宁煤东矿区巷道围岩地质力学特征分析.pdf

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1、48煤矿支护2011年第1期石家庄中蝮杯l评论文宁煤东矿区巷道围岩地质力学特征分析张力生[神华宁夏煤业集团有限责任公司，宁夏银川750011J摘要通过对巷道围岩地质力学测试试验研究，对枣泉煤矿地质条件、地应力分布、巷道围岩强度和围岩的节理裂隙分布有了比较详细的了解，为宁东矿区类似条件的矿井进行锚杆支护设计提供了重要的基础数据。关键词地质力学测试研究泉煤矿进行地质力学原位测试工作。前言1地质概况巷道围岩是一个极其复杂的地质体。与其它工程材料相比，它具有两大特点：其一枣泉煤矿12208工作面开采二煤，设计是岩体内部含有各种各样的不连续面，如节走

2、向长度1999m，倾斜长度l75m，工作面理、裂隙等，这些不连续面的存在显著改变倾角24．5～31。，西侧为正在回采的12206了岩体的强度特征和变形特征，致使岩块与工作面，中间为30．5m的煤柱，东侧为设岩体的强度相差悬殊；其二是岩体含有内应计的12210工作面，上部为设计的12106工力，地应力场的大小和方向都显著影响着围作面(见图7—1，12208工作面平面布置岩的变形和破坏。因此，一切与围岩有关的图)。辅运巷沿2煤层底板布置，12208工工作，如巷道布置、巷道支护设计，特别是作面胶带运输巷、辅助运输巷之间煤柱按照锚杆支护设计，都离不

3、开对围岩地质力学特巷中对巷中35m设计，净煤柱30．5m。巷征的充分了解。为了对采矿工程进行科学合道长2412m。巷道标高为+1066．916～+理地开挖设计和施工，就必须对影响工程稳1113．114m，地面标高为+1347～+定性的各种因素进行充分调查。在诸多的影1365m，巷道埋深在300m左右。响岩体开挖工程稳定性的因素中，地应力状二煤为黑色半暗型，宽条状结构，内生态是最重要最根本的因素之一。近几年来，节理发育，煤层平均厚度为7．88m，普氏硬随着煤巷锚杆支护技术的迅速发展，作为该度系数f值为1．6～1．9，容重1．31～技术中的关键

4、内容之一，巷道围岩地质力学1．35t／m。；二煤顶板以厚2．0～4．Om炭质测试也逐步得到重视，测试结果应用于支护泥岩为主，次之为炭质细砂岩，炭质泥岩具设计，显著提高了支护设计的合理性和可靠滑面，易脱层，遇水膨胀变软，其上为性。4．5m左右的细粒砂岩。二煤底板以厚因此，为了全面系统地掌握宁东矿区的3．Om左右炭质泥岩和炭质粉砂岩为主，其地应力、围岩强度、围岩结构等力学参数，中泥岩遇水极易膨胀变形；二层煤在中下部为巷道支护及开采提供科学、合理的基础数偶尔夹2～3层20～240mm的夹矸，夹矸不据，神华宁夏煤业集团公司与天地科技股份连续、不稳定

5、。枣泉煤矿12208工作面二煤有限公司合作，对宁东矿区具有代表性的枣柱状如图1所示。2011年第1期煤矿支护49州-名称柱状厚度／m岩性特征描述为10m。在水平孔和垂直孔的前10m进行蛐粒砂岩色、搛灰色．水围岩强度测定；在垂直孔中进行地应力测平层弹．块状·l-I-灰黑色，磺厦岔最量；钻孔节理裂隙窥视在测站顶板孔中进碳质细砂肯ll·一}F逐新增高含沥青质行，深度不小于6m。测试站布置如图2所，-I~l-I捉黑色．片状渡碳质泥崭一~-l-l-240状层理，精晰．完示。l-Ii—I—I整性好．易脱层擞质泥岩舭黑色．松软破碎黑色，半暗型．参蔗状斯【

6、j．F郝为半亮型，沥青丝绢光泽．结构单一．__蠖稳定性好。中r部偶见卜2层50nlu以内夹矸．碳质细砂崧为主炭厦泥岩深灰色．含碳J阿．遇水尘软炭瞌粉砂岩260灰色一袄内色，渡状层蜒图112208工作面二煤综合柱状图2测试图212208T作面地应力测站布I示薏图2．1测试位置布置2．2地应力测量为了比较全面地了解巷道围岩地质力学通过顶板结构观测，采用水压致裂地应性质，必须进行全面、系统的地质力学测力测量段进行标定，分别对每个测站的测量试。测试内容包括：段进行压裂，利用SYY一56型水压致裂地①巷道围岩强度测定，采用测试仪器为应力测量仪对压裂过

7、程中的压力和时间进行BHS一56型围岩强度测定装置，布设8个实时采集，得到每个测站的水力压裂曲线。测孑L；根据采集到的曲线通过软件分析得到应力计②地应力测量，采用测试仪器SYY一56算所需要的破裂压力、重张压力和瞬时关闭型水压致裂地应力测量仪，布设4个测孔；压力。分别得到最大水平主应力、最小水平③钻孔节理裂隙观察，采用测试仪器为主应力和垂直应力值。FS75×20钻孔窥视仪，布设4个测孔。孑L壁岩石的压裂完成后，对压裂部位进结合巷道支护设计和整个煤矿基础参数行了印模和定向，以便取得水压裂缝的走的需要，在东翼采区12208工作面皮带巷布向。结合

8、电子指南针北向与印模器基线夹置4个测站，每个测站打一个垂直向上的钻角，印模基线和压裂裂缝之间的夹角，可以孔，其深度为20m，打一水平钻孔，其深度得到每个测站各个应力的方向。表1地