王村礦輔運(yùn)大巷支護(hù)合理性現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試分析

摘 要：為驗(yàn)證王村礦輔運(yùn)大巷支護(hù)的合理性，本文從理論分析和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)兩個(gè)方面進(jìn)行。采用鉆孔電子內(nèi)窺攝像儀對(duì)巷道圍巖在掘進(jìn)過程中的松動(dòng)范圍進(jìn)行探測(cè)與分析，在此基礎(chǔ)上通過已有的理論驗(yàn)算巷道支護(hù)參數(shù)，通過在現(xiàn)場(chǎng)布置頂板離層儀等設(shè)備用來監(jiān)測(cè)頂板下沉量和兩幫移近量，從而驗(yàn)證原支護(hù)方式的合理性。

關(guān)鍵詞：巷道支護(hù);松動(dòng)圈理論;支護(hù)參數(shù);現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

0 前言

當(dāng)井巷處于高地應(yīng)力的環(huán)境之中，殘余構(gòu)造應(yīng)力增加了采掘的作業(yè)難度，也為巷道支護(hù)帶來了困難。松動(dòng)圈支護(hù)理論作為巷道支護(hù)的主要參考依據(jù)，意在控制圍巖的剪脹變形和吸水膨脹性變形[1，2]。宋宏偉等[3]通過理論分析、相似模型試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試提出了關(guān)于巷道圍巖松動(dòng)圈理論的幾個(gè)觀點(diǎn)，深化了支護(hù)理論。于忠久等[4]通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和分析驗(yàn)證了松動(dòng)圈理論在巷道支護(hù)中的合理性。許多學(xué)者也進(jìn)行了松動(dòng)圈測(cè)試得相關(guān)研究，靖洪文等[5]提出了將鉆孔攝像技術(shù)應(yīng)用于松動(dòng)圈測(cè)試;徐坤等[6]總結(jié)出深埋隧道圍巖松動(dòng)圈探測(cè)技術(shù);黃鋒等[7]基于D-P準(zhǔn)則推導(dǎo)出了松動(dòng)圈的彈塑性理論和損傷理論計(jì)算方法，給出了快速確定松動(dòng)圈范圍的方法。楊旭旭等[8]對(duì)比分析了常用測(cè)試松動(dòng)圈的方法。計(jì)算機(jī)的發(fā)展也為巷道圍巖松動(dòng)圈支護(hù)理論的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，周志華[9]采用數(shù)值分析軟件分別研究了不同條件下圍巖松動(dòng)圈的范圍，使松動(dòng)圈支護(hù)理論更加完善。

1 工程概況

輔運(yùn)大巷沿山4頂板掘進(jìn)，層厚2.9m。巷道采用“錨噴”支護(hù)，錨桿長(zhǎng)2400mm，間排距800mm×900mm，噴漿厚100mm。

2 支護(hù)效果分析

為了評(píng)價(jià)支護(hù)方式的合理性，采用松動(dòng)圈測(cè)試和礦壓監(jiān)測(cè)的方法。

2.1 松動(dòng)圈測(cè)試及分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)條件，在頂板打2個(gè)深度均為7.0m的窺視孔，如圖1所示。

2.1.1 鉆孔圖像及分析

在0.4m處有明顯裂隙，1.4m處出現(xiàn)環(huán)向裂隙，在1.8m～2.2m處有崩解形裂隙，破裂程度高，可能是圍巖受側(cè)向約束和切應(yīng)力擠壓作用后導(dǎo)致。在3.4m～4.3m處有微小裂隙，此范圍內(nèi)的層理及節(jié)理較發(fā)育。在5.3m處出現(xiàn)多短小的縱向裂隙，說明此范圍受拉剪應(yīng)力作用，但由于巖體強(qiáng)度較高，未出現(xiàn)大的破碎。在6.4m處結(jié)構(gòu)完整。因此，可以初步推斷塑性區(qū)大約在4.5m內(nèi)，松動(dòng)圈在1.4m內(nèi)。

2.1.2 支護(hù)合理性分析

圍巖松動(dòng)圈可分為三種類型，當(dāng)LP≤40cm時(shí)，為小松動(dòng)圈，當(dāng)40

將LP=140cm代入式（1）和式（2），可得錨桿長(zhǎng)度L=1850mm，間排距a=1000mm，由此可知，實(shí)際支護(hù)參數(shù)滿足理論計(jì)算值。

2.2 巷道位移監(jiān)測(cè)

頂板下沉量、兩幫移近量結(jié)果如圖2所示。從圖2可看出，兩幫最大移近量為112mm，頂板最大下沉量為37mm。

巷道圍巖變形在合理范圍內(nèi)。

3 結(jié)論

通過鉆孔窺視，數(shù)值模擬和礦壓監(jiān)測(cè)得到以下結(jié)論：①二水平軌道大巷塑性區(qū)在4.5m以內(nèi)，松動(dòng)圈在1.4m以內(nèi);②基于松動(dòng)圈測(cè)試結(jié)果，采用理論公式計(jì)算確定巷道支護(hù)參數(shù)，錨桿長(zhǎng)度=1850mm，間排距a=1000mm，實(shí)際支護(hù)方式滿足理論計(jì)算值;③通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，兩幫變形平均值為112mm，頂部下沉量為37mm，在巷道允許變形范圍內(nèi)，說明支護(hù)方式合理。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

孟憲峰（1989- ），男，山西省朔州市山陰縣，2015年畢業(yè)于太原科技大學(xué)華科學(xué)院機(jī)械制造及自動(dòng)化（礦機(jī)）系，大同煤礦集團(tuán)王村煤業(yè)公司技術(shù)科技術(shù)員，助理工程師，主要從事煤礦開采開拓工作。