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立體式巷道礦壓觀測與分析
利用科學的觀測方法、先進的觀測儀器儀表和計算機管理系統對巷道進行礦壓觀測,能極大地提升工作效率和觀測結果的準確性、科學性,具有廣闊的應用前景。
摘要：通過對陸成礦井下巷道立體式礦壓觀測分析，掌握了該礦巷道圍巖應力受采空、構造影響后應力變化和支護工藝改進措施，為現場支護設計及井巷工程質量管理提供完善、準確的資料，以直接指導生產實踐，解決工程支護設計難題。
關鍵詞：立體式觀測;巷道礦壓;錨桿(索)支護
礦山壓力現場觀測研究法是直接面對生產現場對礦壓顯現的宏觀現象進行觀測和記錄，同時利用各種儀表、工具觀測采場圍巖變形、位移、頂底板破壞、支架受載及壓縮等。從動態分析研究中發現對采場礦壓顯現有明顯影響的巖層運動的條件、時間和方向以及采場周圍支承壓力的分布變化狀況，解決現場礦壓控制問題[1]。
陸成礦為山西省2009年資源整合基建礦井，批準開采2-11號煤層，該礦地質條件復雜，水文地質中等，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，采空區下掘進巷道達1100m。為嚴格落實礦井初步設計方案，在采空區、構造區域合理選擇掘進巷道支護類型，確保巷道服務年限達設計要求，同時也為礦井投產后巷道掘進、支護類型選擇提供依據。巷道礦壓觀測的內容包括：巷道圍巖應力、巷道圍巖移動、支架變形、支架載荷[2]。
1 立體式巷道礦壓觀測目的
巷道礦壓觀測就是研究巷道受礦井構造、采空區影響的程度及采取聯合支護后巷道壓力顯現規律，為礦井巷道支護、指導工程設計提供完善、準確的資料[3-4]。
1)正常支護下巷道礦壓顯現規律及支護效果檢驗。
2)地質構造、采空區附近聯合支護情況下巷道礦壓顯現規律及支護效果檢驗[5]。
3)修正支護設計后巷道礦壓顯現規律及支護效果檢驗。
2 立體式巷道礦壓觀測方法及測點布置
2.1觀測方法
1)采用兩基點橫置式頂板離層儀觀測頂板離層量及變化范圍、周期。
2)采取觀測巷道頂底板移近量的方法掌握巷道受壓變形、破碎開裂程序。
3)采用錨桿(索)測力計觀測錨桿(索)受壓情況。
2.2觀測周期
地質構造、采空區附近布置的巷道1個月內每班觀測收集1次數據，壓力穩定后每5d讀數1次，修正巷道支護后每天收集1次數據，堅持1周，之后每5d讀數1次。
2.3測點布置
1)采用錨桿、錨噴支護的煤巷、半煤巖巷，與地質構造、采空區距離大于30m的巷道，每100m設置1組觀測站。
2)巷道布置于地質構造帶、采空區附近及巷道交叉點位置加設1組觀測站。
3)頂板離層儀、錨桿(索)壓力計安裝于巷道頂板正中位置，該礦未在兩幫安裝錨桿壓力計。
4)巷道變形量觀測點布置，見第67頁圖1。
2.4人員組織
1)成立頂板、礦壓觀測組，配備3~5名專職人員。
2)原始數據專人保管，分析材料由礦總工程師審核。
3 礦壓觀測成果的應用
礦壓觀測過程就是成果應用的過程。在礦壓觀測過程中，要按時總結礦壓顯現的變化規律，整理檢測資料，編寫和分析研究報告，使礦壓觀測成果及時轉化為生產力，為安全生產提供支持與保障[6-7]。
4 立體式巷道礦壓分析手段
1)現場填寫讀數臺賬，及時填寫統計表，直觀掌握巷道受壓變化周期，穩定期[8-9]。
2)用曲線變化圖動態反映巷道礦壓顯現，驗證巷道支護效果，修正巷道支護設計。2011年頂板離層儀觀測數值見表1。
通過近三年的觀測分析，該礦構造帶附近、采空30m附近采用錨噴(噴厚200mm)+鋼棚(11#礦工鋼、29U型鋼)支護可以保證巷道圍巖穩定，滿足安全使用，能夠達到設計服務年限。
5 經濟效益分析
原采用鋼筋混凝土支護，預算為14932元/m，采用錨噴+架棚聯合支護，支護成本為7544元/m，1100m巷道可節約成本近813萬元。
6 結束語
利用科學的觀測方法、先進的觀測儀器儀表和計算機管理系統對巷道進行礦壓觀測,能極大地提升工作效率和觀測結果的準確性、科學性,具有廣闊的應用前景。
該技術能夠全面、有效地反映巷道壓力顯現規律，為礦井巷道支護設計提供及時、準確的依據，適用于基建、技改礦井原始數據收集及構造帶、采空區附近布置巷道支護設計驗證。
參考文獻：
[1]唐建泉,粟才全,李英德.現場礦壓觀測方案設計[D].北京:煤炭科學研究總院北京開采研究所,2008:1-12.
[2]周楚良.礦山壓力實測技術[M].江蘇:中國礦業大學出版社,1987.
[3]錢鳴高,劉聽成.礦山壓力及其控制[M].北京:煤炭工業出版社,1984.
[4]張榮立,何國緯,李鐸.采礦工程設計手冊[M].北京:煤炭工業出版社,2002.
[5]魏錦平.綜放面頂煤壓裂規律及成拱機理研究[D].太原:太原理工大學,2004:11-21.
[6]唐建新.礦井非典型動力現象及評價方法[D].重慶:重慶大學,2004:13-25.
[7]李東.基于可靠性的錨桿支護設計理論與應用研究[D].阜新:遼寧工程技術大學,2005:25-33.
[8]宋選民,顧鐵鳳.構造裂隙對巷道穩定性影響的評價方法[J].太原理工大學學報,2001(6):27-29.
[9]吳育華,吳立新,鐘聲,等.巖石撞擊引發礦井瓦斯爆炸可能性的實驗探索[J].煤炭學報,2005(3):35-37.
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