漳村煤矿+480m水平围岩地质力学测试及应用

影响岩体开挖工程稳定性 的因素非常多 ， 其中 地 应力 状态 、 围岩 原 位 强度 和 围岩 结 构 观测 是 其 中 最 基 础且 最 要 的影 响 因 素… 。随 着 煤 巷 锚 杆 支 护 技 术 的迅速 发展 ， 巷道 围岩 地 质 力 学测 试 也 逐 步 得 到重视 ， 测试结果应用于支护设计 ， 显著提高了支护 设计的合理性和可靠性 。 近几年来 ， 漳村煤矿先后完成 了多个巷道 围岩 地质力学测点测试 ， 给巷道支护及生产提供 了基础 数据。但是 ， 随着矿井 的延伸 ， 尤其是进入 ＋ ４ ８ ０ Ｉ Ｔ ／
水 平后 ， 缺 乏相应 的地 质力 学参 数基础 数据 ， 需在 漳
序； 井下测量速度快 ， 成功率较高。因此 ， 选用水压 致裂进 行漳 村煤 矿 ＋ ４ ８ ０ Ｉ ｎ水平地 应力 测试 。
变 形 法 ［
蚴
… ． ．
Ｌ 钻 孔 应 变 法 ［ ｌ 二 ＝ ＝ ＝ ： ：
钻 孔探触法 、 孔壁电子窥视法 ， 在漳村煤矿 ＋ ４ ８ ０ ｍ水平选 取了 ５个典型 测站进 了地质力 学测试 。测试 得 出， 最大水平主应力 、 垂直 主应力 、 最小水平主应力最大值分别为 １ ６ ． ９ ６ ＭＰ ａ ， １ １ ． ６ ３ ＭＰ ａ ， ８ ． ２ ２ Ｍ Ｐ ａ ， 最大水 平主应力场方向为北偏西 。并将测试结果应 用于西 胶带大巷 锚杆支 护试验 ， 矿压 监测得 出锚杆受力 最大
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ － ０ １ ． １ ５
度等） 与现场截然不 同， 且制 成试件 的岩石 大都不 包 含 明显 的弱面 ， 造 成 测 试 结果 与岩 体 实 际 结果 差
异 较大 。而 现场原 位钻 孔触 探法测 量具 有测定 结果
比较接近岩体 ； 能够测出井下不能取样 的软弱破碎 煤 岩体 的强 度 ； 能 测 出钻孔 不 同深 度 、 不 同层位 煤 岩 体 的强 度及 分布 ； 操 作 比较 简单 ， 可 实现 快 速 测量 。 因此 ， 选 用 现 场 原 位 钻 孔 探 触 法 进 行 漳村 煤 矿 ＋ ４ ８ ０ ｍ 水 平 围岩强 度测试 。ｋ Ｎ， 顶板移近量为 １ ５ ｍ ｍ， 两 帮移 近量最大 为 ６ ７ ｎ ｌ ｍ， 变形量较小 ， 支护效
果 良好 。
关键词 ： 地应力测试； 围岩 强度 ； 围岩 结构观测 ； 强力支护
中图分类号 ： Ｔ Ｄ ３ １ １ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ５ — ２ ７ ９ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ ０ ３ ７ — ０ ３
【 井下应力测绘
图 １ 地应力测量方法
目前地 应力 测试 方 法 比较 多 ， 如 图 １所 示 。 由 于煤 矿井下 环境 的 特殊 性 ， 经 分 析 只 有 应力 解 除 法 与水 压致裂 法是 井下 实测 可行 的方法 。水 压致 裂法 是利 用一对 可膨 胀 的橡 胶 封 隔 器 ， 在 选 定 的测 量 深
ｌ ２ ０
１ ０ ０
围岩结 构 目前 主要 通 过 钻孑 Ｌ 取芯 、 钻 孔 裂 缝 压
作者简介 ： 黄炜伟（ １ ９ ８ ２一） ， 男， 山西长治人 ， 工程师 ， 从 事采煤技 术管理工作 。
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黄炜伟 ： 漳村煤矿 ＋ ４ ８ ０ ｉ ｎ水 平围岩地质力 学测试及应用
第２ ２卷第 ３期
围岩强 度测试 方法 目前 主要有 实验 室试验 与现
场 原位 测量 。实验 室 试 验 是从 井 下 现 场 取样 品 ， 在
实 验 室 进行 测 试 ， 由于测 试 环境 （ 如应力、 温度 、 湿
度封隔一段裸露的岩孔 ， 然后通过泵人流体对这段 钻孑 Ｌ 增压 ， 压力 持续增 高直 至钻 孔 围岩产 生破裂 ， 继 续加 压使破 裂 扩展 。压 裂 过 程 中记 录 压力 、 流量 随 时 间的变 化 ， 根据压 力时 间 曲线 求 出主应 力 的大小 。 由印模确 定 的破裂方 位定 主应 力方 位 的方法 。其具 有 以下优 点 ： 能测量较 深处 的绝 对应 力状 态 ； 无 需 了 解和测定岩石的弹性模 量； 水压致裂测量应力 的空 间范 围较 大 ， 受 局部 因素 的影 响较小 ； 不需 要套 芯 工
印 以及钻 ￣ Ｌ ｑ Ｃ Ｌ 壁观察 等方 法获得 。钻 孔孔壁 观察 简
为４ ８ ． ７ ４ ＭＰ ａ 。＋ ４ ８ ０ ｍ水 平 ３号 煤层 煤 体 强度 主 要集 中在 １ ０ ～１ ５ ＭＰ ａ 之 间 ，平 均 强 度 为 １ １ ． ９ ２ ＭＰ ａ ， 煤体 中普遍 存 在 夹矸 和裂 隙 ， 导 致煤 体 强 度测试 曲线 波动 范 围较 大 。
总第１ ６ ３期
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ５— ２ ７ ９ ８ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ３ ． ０ １ ６
漳村煤 矿 ＋ ４ ８ ０ ｍ 水 平 围岩地 质 力学 测试 及 应 用
黄炜伟
（ 潞安环能股份公司 漳村煤矿， 山西 长 治 ０ ４ ６ ０ ３ ２ ） 摘 要： 在调研地应力测试 、 围岩强度测试 以及 围岩结构观测方法 的基础上 ， 选 用了水压致 裂法 、 现 场原位
地玻力测量方法
地球 物 理 法 ｌ ｒ 谢线 波 速 法 法
ｌ 声发射法 地质构造信息
村煤矿 ＋ ４ ８ ０ ｎ ｌ 水平进行地质力学参数 的补测 ， 以 便为 巷道 支护及 矿井 生产 提供 指导 和依 据 。
１ 测试 方法及测点 布置
１ ． １ 测试方 法选 取
地 质 测 绘 法 『 铺孔破坏信息