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立體式巷道礦壓觀測(cè)與分析
利用科學(xué)的觀測(cè)方法、先進(jìn)的觀測(cè)儀器儀表和計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)對(duì)巷道進(jìn)行礦壓觀測(cè),能極大地提升工作效率和觀測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性、科學(xué)性,具有廣闊的應(yīng)用前景。
摘要：通過(guò)對(duì)陸成礦井下巷道立體式礦壓觀測(cè)分析，掌握了該礦巷道圍巖應(yīng)力受采空、構(gòu)造影響后應(yīng)力變化和支護(hù)工藝改進(jìn)措施，為現(xiàn)場(chǎng)支護(hù)設(shè)計(jì)及井巷工程質(zhì)量管理提供完善、準(zhǔn)確的資料，以直接指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐，解決工程支護(hù)設(shè)計(jì)難題。
關(guān)鍵詞：立體式觀測(cè);巷道礦壓;錨桿(索)支護(hù)
礦山壓力現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)研究法是直接面對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)礦壓顯現(xiàn)的宏觀現(xiàn)象進(jìn)行觀測(cè)和記錄，同時(shí)利用各種儀表、工具觀測(cè)采場(chǎng)圍巖變形、位移、頂?shù)装迤茐摹⒅Ъ苁茌d及壓縮等。從動(dòng)態(tài)分析研究中發(fā)現(xiàn)對(duì)采場(chǎng)礦壓顯現(xiàn)有明顯影響的巖層運(yùn)動(dòng)的條件、時(shí)間和方向以及采場(chǎng)周?chē)С袎毫Φ姆植甲兓癄顩r，解決現(xiàn)場(chǎng)礦壓控制問(wèn)題[1]。
陸成礦為山西省2009年資源整合基建礦井，批準(zhǔn)開(kāi)采2-11號(hào)煤層，該礦地質(zhì)條件復(fù)雜，水文地質(zhì)中等，屬瓦斯礦井。井巷工程施工期間遇斷層較多，其中大于2m的斷層4條，70m以上的斷層1條，采空區(qū)下掘進(jìn)巷道達(dá)1100m。為嚴(yán)格落實(shí)礦井初步設(shè)計(jì)方案，在采空區(qū)、構(gòu)造區(qū)域合理選擇掘進(jìn)巷道支護(hù)類(lèi)型，確保巷道服務(wù)年限達(dá)設(shè)計(jì)要求，同時(shí)也為礦井投產(chǎn)后巷道掘進(jìn)、支護(hù)類(lèi)型選擇提供依據(jù)。巷道礦壓觀測(cè)的內(nèi)容包括：巷道圍巖應(yīng)力、巷道圍巖移動(dòng)、支架變形、支架載荷[2]。
1 立體式巷道礦壓觀測(cè)目的
巷道礦壓觀測(cè)就是研究巷道受礦井構(gòu)造、采空區(qū)影響的程度及采取聯(lián)合支護(hù)后巷道壓力顯現(xiàn)規(guī)律，為礦井巷道支護(hù)、指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)提供完善、準(zhǔn)確的資料[3-4]。
1)正常支護(hù)下巷道礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及支護(hù)效果檢驗(yàn)。
2)地質(zhì)構(gòu)造、采空區(qū)附近聯(lián)合支護(hù)情況下巷道礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及支護(hù)效果檢驗(yàn)[5]。
3)修正支護(hù)設(shè)計(jì)后巷道礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及支護(hù)效果檢驗(yàn)。
