复杂地质条件下急斜特厚煤层巷道松动圈监测分析

《复杂地质条件下急斜特厚煤层巷道松动圈监测分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、复杂地质条件下急斜特厚煤层巷道松动圈监测分析摘要：神新公司大红沟煤矿地下巷道围岩的工程地质条件复杂，地压活动强烈，尤其是处于矿岩接触带的巷道边帮失稳更为严重。通过对大红沟煤矿地下巷道松动圈及钻孔窥视的联合监测，同时结合现场工程地质调查研究，综合分析了+555B1~B6巷道的失稳主要受局部地质因素和整体岩体结构因素的共同影响。提出顶底帮支护与巷道局部破坏后的重新支护宜强不宜弱的论点与地压控制措施，为后续安全高效生产提供科学依据。关键词：采矿工程，松动圈监测，稳定性1 引言神新公司大红沟煤矿属于急倾斜煤层（倾角一般为85~87°，平均87°，倾角变化是由西向东

2、，有浅而深变缓，底部岩层较顶部岩层倾角徒立），采用支撑掩护支架综采放顶煤采煤方法，随着开采工作的进行，巷道稳定性成为一个急待研究的课题。特别是在+555水平的几个巷道，局部变形及冒顶、底鼓等现象明显，有局部垮塌现象，威胁工人生命安全，影响了矿山的正常生产。为了解巷道围岩的变形特点，研究巷道变形模式，为巷道支护和预报巷道围岩的破坏行为提供可靠依据，为+555及其以下水平的巷道围岩维护提供理论依据。2 测试地段地质与开采与支护情况2.1 地质情况采区属于天山褶皱带前缘与准噶尔盆地之前缘凹陷，古生届至新生界地层因不断槽受地壳运动的影响和断裂破坏，构造线均为东北西

3、南方向。乌鲁木齐矿区位于淮南煤田东南部，未二级构造带中的次级褶皱断裂带，多有短轴向斜，北协及逆冲断层组成，如：八道湾向斜，七道湾背斜，碗m沟逆冲断层等。大洪沟井田位于乌鲁木齐矿区东部，八道湾向斜南翼，为一单斜构造。井田煤层可采与局部可采共30层，以稳定和较稳定煤层为主。按夹矸一层以上即为复杂结构的标准，几乎全属复杂结构。夹矸厚度一般随煤层的增厚而增大。如厚达56.25m的B3+6煤层，夹矸厚度达6.31m，厚1.25m的B32煤层夹矸只有0.5m。主采煤层B1+2煤层位于J2X的底部，煤层最大厚度39.45m，最小厚度31.83m，平均厚度34.84m，含

4、夹矸11层，夹矸单层厚0.1~0.4m。直接顶为泥岩；间接顶为炭质泥岩。B3+6煤层位于B1+2煤层北部，与B1+2煤层相距53~62m，每层最大厚度52.3m，最小厚度39.85m，平均厚度49.13m。内含夹矸11~20层，夹矸总厚1~4.4m。矿体顶板围岩为煤体，质地致密坚硬，强度高，但节理裂隙发育，且生产过程中不断伴有强烈或轻微岩爆声响。受大的地质构造影响，局部岩体完整性较差，以块状或镶嵌结构为主，属不稳固岩体。局部构造断裂发育带及强烈蠕变带，煤岩破碎，以破裂结构或散体结构为主，属极不稳固岩体，掘进后需立即支护。 2.2 巷道变形与支护情况巷道变形

5、呈现整体规律，局部异常的变形情况。巷道变形总体呈现一定规律性，破坏主要出现在煤层顶板及底板端，即矿岩接触带附近，该位置大的变形集中出现在拱基线以下。如图1所示，在煤岩接触一端，变形极其明显，锚网时有破坏，而另一帮却基本完好，锚杆几乎看不出有受力变形的倾向，同时，变形主要集中在拱基线以下部位，巷道顶拱也基本能够保持完好。巷道多为新近开拓，且己进行了锚固支护，锚杆长2m，间排距均为0.6m。 图1拱基线以下巷道变形情况3 监测断面布局在巷道围岩内部变形研究中，松动圈测试和钻孔窥视是最常用的手段。选择了+555水平的四个准备巷作为测试段。布设了四组共6个测孔，各

6、监测点的位置如图2所示。其中B6巷南帮与B1巷北帮，即煤层顶底板有一个测孔，用来观测煤层顶底板松动圈范围，其余四个测孔为巷道顶板测孔。图2测孔布局4  围岩内部变形监测与分析4.1 监测仪器与工作原理巷道的内部变形监测，就是测量巷道围岩内部裂隙发育程度以及内部岩体膨胀等变形参数。测试仪器采用中国科学院武汉岩土力学研究所研制的RSM-SY5智能松动圈检测仪。针对工作面顶煤和相关回采巷道特点，为配合松动圈测试仪的监测，同时使用YS(B)钻孔窥视仪对围岩裂隙发育程度进行直接观测。松动圈测试仪主要是利用专用一发双收换能器在钻孔中测量岩土孔壁滑行波的波速来判断空周围

7、岩石的破碎程度。由于声波在不同介质中传播速度的差异性，只需检测出钻孔中出现异常波速的位置即可确定岩石的破碎范围。YS(B)钻孔窥视仪采用高清晰度探头及彩色显示设备，可分辨1mm的裂隙及不同岩性，与微机可直接连接，便于图像的实时显示。 (a)                                   (b)图3 RSM-SY5智能松动圈检测仪(a)与YS(B)钻孔窥视仪(b)4.2 测试结果与分析简单从巷道外观来看，B6巷顶板外形保持比较好，锚杆等基本很少能看到受力拉拔的状态，从监测数据来看，B6巷顶孔松动圈范围比较小，仅为1.4m左右，孔内变形也

8、小，裂隙发育较少。单从顶板支护来看，现有支护完全能够保持巷道的稳固