耿村煤矿围岩松动圈测试研究与应用.pdf

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1、露天采矿技术2012年第1期·43·耿村煤矿围岩松动圈测试研究与应用任春星，孙小岩，时志伟(义马煤业集团常村煤矿，河南义马472431)摘要：通过对耿村煤矿12170工作面回风巷在回采期间的围岩松动圈测试，验证12170工作面回风巷支护参数是否合理。通过对测试结果的对比分析得12170工作面回风巷围岩松动圈在2．8～3．2m，围岩属于V～Ⅵ类的软岩；I司时得出了大围岩松动圈是回采期间回风平巷变形破坏严重的主要原因。关键词：松动圈；回风巷；锚杆支护；软岩中图分类号：I'D326文献标识码：B文章编号：1671—9816(2012)O1—0043—031前言松动圈测试实质上是应用超声波在

2、不同介质中传播速度不同，来预测围岩的破坏情况。根据弹性理围岩分类的目的在于恰当评定巷道围岩在其所论，由弹性波的波动方程通过弹性力学空间问题的处环境条件下巷道支护的难易程度，判明支护的主静力方程推导，可得出超声波纵波波速与介质的弹要对象，以便更好地选择支护方式，确定支护参数。性参数之间的关系。围岩松动圈分类法自20世纪80年代初在我国开始，一．厂—取丁厂现场应用至今，先后在多个矿区各类围岩中进行了一VP(1一／a,)(1—2)工业性试验。实践证明，围岩松动圈分类法抓住了支I，一^厂—广护的主要对象，所确定的支护形式及支护参数符合一V2p(1+肛)现场实际，值得推广应用。式中：。一煤体的

3、纵波速度；一煤体的横波速目前，国内外在煤矿巷道中，主要采用锚网。巷度；煤体的弹性模量；体的泊松比；p一煤道围岩松动圈的：大小是确定锚杆长度的主要依据，体的密度。同时也是对巷道围岩稳定性进行评价的重要依据。从上式中可以看出，超声波在煤体中的传播速度与煤体的弹性模量、泊松比以及密度有关，而煤体2工程概况的弹性模量、泊松比和密度与煤块自身抗压强度、密耿林煤矿12：170工作面南部为已回采的12190实程度直接相关。因此煤体的波速就可以间接反映工作面，西部为2．一3煤轨道下山，东部为已报废的东煤块抗压强度以及内部破坏情况，通过回采巷道两一采区，北部为未回采的2—3煤实体。顶、底板岩性与帮不同

4、深度处声时和波速的变化规律，可以确定巷12190工作面近似：顶板灰黑色泥岩，具隐蔽水平层道周围围岩的松动圈大小。理，含少量植物化石碎片，致密坚硬，厚度37423．2测试仪器m；底板灰黑色泥岩，具光滑镜面，含少量炭化植物12170工作面皮带巷围岩松动圈测试采用中国化石碎片，厚度4～6m。底板与2—3煤之间为煤矸互矿业大学生产的超声波无损检测分析仪。本仪器应叠层，厚度为1～2m。12170工作面切眼长175m，上用于煤体测试，通过对被测煤体声波参数的测试，可巷长1266m，下巷长1180in。以对煤体内部结构进行分析，判断煤体内部破坏情况。巷道松动圈测试采用一发一收的单孔测试传感3测试原

5、理及仪器器，发射与接收装置之间的距离为200mm。3·1测试原理4测点布置方案及观测结果分析收稿日期：2011—08-214．1松动圈测点布置方案作者简介：任春星(1969一)，男，河南陕县人，工程师，2010年毕业于河南理工大学，现任义煤集团耿村煤矿副矿12170皮带巷与将要掘进的12170轨道巷相邻，长，从事矿山技术与管理工作。为了解耿村矿回采巷道的围岩破坏情况，定于在·44·露天采矿技术2012年第1期12170皮带巷进行松动圈测试。置没有测到读数，同样可能是由于裂隙比较发育或松动圈测试共布置6个测站，每一个测站布置水没有流到孔底由裂隙渗漏没有起到耦合作用所2个点，分别在巷道的

6、两帮腰线位置，共计12个测致。在距孑L口2．0～2．1m波速基本相对恒定，松动孔。由于煤帮相对岩巷比较软，测量钻孔采用煤电钻圈的范围为2．1m左右。打孑L。钻孑L方位基本与巷道垂直，钻头直径42mm，从测孔V一2测试结果可以看出，煤体的最高声孔深在3．5～4m，孔间距为18rfl。速为952m／s，而最低声速为502m／s波速随孔深均12170工作面皮带巷围岩松动圈测试采用单孔有逐渐增大的趋势。孔口和中间部位及孔底部部分测试法，测孔钻成后及时进行了测试。测试前用压位置没有测到读数，同样可能是由于裂隙比较发育力水冲洗每个NTL，把测孑L中的煤岩粉冲洗干净，耦或水没有流到孑L底由裂隙渗漏

7、没有起到耦合作用所合方式采用水耦合。声波无损检测分析仪连接探头致。松动圈的范围为1．81TI左右。通电预热后，用推杆将探头送人孔底，同时采用4分通过对耿村矿12170工作面皮带巷6个测站，胶皮管向钻孔中注水，为了保证仪器发射与接收装共计12个测孔测试情况可以看出，该回采巷道围岩置充分与煤体耦合，采用胶皮管水头与探头同步移的松动圈范围比较大，上帮松动圈的范围均大于1．8动的方式。用推杆将探头向外每移动20om读一次表1煤块声波测试结果声时，直到孔口为止。序号