都是由 于切割矿柱所造成的 。 如果矿柱是稳定的 , 一旦回采 阶 段 结 束 , 就可以看到 , 下沉是随时 间 而逐渐减 弱 , 直至最后 达渐近值 见图 , 曲线 。 同样 , 我们还可 以检查存在多年的保护 矿柱的稳定性 。 如果数个矿柱的下沉在较长 时间内至少六个月没有进展 , 就能确保 该保护矿柱的稳定性 。 相反 , 如果矿柱的下沉或膨胀随时间而 增加 , 那么 , 所处 的状态就如图的曲线之 一 、。 因此 , 保护矿柱不稳定 , 这就是均 匀下沉矿柱的情况 。 在正常情况下 , 由于保护矿柱范围内永 久的矿柱能完全保证稳定性 , 人们可以进行 前进式回采 , 或后退式回采 。 然而 , 矿柱交 会处稳定性是人员安全的唯一问题 。 在这方 面 , 关于交会处的服务年限人员来往 , 后退式回采比前进式回采服务年限短 。 均匀下沉矿柱采区的监视 普通房柱法采区的监视 和特殊预防措施 保护矿柱的监视 我们研究 了有限稳定性的矿柱 。 根据破 坏准则的计算 , 可以确定矿柱的尺寸 。 以后 , 这些 矿柱就能免遭 由边柱传递的 外部危害以及在计算采区矿柱时没有包括的 偶然性的危害 。 通过在数个矿柱附近测定其下沉值 , 希 望对其计算及其决定进行验证 。 同时 , 还可 以测定矿柱的水平膨胀情况 。 由于矿柱的结构引起的下沉及膨胀都是 受切割邻近矿柱的影响 。 换言之 , 在整个开 在均匀下沉矿柱采区中 , 必须采用后退 式回采法 。 如人们所知 , 矿柱以等速下沉将 持续很久图曲线 。 另外 , 应该在矿柱切割面后边测定下沉 随时间至少在开采期间变化的情况 。 其实 , 在正常情况下采完之后 , 在下沉 矿柱采区 , 至今所记录的下沉量已被 明显超 过 。 另外 , 经常容易出误差 , 这就 是为什么 我们要预防在后退式回采 中可能发生 的冒 落 , 以便及时疏散人员和设备使之免遭危害 。 我们得出 在均匀下降矿柱采区 , 矿柱下沉 , 而又达到 冒落时下沉变化曲线图见图 , 值得注意是在 回采最后阶段 , 矿柱 下沉速度 保持恒定 , 即微米天 。 两个均匀下沉矿柱的采区中矿柱下 沉变化曲线图及 达到冒落见图 、。 』口口口口匕口 仁 曰口 日 门 厂 日 厂 一 ⋯ 」匕 习 」匕」匕 二 口口口 仁 口 一 县口 忿口忘口〔 口口口口口口口〔 ﹃习 ﹁ 一 刁曰 门口曰 曰 曰 门 「 矿住支 形毫术 斌 ’ 往乙 万万二二竺 书乎林 二, 尸 弓三止止 二二二二 二一二到三二少 二二二‘‘ 尸一 一 卜 一二土 图矿区没有 冒顶危 险的结构实例 图 今 矿山下沉曲线图 毫 米 切刀 厂 卜尸 一 一 , 一 、 一 一 一一一 一 」 图年月 一 一 矿区下沉 曲线图 所有这些 曲线图都是在处 的检 测结果 。 值得提醒 的是由于在安置了 冒落警报器检测器 。 所以 , 这些 检测工作从此可以连续远 距离的作业见 “ 及其如何检测矿山 冒顶 ” 一文 , 采矿工业 , , 杂志 ,, 恤 , 页 可以说 , 借助于检测器 , 人们 可 以提前两 、 三天预测即将在永久矿柱 的采区 中发生的 冒落 。 提前知道 , 采区顶板下沉 , 在较长时间 内 , 矿 柱 下沉是等 速的 , 为 微米 秒见图 冒落前数小时 , 下沉速度明显上升 。 例 如 , 在另一矿山图 , 年月发生 的 冒顶 , 七天前就预告了 。 下沉速度保持了 小时多的稳定 , 恒定值为微米 小时 , 即近毫米 天 。最后加 速阶段从早晨点 分开始 , 到点分结束 。 所有的人员都已 接到通知并已疏散数天 了 。 译 自法 国 ,, 加 , 申萍译辛洪波 校