2 立體式巷道礦壓觀測(cè)方法及測(cè)點(diǎn)布置
2.1觀測(cè)方法
1)采用兩基點(diǎn)橫置式頂板離層儀觀測(cè)頂板離層量及變化范圍、周期。
2)采取觀測(cè)巷道頂?shù)装逡平康姆椒ㄕ莆障锏朗軌鹤冃�、破碎開(kāi)裂程序。
3)采用錨桿(索)測(cè)力計(jì)觀測(cè)錨桿(索)受壓情況。
2.2觀測(cè)周期
地質(zhì)構(gòu)造、采空區(qū)附近布置的巷道1個(gè)月內(nèi)每班觀測(cè)收集1次數(shù)據(jù)，壓力穩(wěn)定后每5d讀數(shù)1次，修正巷道支護(hù)后每天收集1次數(shù)據(jù)，堅(jiān)持1周，之后每5d讀數(shù)1次。
2.3測(cè)點(diǎn)布置
1)采用錨桿、錨噴支護(hù)的煤巷、半煤巖巷，與地質(zhì)構(gòu)造、采空區(qū)距離大于30m的巷道，每100m設(shè)置1組觀測(cè)站。
2)巷道布置于地質(zhì)構(gòu)造帶、采空區(qū)附近及巷道交叉點(diǎn)位置加設(shè)1組觀測(cè)站。
3)頂板離層儀、錨桿(索)壓力計(jì)安裝于巷道頂板正中位置，該礦未在兩幫安裝錨桿壓力計(jì)。
4)巷道變形量觀測(cè)點(diǎn)布置，見(jiàn)第67頁(yè)圖1。
2.4人員組織
1)成立頂板、礦壓觀測(cè)組，配備3~5名專(zhuān)職人員。
2)原始數(shù)據(jù)專(zhuān)人保管，分析材料由礦總工程師審核。
3 礦壓觀測(cè)成果的應(yīng)用
礦壓觀測(cè)過(guò)程就是成果應(yīng)用的過(guò)程。在礦壓觀測(cè)過(guò)程中，要按時(shí)總結(jié)礦壓顯現(xiàn)的變化規(guī)律，整理檢測(cè)資料，編寫(xiě)和分析研究報(bào)告，使礦壓觀測(cè)成果及時(shí)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，為安全生產(chǎn)提供支持與保障[6-7]。
4 立體式巷道礦壓分析手段
1)現(xiàn)場(chǎng)填寫(xiě)讀數(shù)臺(tái)賬，及時(shí)填寫(xiě)統(tǒng)計(jì)表，直觀掌握巷道受壓變化周期，穩(wěn)定期[8-9]。
2)用曲線變化圖動(dòng)態(tài)反映巷道礦壓顯現(xiàn)，驗(yàn)證巷道支護(hù)效果，修正巷道支護(hù)設(shè)計(jì)。2011年頂板離層儀觀測(cè)數(shù)值見(jiàn)表1。
通過(guò)近三年的觀測(cè)分析，該礦構(gòu)造帶附近、采空30m附近采用錨噴(噴厚200mm)+鋼棚(11#礦工鋼、29U型鋼)支護(hù)可以保證巷道圍巖穩(wěn)定，滿足安全使用，能夠達(dá)到設(shè)計(jì)服務(wù)年限。
5 經(jīng)濟(jì)效益分析
原采用鋼筋混凝土支護(hù)，預(yù)算為14932元/m，采用錨噴+架棚聯(lián)合支護(hù)，支護(hù)成本為7544元/m，1100m巷道可節(jié)約成本近813萬(wàn)元。
6 結(jié)束語(yǔ)
利用科學(xué)的觀測(cè)方法、先進(jìn)的觀測(cè)儀器儀表和計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)對(duì)巷道進(jìn)行礦壓觀測(cè),能極大地提升工作效率和觀測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性、科學(xué)性,具有廣闊的應(yīng)用前景。
該技術(shù)能夠全面、有效地反映巷道壓力顯現(xiàn)規(guī)律，為礦井巷道支護(hù)設(shè)計(jì)提供及時(shí)、準(zhǔn)確的依據(jù)，適用于基建、技改礦井原始數(shù)據(jù)收集及構(gòu)造帶、采空區(qū)附近布置巷道支護(hù)設(shè)計(jì)驗(yàn)證。
參考文獻(xiàn)：
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