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(tǒng)對巷道進行礦壓觀測,能極大地提升工作效率和觀測結(jié)果的準確性、科學性,具有廣闊的應(yīng)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(yīng)力受采空、構(gòu)造影響后應(yīng)力變化和支護工藝改進措施，為現(xiàn)場支護設(shè)計及井巷工程質(zhì)量管理提供完善、準確的資料，以直接指導生產(chǎn)實踐，解決工程支護設(shè)計難題。
關(guān)鍵詞：立體式觀測;巷道礦壓;錨桿(索)支護
礦山壓力現(xiàn)場觀測研究法是直接面對生產(chǎn)現(xiàn)場對礦壓顯現(xiàn)的宏觀現(xiàn)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?shù)装迤茐�、支架受載及壓縮等。從動態(tài)分析研究中發(fā)現(xiàn)對采場礦壓顯現(xiàn)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(xiàn)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(zhì)條件復雜，水文地質(zhì)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(qū)下掘進巷道達1100m。為嚴格落實礦井初步設(shè)計方案，在采空區(qū)、構(gòu)造區(qū)域合理選擇掘進巷道支護類型，確保巷道服務(wù)年限達設(shè)計要求，同時也為礦井投產(chǎn)后巷道掘進、支護類型選擇提供依據(jù)。巷道礦壓觀測的內(nèi)容包括：巷道圍巖應(yīng)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(gòu)造、采空區(qū)影響的程度及采取聯(lián)合支護后巷道壓力顯現(xiàn)規(guī)律，為礦井巷道支護、指導工程設(shè)計提供完善、準確的資料[3-4]。
1)正常支護下巷道礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及支護效果檢驗。
2)地質(zhì)構(gòu)造、采空區(qū)附近聯(lián)合支護情況下巷道礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及支護效果檢驗[5]。
3)修正支護設(shè)計后巷道礦壓顯現(xiàn)規(guī)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?shù)装逡平康姆椒ㄕ莆障锏朗軌鹤冃�、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(zhì)構(gòu)造、采空區(qū)附近布置的巷道1個月內(nèi)每班觀測收集1次數(shù)據(jù)，壓力穩(wěn)定后每5d讀數(shù)1次，修正巷道支護后每天收集1次數(shù)據(jù)，堅持1周，之后每5d讀數(shù)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(zhì)構(gòu)造、采空區(qū)距離大于30m的巷道，每100m設(shè)置1組觀測站。
2)巷道布置于地質(zhì)構(gòu)造帶、采空區(qū)附近及巷道交叉點位置加設(shè)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(shù)據(jù)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(yīng)用
礦壓觀測過程就是成果應(yīng)用的過程。在礦壓觀測過程中，要按時總結(jié)礦壓顯現(xiàn)的變化規(guī)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(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，為安全生產(chǎn)提供支持與保障[6-7]。
4 立體式巷道礦壓分析手段
1)現(xiàn)場填寫讀數(shù)臺賬，及時填寫統(tǒng)計表，直觀掌握巷道受壓變化周期，穩(wěn)定期[8-9]。
2)用曲線變化圖動態(tài)反映巷道礦壓顯現(xiàn)，驗證巷道支護效果，修正巷道支護設(shè)計。2011年頂板離層儀觀測數(shù)值見表1。
通過近三年的觀測分析，該礦構(gòu)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(wěn)定，滿足安全使用，能夠達到設(shè)計服務(wù)年限。
5 經(jīng)濟效益分析
原采用鋼筋混凝土支護，預(yù)算為14932元/m，采用錨噴+架棚聯(lián)合支護，支護成本為7544元/m，1100m巷道可節(jié)約成本近813萬元。
6 結(jié)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(tǒng)對巷道進行礦壓觀測,能極大地提升工作效率和觀測結(jié)果的準確性、科學性,具有廣闊的應(yīng)用前景。
該技術(shù)能夠全面、有效地反映巷道壓力顯現(xiàn)規(guī)律，為礦井巷道支護設(shè)計提供及時、準確的依據(jù)，適用于基建、技改礦井原始數(shù)據(jù)收集及構(gòu)造帶、采空區(qū)附近布置巷道支護設(shè)計驗證。
參考文獻：
[1]唐建泉,粟才全,李英德.現(xiàn)場礦壓觀測方案設(shè)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(shù)[M].江蘇:中國礦業(yè)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(yè)出版社,1984.
[4]張榮立,何國緯,李鐸.采礦工程設(shè)計手冊[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,2002.
[5]魏錦平.綜放面頂煤壓裂規(guī)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(xiàn)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(shè)計理論與應(yīng)用研究[D].阜新:遼寧工程技術(shù)大學,2005:25-33.
[8]宋選民,顧鐵鳳.構(gòu)造裂隙對巷道穩(wěn)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(fā)礦井瓦斯爆炸可能性的實驗探索[J].煤炭學報,2005(3):35-37.
【立體式巷道礦壓觀測與分析】相關(guān)文章：
油井壓裂的風險分析與安全對策論文03-09
普通雨量器降水量觀測誤差的分析論文03-09
沉降觀測和位移觀測技術(shù)的綜合應(yīng)用的論文03-23
骨科壓瘡及壓瘡高危病人的護理管理12-12
中壓配電通信網(wǎng)中光纖通信技術(shù)的應(yīng)用分析12-09
簡要分析化工企業(yè)常壓容器使用安全與管理論文05-30
樁端后壓漿對提高鉆孔灌注樁承載力的作用機理分析論文11-25
指掌側(cè)固有動脈的斷層觀測12-11
- 相關(guān)推薦