马雪鹏

（晋城集团寺河煤矿 生产技术管理部，山西 晋城048204）

1 前言

某矿井田面积约230 km2，南北走向约12 km，东西倾斜约23 km，全井田可采煤层分为3#、9#、15#三层煤层，总厚度10.32 m。伴随煤矿开采的深度、广度向更大范围发展，矿山岩体的应力环和破坏特性都有了较大变化，因此，对围岩体进行地应力测试研究，意义重大。

为给煤矿生产提供力学保障，并为即将开拓的15#煤巷道锚杆支护设计提供科学可靠的地质力学基础数据，有必要对矿区15#煤进行系统的地应力测试实验，以便补充矿井地质力学数据资料，同时为盘区工作面的支护设计、巷道维护等提供基础技术参数，进而使矿井生产、建设更加合理和安全。

2 地应力测量研究

2.1 地应力测试原理

对于平面应力测量，水压致裂法有三个基本假设条件：(1) 岩石呈线弹性，同时各个方向同性；(2) 岩石的主应力中，有一个主方向和钻孔轴平行；(3) 岩体是完整的，具有非渗透性。所以，水压致裂法的力学模型，可以看作是一个平面力学问题，类似于相互垂直的两个水平应力σ1、σ2，同时作用于一个带圆孔的无限大的平面之上。依据弹性力学，通过计算，圆孔孔壁相互垂直的M、N 两点的应力(见图1)为

如果σ1＞σ2，那么σM＜σN，故当在圆孔内液压大于围岩的承压时，将在最小切向应力上，产生张破裂。同时，沿垂直于最小压应力方向，破裂将继续延伸。通常，我们将使孔壁产生破裂的外加液压Pb称为临界破裂压力[1]，孔壁破裂处的应力集中加上岩石的抗拉强度T，等于临界……