《矿井工程地质》ppt课件

1、第九章第九章 矿井工程地质矿井工程地质第一节第一节 岩土工程地质性质岩土工程地质性质第二节第二节 潜蚀与流砂潜蚀与流砂第三节第三节 滑坡及斜坡的稳定性滑坡及斜坡的稳定性第四节第四节 地下巷道稳定性简介地下巷道稳定性简介第一节第一节 岩石工程地质性质岩石工程地质性质一、土的组成一、土的组成 土是岩石风化破坏后，再经搬运、堆积而构成的松散堆积物。土是岩石风化破坏后，再经搬运、堆积而构成的松散堆积物。在普通情况下，土不是由单一物质组成的，而是由固体矿物在普通情况下，土不是由单一物质组成的，而是由固体矿物和岩石碎屑为主、液体水为主和气体和岩石碎屑为主、液体水为主和气体 空气为主三空气为主三部分组成。部

2、分组成。 岩土是巩固、半巩固岩石和松软土层的总称。由于岩石和土层的成因、岩土是巩固、半巩固岩石和松软土层的总称。由于岩石和土层的成因、组成、埋藏条件和周围地质环境的不同，它们的工程地质性质也是复杂组成、埋藏条件和周围地质环境的不同，它们的工程地质性质也是复杂多样的。多样的。 许多不良的工程地质条件对建井和巷道施工影响很大，稍有不慎，会许多不良的工程地质条件对建井和巷道施工影响很大，稍有不慎，会给国家呵斥宏大损失。给国家呵斥宏大损失。 例，华北某矿风井，开场采用板桩法施工，遇到流砂和卵石层，无法例，华北某矿风井，开场采用板桩法施工，遇到流砂和卵石层，无法经过，使井筒报废。又如，安徽某矿运用震动沉

3、井法施工，出现大量涌经过，使井筒报废。又如，安徽某矿运用震动沉井法施工，出现大量涌砂景象，井筒周围地面下沉，井壁侧压增大，把井筒挤环。砂景象，井筒周围地面下沉，井壁侧压增大，把井筒挤环。 还有的矿井出现井架歪斜、机器根底下沉、巷道底鼓等。这些景象的还有的矿井出现井架歪斜、机器根底下沉、巷道底鼓等。这些景象的发生主要是当地的岩土层的工程地质条件不好和施工方法不当。发生主要是当地的岩土层的工程地质条件不好和施工方法不当。 土的固体颗粒土的固体颗粒 组成固体颗粒的矿物：原生矿物组成固体颗粒的矿物：原生矿物 次生矿物次生矿物 原生矿物：岩浆岩中原有的矿物，在土中的原生矿物碎屑原生矿物：岩浆岩中原有的矿

4、物，在土中的原生矿物碎屑主要有石英、长石和云母。主要有石英、长石和云母。 次生矿物：原生矿物经过化学风化后生成的新矿物。它们次生矿物：原生矿物经过化学风化后生成的新矿物。它们的性质和特征完全不同于原生矿物，土中的次生矿物主要是粘土的性质和特征完全不同于原生矿物，土中的次生矿物主要是粘土矿物如高岭石、蒙脱石、伊利石等。矿物如高岭石、蒙脱石、伊利石等。 大块碎石类土碎石、卵石等经常是由多矿物成分的岩大块碎石类土碎石、卵石等经常是由多矿物成分的岩石碎屑所组成。随着分散度的添加颗粒变细，砂类上的颗粒石碎屑所组成。随着分散度的添加颗粒变细，砂类上的颗粒通常是由比较稳定的原生矿物所组成，其中主要矿物为石英

