岩体应力条件对煤矿回采巷道支护变形和荷载的影响
2021-07-27王晓波
王晓波
(山西同煤集团朔州煤电公司,山西 大同 038300)
支架的变形和所受载荷均与地应力条件、岩层强度参数等采矿条件有关。了解这些参数之间的关系对于有效的回采巷道支护管理是必不可少的。尽管在回采巷道支护设计领域有大量的文献[1-2],但缺乏应力条件与回采巷道变化之间相关性的研究。
1 巷道地质及开采条件
回采巷道371222位于当地竖井安全柱附近。该区块被三个大构造所限制,分别为:西部振幅400 m的断块、北部振幅100 m的A断块和南部振幅10 m的B断块。37a层在该区域沉积,平均深度在地表以下1050 m,方向为西北方向,呈9°~15°。
37a煤层底板为4 m厚的细粒砂岩层,下覆1.2 m厚的37b(524)煤层。37b煤层底板为2 m厚的粉砂岩层,其次为3.1 m厚的中粒砂岩层。
水力测透仪测得顶板、底板和煤层的单轴抗压强度(UCS)分别为(平均值):56.19 MPa、55.00 MPa和9.50 MPa。计算结果表明,顶板钻孔取芯测井的平均RQD值可达85%。这两个参数(UCS和RQD)表明,靠近371222回采巷道的地层致密,质量良好。
2 测量方法
371222巷道周围岩体的应力状态和变形情况以及荷载作用在巷道上的测量工作是在为此专门准备的测量站进行的。测量站的示意图如图1所示。
首先,两个水井在回采巷道屋顶和侧壁Φ95 mm直径和长度:10.0 m,3.0 m(图1中1和2项)的透度计测试。根据试验结果确定了所研究的回采巷道周围岩石的强度。在穿透仪测试完成后,将钻孔摄像机插入钻孔中,以评估回采巷道s周围岩体的裂缝。第一次测量在长壁工作面前方约180 m处进行,随后的测量在工作面接近时进行。
在井下试验中,在采场顶板内的测点上使用了两个长度为2.4 m、直径为22 mm的仪器化钢锚杆(图1中第3项)。……
