深部巖巷圍巖頂板力學特征分析及其穩(wěn)定性測試研究

（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特征分析及其穩(wěn)定性測試研究

康 健

（淮滬煤電公司丁集煤礦安監(jiān)處，安徽 淮南 232141）

深部巖巷底鼓嚴重，巷道修護加固任務量大，本文通過取芯力學參數(shù)測試獲得深部巖巷頂板的力學參數(shù)，通過鉆孔窺視分析巖巷圍巖頂板的穩(wěn)定性，為后續(xù)的數(shù)值計算、理論分析提供可靠地基礎數(shù)據(jù)。

深部巖巷；頂板力學特征；圍巖穩(wěn)定性測試

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

1 煤巖物理力學參數(shù)測試分析

巖樣取自淮南礦業(yè)集團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力學試驗機上進行了圍巖物理力學參數(shù)測試，獲得的測試結(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，為支護設計及在發(fā)現(xiàn)安全隱患后提前采取加固措施提供依據(jù)，而且能檢測注漿巷道鉆孔內(nèi)注漿體的充填效果與密實程度，對防止事故的發(fā)生，實現(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力學測試系統(tǒng)

表1 丁集礦13-1煤底板大巷頂板巖石力學測試結(jié)果一覽表

表2 鉆孔窺視結(jié)果

2.1 YTJ-20型巖層探測儀簡介

YTJ-20型巖層探測儀是由探頭、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，通過接收儀直接觀察。儀器可與計算機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，從而更加清楚地了解巷道圍巖的各部分情況。技術特征：

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度無限

圖3 YTJ-20型巖層探測儀

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

④分辨率高，本安性能好，體積小。

2.2 鉆孔窺視地點

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

圖4 鉆孔窺視地點示意圖

窺視結(jié)果如表2所示。

2013年1月18日進行了第三次鉆孔窺視，此時1282（3）工作面運順的退尺為1625m，軌順的退尺為1627m，鉆孔窺視所在位置距離工作面277m。通過鉆孔窺視可以看出：西一13-1軌道大巷的頂部注漿加固過；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.深部開采巖體力學研究[J].巖石力學與工程學報，2005，16：2803-2813.

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

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