5、，其通常是由比较稳定的原生矿物所组成，其中主要矿物为石英，其次为长石和云母。次为长石和云母。 在电子显微镜下，粘土矿物常呈鳞片状、粒状或针状晶体，在电子显微镜下，粘土矿物常呈鳞片状、粒状或针状晶体，其结晶格子的特点是呈层状构造。其结晶格子的特点是呈层状构造。 蒙脱石的层状晶格之间的联络很弱，能吸收大量的水层蒙脱石的层状晶格之间的联络很弱，能吸收大量的水层间水间水nH2OnH2O而其晶体格架并不破坏。因此，蒙脱石浸水后体积膨而其晶体格架并不破坏。因此，蒙脱石浸水后体积膨胀甚剧，而枯燥失水后又猛烈收缩，所以这种土的工程地质条件胀甚剧，而枯燥失水后又猛烈收缩，所以这种土的工程地质条件较坏；较坏； 高

6、岭土的层状晶格结合得比较结实，故呈较大的颗粒。由高岭土的层状晶格结合得比较结实，故呈较大的颗粒。由高岭土构成的粘土层，工程地质条件较好。高岭土构成的粘土层，工程地质条件较好。 伊利石的性质及水云母构成的粘土层的工程地质条件那么界于两者之间。伊利石的性质及水云母构成的粘土层的工程地质条件那么界于两者之间。 土的固体成分中还有有机质。它们由生物活动或生物残骸分解构成，其土的固体成分中还有有机质。它们由生物活动或生物残骸分解构成，其中主要的是泥炭及腐植质。有机质都是亲水的，即容易和水相互作用。有机中主要的是泥炭及腐植质。有机质都是亲水的，即容易和水相互作用。有机质的存在，能加强土的吸水性、可塑性、膨

7、胀性、紧缩性，降低速水性等。质的存在，能加强土的吸水性、可塑性、膨胀性、紧缩性，降低速水性等。这些性质对工程建筑是不利的。有机质的含量及分散度愈高，对土的性质影这些性质对工程建筑是不利的。有机质的含量及分散度愈高，对土的性质影响就愈大。响就愈大。 土中的水土中的水 土中水对土的性质影响很大，特别是粘性土。普通土中土中水对土的性质影响很大，特别是粘性土。普通土中的水可分为结晶水、结合水和自在水三种。的水可分为结晶水、结合水和自在水三种。 结晶水：它存在于矿物晶格内部，构成矿物的一部分。结晶水：它存在于矿物晶格内部，构成矿物的一部分。这种水不挪动，只需在较高的温度下才干脱离晶格。如石膏这种水不挪动

8、，只需在较高的温度下才干脱离晶格。如石膏CaSO32H2OCaSO32H2O中的结晶水；中的结晶水； 结合水：水分子是偶极体，就是具有电荷相反的两极。结合水：水分子是偶极体，就是具有电荷相反的两极。因此，由于静电吸引作用，带有电荷的土粒便能吸引水分，而因此，由于静电吸引作用，带有电荷的土粒便能吸引水分，而在颗粒外表构成结合水。根据结合的结实程度，又可以分为强在颗粒外表构成结合水。根据结合的结实程度，又可以分为强结合水与弱结合水两种；结合水与弱结合水两种； 自在水：这部分水处于静电吸引力以外，它的运动受重自在水：这部分水处于静电吸引力以外，它的运动受重力控制，能传送静水压力。自在水位于地下水位以

9、上遭到毛细力控制，能传送静水压力。自在水位于地下水位以上遭到毛细管作用的毛细水；位于地下水位以下的是重力水；管作用的毛细水；位于地下水位以下的是重力水； 自在水是毛细水与重力水的总和。自在水是毛细水与重力水的总和。 土中的气体土中的气体 土中的气体存在于孔隙未被水所占据的地方。在地下水土中的气体存在于孔隙未被水所占据的地方。在地下水位以下的土，普通不含或只含少量气体。与大气相通的气体，位以下的土，普通不含或只含少量气体。与大气相通的气体，对土的性质影响不大，在土受压时，能很快逸出。假设气体是对土的性质影响不大，在土受压时，能很快逸出。假设气体是封锁的气泡，那么受压时不易排出，就会添加土的弹性与

