巷道围岩地质力学补充测试方法

巷道围岩地质力学测试方法

1 测试目的及意义

地质力学测试的目的就是要为煤巷锚杆支护设计提供依据，提高设计的科学性、合理性和可靠性。

全面、准确、系统的地质力学参数是地质力学评估的基础，建立在这个基础上的锚杆支护设计才是科学合理的。另外，对于出现明显变形破坏的巷道，地质力学测试能通过地应力、围岩强度、围岩结构等要素的测试和观察，分析判断破坏原因，并为加固方案提供依据。

因此，地质力学测试是进行锚杆支护设计和施工必不可少的工作。

2 测试方法和测试内容

围岩地质力学参数测试方法主要有水压致裂法和应力解除法两种。

通过市场调研和文献查阅，在全国有关科研院所和企事业单位范围中，煤炭科学研究总院北京开采研究所（天地科技股份有限公司开采设计事业部）是唯一拥有水压致裂法测试地质力学参数资质的单位。该单位自主研究并开发了SYY-56型小孔径水压致裂地应力测量仪、WQCZ-56型井下巷道围岩强度测定装置，并引进和研发了适合煤矿特殊作业环境的电子钻孔窥视仪，形成了一套巷道围岩地质力学快速测试系统，可快速、准确地获得围岩各种地质力学参数。

另外，北京煤科院常年与我矿合作，先后完成了多条巷道和硐室的支护设计，效果显著。

为此，一缘煤业有限责任公司初步决定与北京煤科院（天地科技股份有限公司开采设计事业部）合作，在原有测点基础上新增若干测点，进行巷道围岩地质力学参数补充测试。测试内容包括：

①原岩应力测量；

②煤岩体强度测试；

③顶板围岩结构观测。

3 测点选择、钻孔布置及参数

为了保证测试的准确和有代表性，测站的选择应避开大的构造带和巷道群；测站处的顶板应相对完整；根据施工巷道的长度，测站间应保持一定的距离；通

风、水、电和运输系统必须完备；巷道高、宽应满足打钻要求；为测试到煤层的强度和结构，应尽量选择煤层巷道。

每个测站布置2个钻孔，分别为一个顶孔和一个煤帮孔，如图1所示。测点一般情况下布置在煤巷中，其中在巷道顶部钻孔中进行地应力和顶板岩体强度测试，在帮钻孔中进行煤体强度测试。

图1 巷道围岩地质力学测点钻孔布置

钻孔应满足以下要求：

1）钻孔直径：钻孔直径为56±2mm，采用φ56 mm的标准钻头钻进。

2）钻孔位置：顶部钻孔中心线铅垂布置，帮部钻孔近似水平布置，要求有3~5o的仰角，以便使打钻过程中的水能从钻孔中顺利排出，减小水的润湿作用对煤体强度的影响，从而保证测试结果的准确。

3）钻孔深度：顶部钻孔深度为20～25mm，帮部钻孔深度为10m左右。

根据采掘衔接我矿将布置两个测点，分别位于：

①运输顺槽；（设计长度1150m布置一个测点）

②工作面回风巷。（设计长度111m布置一个测点）

另外为完善我矿地质力学测试系统，2014年组建本矿的专业测试队伍，需配置必要设备。（钻孔窥视仪或钻孔成像仪）

4测试费用

根据北京煤科院（天地科技股份有限公司开采设计事业部）统一报价，每个

围岩地质力学测试测站含一个20m左右的顶孔和一个10m左右的帮孔，测试内容包括煤岩体强度测量、围岩结构可视化观察、地应力大小及方向测试等。每个测站测试费用为10万元，计划安排2个测站，计20万元。

详细用费见表1。

表1 巷道围岩地质力学测试项目研究费用表