济北矿区地应力测量分析与巷道布置建议

"本文详细探讨了济北矿区的地应力测量及其分布特征，通过对该地区9个代表性测点进行应力解除法的现场实测，揭示了地应力对巷道稳定性的影响。研究发现，随着深度增加，最大水平应力、最小水平应力和垂直应力均线性增长，最大与最小水平应力比例在1.83至2.68之间，导致岩体内剪应力增加。最大主应力方向近似NW-SE向，倾角接近水平。矿区中西部因地质构造影响，地应力呈现东西方向，最大水平应力为垂直应力的1.36至1.82倍，西部区域受构造应力影响尤为显著。这些地应力测量结果为合理规划井下巷道提供了依据，建议巷道掘进方向应沿NW-SE向，并根据具体测试结果调整局部巷道布置。" 这篇研究论文深入分析了济北矿区的地应力分布规律，这对理解和预测矿井巷道的稳定性至关重要。地应力作为地质环境中自然存在的力，直接影响到矿山开采的安全和效率。通过现场实测数据，研究人员得出了几个关键结论： 1. 深度效应：地应力随矿井深度的增加而线性上升，这与地球内部压力梯度一致。最大水平应力、最小水平应力和垂直应力的这种变化趋势对于巷道支护设计和稳定性评估具有指导意义。 2. 应力差异：最大与最小水平应力的比率较高（1.83至2.68），意味着岩体内部剪切应力增大，可能导致岩体破裂或滑移，需要采取有效措施来减小这种剪应力，确保巷道稳定。 3. 主应力方向：最大主应力方向近似于NW-SE向，几乎水平，这可能与地区的构造线或板块运动方向有关。了解这一方向对于巷道布置和开采策略的制定至关重要。 4. 地质构造影响：矿区中西部的局部区域受褶曲影响，地应力呈现出东西方向，且西部区域受到更大的构造应力作用。这意味着在这些区域，必须更加重视地质构造对巷道稳定性的影响，可能需要采取更加强大的支护措施。 5. 巷道布置建议：基于上述地应力测量结果，论文提出巷道掘进应遵循NW-SE方向，以减小与最大主应力的对抗。同时，局部巷道布置需参考具体的实测数据进行调整，以适应不同区域的地应力状况。 这些研究成果不仅有助于优化济北矿区的巷道设计，提高采矿作业的安全性和经济性，也为其他类似地质条件的矿区提供了有价值的参考。此外，对于地质力学、矿井工程和地质灾害防治领域的研究也具有深远的理论和实践价值。