10、紧缩封锁的气泡，那么受压时不易排出，就会添加土的弹性与紧缩性，透水性亦减弱。性，透水性亦减弱。 二、土的物理性质目的二、土的物理性质目的 土是由固体、液体、气体工部分组成，普通称三相组成。土是由固体、液体、气体工部分组成，普通称三相组成。土中三相组成的比例关系，反映着土的物理性质：枯燥或潮湿、土中三相组成的比例关系，反映着土的物理性质：枯燥或潮湿、疏松或严密、流态或固态、稳定或不稳定、承载力的大小等。疏松或严密、流态或固态、稳定或不稳定、承载力的大小等。这三相组成的比例关系就是土的物理性质目的，它对评价土的这三相组成的比例关系就是土的物理性质目的，它对评价土的工程地质性质具有重要意义。工程地质

11、性质具有重要意义。 物理物理性质目的性质目的容重：是坚持天然构造的土的单位体积分量；容重：是坚持天然构造的土的单位体积分量； 干容重：指坚持天然构造，完全不含水分的土的干容重：指坚持天然构造，完全不含水分的土的单位体积分量；单位体积分量； 饱和容重：是土中孔隙完全被水充溢时土的容重。饱和容重：是土中孔隙完全被水充溢时土的容重。 比重：土粒的比重是指土粒的分量与其同体积比重：土粒的比重是指土粒的分量与其同体积44时水的时水的分量之比；分量之比； 土的比重是计算上的孔隙度、紧缩系数的重要目土的比重是计算上的孔隙度、紧缩系数的重要目的之一的之一 。 含水量：是土中水的分量与干上分量之比，普通用百分含

12、水量：是土中水的分量与干上分量之比，普通用百分率表示；率表示； 土的含水量对土的工程地质性质影响很大，土的含水量对土的工程地质性质影响很大，尤其是粘性土。尤其是粘性土。 土的孔隙率、孔隙比、饱和度土的孔隙率、孔隙比、饱和度 孔隙率或称孔隙度：土中的孔隙体积与土的总体积孔隙率或称孔隙度：土中的孔隙体积与土的总体积之比；之比； 孔隙比：土中孔隙体积与土粒体积之比，常用小数表示；孔隙比：土中孔隙体积与土粒体积之比，常用小数表示； 饱和度：主孔隙中水的体积与孔隙体积之比。饱和度：主孔隙中水的体积与孔隙体积之比。 表示粘土特征的目的表示粘土特征的目的 液限、塑限和塑性目的液限、塑限和塑性目的 由固态转变

13、为可塑形状时的界限含水量；由固态转变为可塑形状时的界限含水量； 由可塑形状转变为流动形状时的界限含水量；由可塑形状转变为流动形状时的界限含水量； 液限与塑限的差为塑性目的。液限与塑限的差为塑性目的。 液性目的：确定天然形状时土的软硬程度液性目的：确定天然形状时土的软硬程度 巩固、硬塑、可塑、软塑和流塑。巩固、硬塑、可塑、软塑和流塑。 土的膨胀：粘土层遇水后，其构造内部常引起向外扩张土的膨胀：粘土层遇水后，其构造内部常引起向外扩张的趋势，致使体积添加。的趋势，致使体积添加。 碎土类土碎土类土 粒径大于粒径大于2mm2mm的颗粒含量超越全重的的颗粒含量超越全重的50%50%的土。的土。 漂石、块石

14、、卵石、碎石、圆砾和角砾；漂石、块石、卵石、碎石、圆砾和角砾；三、土的工程地质分类三、土的工程地质分类 砂类土砂类土 粒径大于粒径大于2mm2mm的颗粒含量不超越全重的的颗粒含量不超越全重的50%50%的土。的土。 砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂；砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂； 粘性土粘性土 土的粒径很细；土的粒径很细； 按工程地质特征分类：按工程地质特征分类： 1 1老粘性土：指第四纪晚更新世老粘性土：指第四纪晚更新世Q3Q3及其以前堆积的粘性土，是紧缩性低、及其以前堆积的粘性土，是紧缩性低、强度高的稳定土层，良好的建筑物地基；强度高的稳定土层，良好的建筑物地基； 2 2普通粘性土：指第四纪全

