深部巖巷圍巖頂板力學(xué)特征分析及其穩(wěn)定性測(cè)試研究

（淮滬煤電公司丁集煤礦安監(jiān)處，安徽 淮南 232141）

深部巖巷圍巖頂板力學(xué)特征分析及其穩(wěn)定性測(cè)試研究

康 健

（淮滬煤電公司丁集煤礦安監(jiān)處，安徽 淮南 232141）

深部巖巷底鼓嚴(yán)重，巷道修護(hù)加固任務(wù)量大，本文通過(guò)取芯力學(xué)參數(shù)測(cè)試獲得深部巖巷頂板的力學(xué)參數(shù)，通過(guò)鉆孔窺視分析巖巷圍巖頂板的穩(wěn)定性，為后續(xù)的數(shù)值計(jì)算、理論分析提供可靠地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

深部巖巷；頂板力學(xué)特征；圍巖穩(wěn)定性測(cè)試

隨著能源需求的增加，煤炭產(chǎn)量逐年增長(zhǎng)，淺部資源日益減少，我國(guó)國(guó)有重點(diǎn)煤礦正以每年8～12m的延伸速度向深部遞增。深部巖巷因其大埋深，賦存應(yīng)力高而引起的巷道圍巖變形嚴(yán)重，測(cè)試圍巖物理力學(xué)參數(shù)及窺視其變形對(duì)巖石巷道圍巖穩(wěn)定性的控制提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 煤巖物理力學(xué)參數(shù)測(cè)試分析

巖樣取自淮南礦業(yè)集團(tuán)丁集煤礦西一軌道大巷布置頂板鉆孔20m，取芯位置如圖1所示。

在圖2所示的RMT力學(xué)試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行了圍巖物理力學(xué)參數(shù)測(cè)試，獲得的測(cè)試結(jié)果如表1所示。

2 圍巖鉆孔窺視

使用礦用鉆孔窺視儀對(duì)巷道頂部或幫部錨索鉆孔的觀察， 直觀地反映鉆孔內(nèi)煤巖體不連續(xù)面（如層理、節(jié)理、裂隙）、頂板離層等情況，為支護(hù)設(shè)計(jì)及在發(fā)現(xiàn)安全隱患后提前采取加固措施提供依據(jù)，而且能檢測(cè)注漿巷道鉆孔內(nèi)注漿體的充填效果與密實(shí)程度，對(duì)防止事故的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)有著重要作用。

圖1 西一軌道大巷頂板取芯

圖2 RMT力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)

表1 丁集礦13-1煤底板大巷頂板巖石力學(xué)測(cè)試結(jié)果一覽表

表2 鉆孔窺視結(jié)果

2.1 YTJ-20型巖層探測(cè)儀簡(jiǎn)介

YTJ-20型巖層探測(cè)儀是由探頭、探桿、顯示、控制及防爆電源幾部分組成。該儀器由探頭在鉆孔中接受圖像，通過(guò)接收儀直接觀察。儀器可與計(jì)算機(jī)連接分析和處理圖象。能比較直觀地反映巷道圍巖的結(jié)構(gòu)，從而更加清楚地了解巷道圍巖的各部分情況。技術(shù)特征：

①可窺視鉆孔的最小直徑為 25 mm。

②條件允許可窺視鉆孔長(zhǎng)度無(wú)限

圖3 YTJ-20型巖層探測(cè)儀

③窺視光源為自帶發(fā)光二極管，只要鉆孔深度允許，可無(wú)限制地觀測(cè)，信號(hào)不會(huì)衰減。

④分辨率高，本安性能好，體積小。

2.2 鉆孔窺視地點(diǎn)

如圖4所示，鉆孔窺視的地點(diǎn)選擇在了西一13-1軌道大巷和1282（3）工作面運(yùn)順聯(lián)巷交岔附近，鉆孔所在位置距離交岔口2m。西一13-1軌道大巷自開(kāi)掘以來(lái)，變形較嚴(yán)重，多次翻修，鉆孔窺視位置頂板進(jìn)行過(guò)注漿。

圖4 鉆孔窺視地點(diǎn)示意圖

窺視結(jié)果如表2所示。

2013年1月18日進(jìn)行了第三次鉆孔窺視，此時(shí)1282（3）工作面運(yùn)順的退尺為1625m，軌順的退尺為1627m，鉆孔窺視所在位置距離工作面277m。通過(guò)鉆孔窺視可以看出：西一13-1軌道大巷的頂部注漿加固過(guò)；在巷道頂部3m范圍內(nèi)，圍巖裂隙非常發(fā)育，裂隙縱橫；在頂板3m～9m范圍內(nèi)，鉆孔周圍的圍巖較完整；在頂板10m～15m范圍內(nèi)，為煤層或夾矸，鉆孔周圍圍巖裂隙非常發(fā)育。綜合分析得出：西一13-1軌道大巷頂板巖性較差，布滿煤線和夾矸，距離13-1煤也較近，頂板圍巖裂隙較發(fā)育。

[1]何滿潮，謝和平，彭蘇萍，姜耀東.深部開(kāi)采巖體力學(xué)研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2005，16：2803-2813.

[2]康紅普.深部煤礦應(yīng)力分布特征及巷道圍巖控制技術(shù)[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2013，09;12-17.

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