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采准巷道矿山压力监测
1、巷道围岩变形与破坏
2、巷道围岩变形破坏监测方法
3、巷道支护质量监测;自然因素
(1)岩石性质及构造特征。巷道掘进遇到强度较低的软弱岩层(如泥质胶结的页岩等)时很容易发生冒顶,但一般情况下规模及强度比较小。坚硬岩层(如砂岩等)受力后不易变形和破坏,巷道掘进过程中也不易发生冒落,然而一旦发生冒落,其规模及强度可能较大。岩石的构造持征对巷道变形破坏性质和规模也有影响,如巷道顶板中有弱面(煤线、弱层理面等)时,就容易引起顶板岩层的离层甚至冒顶。
(2)开采深度。随着开采深度的增加,巷道上覆岩层重量增大,形成的支承应力变大,巷道的变形及破坏的可能性也将增大。此外地下岩石的温度也随开采深度的增加而增高,温度升高会使围岩由脆性向塑性转化,易使巷道产生塑性变形。 ;自然因素
(3)煤层倾角。煤层倾角不同会使巷道的破坏形式有差异。如水平或倾斜煤层巷道中多出现顶板弯曲下沉、冒落,急斜煤层巷道多出现鼓帮、底板滑落及顶板抽条冒落等形式的破坏。
(4)地质构造因素。地质破坏带内的岩层通常是由松散的岩块所组成,在地质破坏带内开掘巷道时很容易产生巷道冒顶事故,而且冒顶规模一般较大。
(5)矿井水的影响。矿井水容易使破碎岩块之间的摩擦系数减少而造成个别岩块滑动和冒落,也会使岩石强度降低,或促使岩层软化、膨胀,从而造成巷道围岩产生很大的变形。
(6)时间因素影响。各种岩石的强度都有一定的时间效应,特别是矿井巷道的围岩,由于所处的自然环境较差,在时间和其他因素的作用下,岩石的强度会因风化、地下水等作用而降低。;开采技术因素
(1)巷道与开采工作的关系。如巷道是受一侧采动影响还是受两侧采动影响,是初次受采动影响还是受多次采动影响。
(2)巷旁支护方法。如留煤柱护巷还是在巷旁浇注充填带护巷。
(3)巷内采用的支架类型及支护方式。
(4)巷道掘进方式。如在前进式开采中,工作面的上下区段平巷可以与工作面平行掘进、滞后掘进及超前掘进等不同方式,采用滞后掘进可以使巷道躲开采煤工作面的剧烈采动影响,避免巷道产生剧烈变形与破坏。 ;顶板冒落;底板变形与破坏;两帮变形与破坏; 巷道围岩的稳定状况指标包括围岩的位移量、破坏范围、岩体内应力场变化等。这些指标直接影响到巷道维护的完好程度和工作空间的安全性,因此,监测巷道围岩的稳定性,可以为判断巷道支护质量和巷道支护设计优化提供科学依据。
;进行巷道围岩稳定性监测应掌握的地质资料和开采条件包括:
通过地质钻孔、岩层柱状图等多种途径,掌握地质构造及围岩的结构特征、岩体物理力学性质、水文地质等情况,并在地质图上标明地质构造裂隙发育带的位置、产状、层厚等;
了解采煤方法、煤柱尺寸、开采影响范围等;
掌握好巷道与采煤工作面相对空间位置与时间的关系;
了解巷道掘进断面尺寸、支护方式和支柱工作特性等。; 巷道周边位移是围岩与支护相互作用的结果,是反映多因素影响的一个综合指标。测量巷道周边位移是判定巷道围岩稳定程度最常用的方法。
1)测站与测点布置
对一条巷道进行围岩稳定性监测,通常设三个测站,测站间距可取50~100m,选择有代表性的围岩条件,或选择特殊条件进行专项观测。一个测站应设三个观测断面,断面间距可取3~5m。
; 测点是量测的基准点,应安设可靠,保证测点与围岩同步位移。通常在围岩上打一个深100~200mm的钻孔,如果围岩较破碎,钻孔可更深一些。钻孔直径40mm,在孔中打入木楔,木楔上钉有作为测量基准点的基钉,也可用水泥基钉。在测量过程中要保护好测点,避免移动和损坏。 ; 2)量测方法
量测一般采用十字测量法,如图所示,直接测AC和BD的相对位移量。有时为了量测围岩变形的不对称性,也可加测BO、AO或DO、CO。当顶板较好,侧帮变形较大时,可采用图(b)的方法进行侧帮位移测量。测量断面收缩,则采用图(c)的方法。采用图(d)扇形布置法,则可以测定全断面收缩率。
; ; 应该指出,巷道围岩表面位移观测的方法和精度,与观测的目的及巷道预计的变形量大小有关。预计变形量较大的巷道,观测精度可低些,观测间隔小些;预计变形量小的巷道,观测精度则应高一些,观测间隔大些。
为进行位移反分析计算而设计的测点要求较严格,除必须采用以上正规测量方法外,还要对观测断面上的测点数量及位置进行科学设计。;2 巷道围岩变形破坏监测方法;2 巷道围岩变形破坏监测方法; 为了探明巷道围岩深部的稳定状况,进一步研究支架与围岩的相互作用关系,还需对围岩深部岩体的破坏和位移变化进行观测。
进行深部岩体位移观测,通常在围岩内钻孔,并在孔内布设多个测点,以观测不同深度的
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