15、新世普通粘性土：指第四纪全新世Q4Q4堆积的粘性土；堆积的粘性土； 3 3淤泥及淤泥质土：指静水或缓慢的流水环境中堆积，经生物化学作用构成；淤泥及淤泥质土：指静水或缓慢的流水环境中堆积，经生物化学作用构成； 4 4红粘土：是碳酸盐类岩石在亚热带潮湿气候条件下，经风化后残积、坡积红粘土：是碳酸盐类岩石在亚热带潮湿气候条件下，经风化后残积、坡积构成的褐红色也有棕黄、黄褐色粘土。在我国云、贵、川等省有广泛分布。构成的褐红色也有棕黄、黄褐色粘土。在我国云、贵、川等省有广泛分布。 按塑性指数分类：按塑性指数分类： 粘性土按塑性指数可分成粘土、亚粘土、轻亚粘土；粘性土按塑性指数可分成粘土、亚粘土、轻亚粘土

16、；第二节第二节 潜蚀与流砂潜蚀与流砂 潜蚀的构成主要是地下水流在土体中进展溶滤和冲刷作用的结果。假设土体潜蚀的构成主要是地下水流在土体中进展溶滤和冲刷作用的结果。假设土体内不含有可溶物质成分，而地下水流仅将细小从大颗粒间的孔隙中带走的这种景内不含有可溶物质成分，而地下水流仅将细小从大颗粒间的孔隙中带走的这种景象，常称机械潜蚀。象，常称机械潜蚀。 潜蚀作用进一步开展，使土洞顶上土体塌落，地表塌陷，构成漏斗地貌。潜蚀作用进一步开展，使土洞顶上土体塌落，地表塌陷，构成漏斗地貌。 防治方法防治方法是设置反滤层。反滤层是维护渗流出口的有效措施，普通设置是设置反滤层。反滤层是维护渗流出口的有效措施，普通设

17、置在下游坝脚附近。在下游坝脚附近。 一、潜蚀作用一、潜蚀作用 流砂：松散未胶结的砂土层被水饱和后产生流动的景象。在井筒施工过程中，流砂：松散未胶结的砂土层被水饱和后产生流动的景象。在井筒施工过程中，遇到流砂层后，流砂不断涌入井底，随挖随长，轻者添加土方开挖量，延迟成井遇到流砂层后，流砂不断涌入井底，随挖随长，轻者添加土方开挖量，延迟成井时间；重者引起地面沉陷、地面建筑破坏、井筒偏斜移位后导致井筒产生裂痕。时间；重者引起地面沉陷、地面建筑破坏、井筒偏斜移位后导致井筒产生裂痕。 1 1真流砂：砂类土中含有大量的亲水粘土胶体颗粒，这些亲水胶体颗粒与真流砂：砂类土中含有大量的亲水粘土胶体颗粒，这些亲水

18、胶体颗粒与水作用并粘附在砂粒周围，构成一层较厚的薄膜，这样便降低了砂的比重，提高水作用并粘附在砂粒周围，构成一层较厚的薄膜，这样便降低了砂的比重，提高了砂粒的悬浮才干，在不大的水力坡度作用下，即产生悬浮和流动称为其流砂；了砂粒的悬浮才干，在不大的水力坡度作用下，即产生悬浮和流动称为其流砂； 2 2假流砂：由于地下水水力坡度较大，地下水的流速添加，从而激动了细假流砂：由于地下水水力坡度较大，地下水的流速添加，从而激动了细小颗粒的砂而使之悬浮、流动，称为假流砂。小颗粒的砂而使之悬浮、流动，称为假流砂。 二、流砂二、流砂 由于流砂的构成主要是砂土与水相互作用所致，所以判别流砂的方法应由于流砂的构成主

