梅花井煤矿应力监测可行性方案的研究.doc

梅花井煤矿应力监测可行性方案的研究 【摘要】鉴于梅花井煤矿+850水平主要基建巷道 出现了严重的矿压显现，并且基建巷道网路才初步形成，那 么矿压显现问题的解决，对整个梅花井煤矿二分区的采煤部 署就显得尤为重要，本文提出了梅花井煤矿应力监测可行性 方案，论述了地应力的测量对巷道支护设计方案的影响，也 从根本上分析了矿压显现的主要原因，并强调了合理的巷道 支护设计的重要性。 【关键词】矿压显现应力监测支护设计 [Abstract] Mei Huajing Coal Mine appears serious mine pressure behavior for infrastructure roadway in view of the level of +850，and it was initially formed in the network of infrastructure roadway, then the mine pressure behavior problems, it is very important to the deployment of coal mining two partition of Mei Huajing Coal Mine. This paper presents the Mei Huajing Coal Mine stress monitoring scheme, To discuss the effect of in-situ stress measurement of roadway supporting design scheme, it is also fundamentally analyzed main reasons of mine pressure behavior, and emphasizes the importance of reasonable roadway supporting design. 【Key words ] Mine pressure behavior Stress monitoring Support design 世界第一次成功的地应力测量是美国人劳伦斯1932年 在哈佛水坝进行的。但是此后直到二十世纪五十年代，哈斯 特在瑞典的斯堪的纳维亚半岛矿区和拉伊斯瓦尔铅矿使用 压磁应力汁和应力解除法进行了大规模的地应力测量，得出 了该地区的地应力分布基本规律，从而开辟了现场实测地应 力的新纪元［1］。 二十世纪五十年代末期李四光和陈宗基为代表的一部 分人开始了我国的地应力测量研究工作。1966年3月在李四 光教授的倡导下，在河北哲上尧县建立了全国第一个地应力 观测站。从六十年代后期开始，中国科学院武汉岩土力学研 究所、长沙矿冶研究所、地质研究所，地质矿产部地质力学 研究所、地震地质大队等单位，使用自行研制测量设备进行 了一系列的地震矿山应力解除测量研究。 神宁集团梅花井煤矿2006年6月9日正式开始开工建 设，其作为神宁集团单井设计能力最大的现代化矿井发展至 今，由于顶底板岩性及应力等多因素的影响，导致矿压显现 严重困扰着巷道支护水平，使巷道必须要进行二次维护，所 以得出在开始掘进时巷道的支护设计上存在不合理因素，导 致增加了不必要的经济成本，又制约了梅花井煤矿发展的速 度，那么想要彻底解决或者减少巷道的矿压显现问题，地应 力的测量就要求煤矿必须加以重视。本文基于了地应力的测 量提出了梅花井煤矿应力监测可行性方案，方案的实施可对 梅花井整个矿区地应力分布情况掌握清楚，并能够准确实施 地应力的监测评估工作，找到合理的巷道断面选择及支护方 式，从根本上解决巷道矿压显现问题，从而减少了巷道二次 维护成本，可使梅花井煤矿在实现现代化矿井的道路上迈出 了坚实的一步。 1梅花井煤矿巷道矿压显现主要原因分析 1.1梅花井煤矿软岩性质分析 根据各煤层顶底板岩性和厚度变化较大，井田内各可采 煤层顶底板岩性主要为砂岩及粉砂岩，泥岩次之，部分煤层 在局部范围内有泥岩或炭质泥岩的伪顶、伪底，在煤系地层 的顶部有一定数量的粗粒砂岩及中粒砂岩构成煤层的直接 顶板。纵观全井田煤层顶鹿板岩性，其特征显示软岩特性。 1.2煤层中地应力的分析研究 对于地应力成因的研究，由于其复杂性等困难到今天仍 不能清楚的对其进行详尽完整的描述。但是经过数十年来大 量的现场实测和理论分析取得的研究成果显示其原因主要 有：板块边界受压、地幔热对流、地球内应力、地心引力、 地球旋转及地壳非均匀扩容等。其次，温度不均、水压梯度、 地表剥蚀或其它物理化学变化等也可引起相应的应力场 [3]。 综上所述，梅花井煤矿的顶底板岩性具有软岩特性，煤 岩层中地应力与深度也有着必然的关系。研究地应力本身就 很复杂，不能简单