开巷后围岩将发生变形、移动、弯曲、裂缝、掉渣、冒落等一系列的变化,这种现象叫作地压现象。地压可以说是来自巷道围岩的作用力,也可以说是围岩作用到巷道支架上的力。
未经掘进或回采工作破坏的岩层,其中任何一处的岩石都受到上下、左右、前后岩石的挤压,如图1-1所示,图中箭头表示挤压力的方向。在这种情况下,如不再受其他外力的干扰,是不可能发生变形和移动的,也不会破坏。这种静止不动的状态,就叫作岩石的平衡状态。凡是未经破坏的地层中的岩石都处于这种平衡状态中。
在岩层中开掘了巷道时,情况就发生了变化,以靠近巷道顶板部分的一块岩石,本来六面受压,现在前后、左右的压力还是保持均势,可是下面的岩石被掘出去了,向上的挤压力也就没有了,上面的压力和岩石本身的重量;将使这块岩石发生形状的改变和位置的移动。由此可以看出,掘进巷道后,巷道周围(顶、底、两帮)的岩石,都将发生变化,只是变形和破坏的程度有所不同。
为了使巷道保持一定的断面形状和大小,需要阻止巷道围岩发生变形和破坏.有的围岩本身的强度就可以抵抗这种变形的发生。当围岩的强度不够时,就要在巷道中架设支架。
地压的大小,是随巷道围岩的性质、巷道的形状大小、开巷后的时间长短等因素而变化的。在矿山设计和生产实践中,研究和掌提巷道地压现象及其规律,对合理设计巷道支护方法,保证安全生产、节约国家资源和财产,具有重要的意义.矿山生产中常常由于巷道布置和支架结构不合理,使得巷道维护十分困难,支架需经常翻修.有时支架的承载力不够,支架被压坏,影响正常生产,甚至发生冒顶事故.有时支架承载能力过大,超过实际的需要,因而浪费支架材料和费用。这些现象的发生,主要是未能掌握各种情况下巷道地压规律所致。由此可见,研究巷道地压是十分必要的,其目的在于:
① 选择合理的巷道断面形状和尺寸;
② 合理的设计和改善支架结构形式和尺寸;
③ 合理选择巷道布置位置,以改善巷道维护条件。