19、要是砂土与水相互作用所致，所以判别流砂的方法应该从砂土本身的性质和水力坡度大小两方面入手。该从砂土本身的性质和水力坡度大小两方面入手。 产生流砂的条件：产生流砂的条件： 1 1容易产生流砂的通常是细砂、粉砂和塑性指数的轻亚粘土；容易产生流砂的通常是细砂、粉砂和塑性指数的轻亚粘土； 2 2砂土孔隙度越大，愈易构成流砂；砂土孔隙度越大，愈易构成流砂； 3 3砂土的浸透系数愈小，排水性能愈差时，愈易构成流砂；砂土的浸透系数愈小，排水性能愈差时，愈易构成流砂； 4. 4. 砂土中含有较多的片状矿物，如云母、绿泥石等，易构成流砂；砂土中含有较多的片状矿物，如云母、绿泥石等，易构成流砂； 5. 5. 水力

20、坡度较大，动水压力大于土粒分量时，能使土粒悬浮，构成流水力坡度较大，动水压力大于土粒分量时，能使土粒悬浮，构成流砂。砂。 对流沙的治理：对流沙的治理： 1. 1. 用抽水方法进展疏降，以减少地下水的水力坡度；用抽水方法进展疏降，以减少地下水的水力坡度； 2. 2. 改动砂土性质，采用冻结法、硅化法等使砂土固结；改动砂土性质，采用冻结法、硅化法等使砂土固结； 3. 3. 采用特殊方法建井。采用特殊方法建井。 第三节第三节 滑坡及斜坡的稳定性滑坡及斜坡的稳定性 滑坡是斜坡岩石或土体沿某一脆弱面或脆弱带整体地向下滑动。滑坡是斜坡岩石或土体沿某一脆弱面或脆弱带整体地向下滑动。 滑坡普通是缓慢的、长期的

21、、间歇性间歇的，延续时间可有几年、几十年、上滑坡普通是缓慢的、长期的、间歇性间歇的，延续时间可有几年、几十年、上百年，甚至时间更长。百年，甚至时间更长。 有的滑坡开场时，很缓慢，但后来滑动速度忽然加大，急剧滑落，这种滑坡叫有的滑坡开场时，很缓慢，但后来滑动速度忽然加大，急剧滑落，这种滑坡叫“崩塌性滑坡。崩塌性滑坡。 一、滑坡的特征一、滑坡的特征 滑坡有其特殊的形状和一定的组成部分；滑坡有其特殊的形状和一定的组成部分； 1. 滑坡体：斜坡向下滑动的那部分土石体；滑坡体：斜坡向下滑动的那部分土石体； 2. 滑动面滑动面 3. 滑动后壁滑动后壁 4. 滑坡台地滑坡台地 5. 滑动舌滑动舌 二、滑坡的

22、影响要素二、滑坡的影响要素 1岩性岩性 堆积物和岩石是产生滑坡的物质根底。堆积物和岩石是产生滑坡的物质根底。 松散的堆积物尤其是粘土与黄土容易发生滑坡，而巩固的岩石较难发生滑坡。松散的堆积物尤其是粘土与黄土容易发生滑坡，而巩固的岩石较难发生滑坡。基岩处的滑坡常和页岩、粘土岩基岩处的滑坡常和页岩、粘土岩 、泥岩、泥灰岩、板岩、千枚岩、片岩等脆弱岩石、泥岩、泥灰岩、板岩、千枚岩、片岩等脆弱岩石的存在有关。当组成斜坡的岩石性质不一，特别是当上层为松散堆积层，而下部是的存在有关。当组成斜坡的岩石性质不一，特别是当上层为松散堆积层，而下部是巩固岩石时，那么沿两者接触面最易产生滑动。巩固岩石时，那么沿两者

23、接触面最易产生滑动。 2地质构造地质构造 滑坡的发生与地质构造关系亲密。滑坡的发生与地质构造关系亲密。 滑动面往往是构造脆弱面，如层面、断层、断层破碎带、节理面、不整合面等。滑动面往往是构造脆弱面，如层面、断层、断层破碎带、节理面、不整合面等。另外，岩石的产状也影响着滑坡的发育。假设岩石向斜坡内部倾斜，斜坡比较稳定；另外，岩石的产状也影响着滑坡的发育。假设岩石向斜坡内部倾斜，斜坡比较稳定；假设岩石的倾斜与斜坡坡向一样，就有利于滑动发育，特别是当倾斜岩石中有含水假设岩石的倾斜与斜坡坡向一样，就有利于滑动发育，特别是当倾斜岩石中有含水层存在时，滑坡最易构成。层存在时，滑坡最易构成。 3. 地形条件

24、地形条件 斜坡的高度、坡度和形状影响到斜坡的稳定性。斜坡的高度、坡度和形状影响到斜坡的稳定性。 高而陡峻的斜坡较不稳定，由于地形上的有效临空面提供了滑动的空间。是滑高而陡峻的斜坡较不稳定，由于地形上的有效临空面提供了滑动的空间。是滑坡构成的重要条件。坡构成的重要条件。 4. 气候要素气候要素 丰富的雨水或融雪水，可润湿斜坡上的土岩，导致滑坡的构成，丰富的雨水或融雪水，可润湿斜坡上的土岩，导致滑坡的构成，故雨后常产生滑坡的景象。故雨后常产生滑坡的景象。 5. 震动、地震、大爆炸和各种机械震动常诱发滑坡，由于地面震动不仅添加了震动、地震、大爆炸和各种机械震动常诱发滑坡，由于地面震动不仅添加了土体下

25、滑力，而且破坏了土体的内部构造。土体下滑力，而且破坏了土体的内部构造。 此外，人工切坡，开挖渠道，露采矿坑等人类的工程活动，如设计施工不当，此外，人工切坡，开挖渠道，露采矿坑等人类的工程活动，如设计施工不当，也可破坏斜坡的平衡而引起滑坡。也可破坏斜坡的平衡而引起滑坡。三、滑坡的分类三、滑坡的分类 据滑坡的滑动面的特征和岩性组成。据滑坡的滑动面的特征和岩性组成。 覆盖性滑坡覆盖性滑坡 粘土性滑坡粘土性滑坡 黄土滑坡黄土滑坡 碎石土滑坡碎石土滑坡 基岩滑坡基岩滑坡 顺层滑坡顺层滑坡 切层滑坡切层滑坡四、滑坡的防治四、滑坡的防治 滑坡的预防滑坡的预防 加强工程地质勘察任务；加强工程地质勘察任务； 对

26、于具备滑坡构成条件的边坡或存在古滑坡的地段，不宜选作建筑场地；对于具备滑坡构成条件的边坡或存在古滑坡的地段，不宜选作建筑场地； 在施工中，尽量防止大挖大填，不要恣意切割坡度，破坏坡角；在施工中，尽量防止大挖大填，不要恣意切割坡度，破坏坡角； 施工前留意建筑场地的排水各种，防止各种水源的渗入地下；施工前留意建筑场地的排水各种，防止各种水源的渗入地下； 滑坡的治理滑坡的治理 排水：排除滑坡范围内的地表水和地下水；排水：排除滑坡范围内的地表水和地下水； 支挡：修筑挡土墙、设置阻滑桩；支挡：修筑挡土墙、设置阻滑桩； 减重：将滑坡体上的坡度削缓，添加稳定性；减重：将滑坡体上的坡度削缓，添加稳定性； 护坡

27、：维护斜坡的坡角；护坡：维护斜坡的坡角；五、岩体构造与岩体稳定性五、岩体构造与岩体稳定性 岩体构造岩体构造 由于岩体经受了长期的地质构造运动和不同方式的外力作用，岩体的完好性由于岩体经受了长期的地质构造运动和不同方式的外力作用，岩体的完好性破坏了，被许多不同性质的构造面切割成各式各样的构造体，构成了不同类型的岩破坏了，被许多不同性质的构造面切割成各式各样的构造体，构成了不同类型的岩体构造体构造, ,包括两方面要素：构造面与构造体。包括两方面要素：构造面与构造体。 1. 1. 构造面：岩体中一切分割面均称为构造面。构造面：岩体中一切分割面均称为构造面。 构造面的类型很多，煤矿中常见的有如下三种：

28、构造面的类型很多，煤矿中常见的有如下三种： 1 1堆积构造面：这类构造面是堆积岩层在堆积、成岩过程中构成的，包括层堆积构造面：这类构造面是堆积岩层在堆积、成岩过程中构成的，包括层理、层面、不整台面、像整合面、原生脆弱夹层等。理、层面、不整台面、像整合面、原生脆弱夹层等。 2 2构造构造面：受构造应力作用在岩体中所产生的破裂面或破碎带，包括节构造构造面：受构造应力作用在岩体中所产生的破裂面或破碎带，包括节理、断层、层间错动面等。理、断层、层间错动面等。 3 3次生构造面：由于岩体受风化、地下水等次生作用构成的构造面为次生构次生构造面：由于岩体受风化、地下水等次生作用构成的构造面为次生构造面，如风

29、化裂隙等。造面，如风化裂隙等。 对构造面的研讨，主要抓住构造面的物质组成、面的特征、密集程度与延展对构造面的研讨，主要抓住构造面的物质组成、面的特征、密集程度与延展情况。一个矿区或一个来区有各种类型的构造面，必需根据巷道的位置、构造面与情况。一个矿区或一个来区有各种类型的构造面，必需根据巷道的位置、构造面与巷道的关系，找出控制性的主要构造面，作为稳定分析的根底。巷道的关系，找出控制性的主要构造面，作为稳定分析的根底。 2 2构造体：岩体受构造面切割构成不同外形的块体称构造体。构造体：岩体受构造面切割构成不同外形的块体称构造体。 煤矿中常见的构造体的方式有块状、菱形、板状、碎块状煤矿中常见的构造

30、体的方式有块状、菱形、板状、碎块状; ;也可构成鳞片状、也可构成鳞片状、碎屑状等。碎屑状等。 构造体方式的划分与岩体稳定评价很有关系，三方面的要素：构造体方式的划分与岩体稳定评价很有关系，三方面的要素： 不同方式的构造体，稳定程度不同。不同方式的构造体，稳定程度不同。 板状构造体比块状的差，碎块状比板状差，而鳞片状、碎屑状最不稳定；板状构造体比块状的差，碎块状比板状差，而鳞片状、碎屑状最不稳定； 构造体的产状不同，稳定程度不同。构造体的产状不同，稳定程度不同。 构造体在巷道岩体中的受力方向，对稳定性亦有很大影响。构造体在巷道岩体中的受力方向，对稳定性亦有很大影响。 3. 3.岩体构造类型：岩体

31、构造类型： 工程实际阅历阐明，大部分岩体在外力作用下的破坏过程，主要是构造体沿构造工程实际阅历阐明，大部分岩体在外力作用下的破坏过程，主要是构造体沿构造面的剪切滑移、拉开，以及整体的累积变形而破坏。面的剪切滑移、拉开，以及整体的累积变形而破坏。 所以，岩体的稳定性主要取决于构造面的性质和构造体的立体方式。不同的构造所以，岩体的稳定性主要取决于构造面的性质和构造体的立体方式。不同的构造面和构造体的立体方式组成了各种岩体构造，不同的岩体构造其稳定性亦不一样。面和构造体的立体方式组成了各种岩体构造，不同的岩体构造其稳定性亦不一样。 岩石的力学性质岩石的力学性质 岩石的抗压强度岩石的抗压强度岩石在垂直

32、压力作用下抵抗破坏的才干。岩石在垂直压力作用下抵抗破坏的才干。 岩石抗压强度与岩石性质有如下规律：岩石抗压强度与岩石性质有如下规律： 1 1岩石的抗压强度越高，巩固性越好；岩石的抗压强度越高，巩固性越好； 2 2枯燥的岩石抗压强度高，饱和的岩石常由于软化，因此抗压强度较低；枯燥的岩石抗压强度高，饱和的岩石常由于软化，因此抗压强度较低； 3 3岩石天然容重越小，岩石的抗压强度越低，这阐明孔隙对岩石强度的影响；岩石天然容重越小，岩石的抗压强度越低，这阐明孔隙对岩石强度的影响； 4 4新颖岩石抗压强度高，风化岩石抗压强度低；新颖岩石抗压强度高，风化岩石抗压强度低； 5 5压力垂直层理或片理的抗压强度

33、高，平行层理或片理的低；压力垂直层理或片理的抗压强度高，平行层理或片理的低； 6 6无裂隙的岩石抗压强度高，裂隙发育的岩石抗压强度低。无裂隙的岩石抗压强度高，裂隙发育的岩石抗压强度低。岩石的抗剪强度岩石的抗剪强度岩石抵抗剪切破坏的最大才干；岩石抵抗剪切破坏的最大才干；岩石的抗拉强度岩石的抗拉强度岩石的抗折强度岩石的抗折强度 岩体稳定性岩体稳定性 岩体稳定性岩体稳定性研讨岩体在应力作用下的变形破坏特性，即研讨力和介质相互作研讨岩体在应力作用下的变形破坏特性，即研讨力和介质相互作用结果。用结果。 岩石的裂隙性岩石的裂隙性 岩石裂隙破坏了岩石的整体性，降低岩石的力学强度和稳定性，添加了透水性，岩石裂

34、隙破坏了岩石的整体性，降低岩石的力学强度和稳定性，添加了透水性，对地下工程影响较大，必需留意研讨；对裂隙的研讨主要包括裂隙发育程度、分布规对地下工程影响较大，必需留意研讨；对裂隙的研讨主要包括裂隙发育程度、分布规律、主要裂隙系统的产状、裂隙的大小和性质以及裂隙的充填情况；律、主要裂隙系统的产状、裂隙的大小和性质以及裂隙的充填情况； 如裂隙玫瑰花图研讨如裂隙玫瑰花图研讨 岩体受力形状岩体受力形状 岩体内部的受力形状，主要指：地应力、巷道围岩压力和矿压；岩体内部的受力形状，主要指：地应力、巷道围岩压力和矿压； 地应力：包括山体岩石自重力和构造应力；地应力：包括山体岩石自重力和构造应力； 岩体变形类

35、型岩体变形类型近弹性变形：应力与应变接近直线关系，岩体构造大都呈块状；近弹性变形：应力与应变接近直线关系，岩体构造大都呈块状； 匀一完好，构造面呈闭合状，脆弱构造面不发育；匀一完好，构造面呈闭合状，脆弱构造面不发育； 岩石变形或强度受岩性控制，因此接近于弹性体、岩石变形或强度受岩性控制，因此接近于弹性体、 强度较高，岩体稳定性好。强度较高，岩体稳定性好。塑性变形：当压力很小时，应力与应变也近直线关系，随着塑性变形：当压力很小时，应力与应变也近直线关系，随着 应力添加，变形值增大，当应力超越一定限制，应力添加，变形值增大，当应力超越一定限制， 虽应力添加很小，但应变依然急剧增大。虽应力添加很小，但应变依然急剧增大。 当在塑性岩体中施工，容易产生边墙内鼓、底鼓，当在塑性岩体中施工，容易产生边墙内鼓、底鼓， 地压显著增大，巷道破坏严重等；地压显著增大，巷道破坏严重等；弹塑性变形：介于上述两者之间；弹塑性变形：介于上述两者之间； 巷道围岩压力：在岩体中开挖巷道后，围岩中应力重新分布，构成应力集中形状；巷道围岩压力：在岩体中开挖巷道后，围岩中应力重新分布，构成应力集中形状； 矿压：巷道围岩在集中应力作用下，产生塑性