深部巷道礦壓觀測方案設計

李陳松

（劉莊煤礦總工辦，安徽 淮南 232001）

1 工程背景

為了觀測巷道支護效果，評價支護參數的合理性，在某礦深部巷道-1015軌道大巷及IV1采區行人下山設置相應的礦壓觀測測站，通過現場礦壓觀測，了解其巷道圍巖的變形特征，掌握深部巷道礦壓顯現規律，通過礦壓反饋信息，優化巷道的支護方案，實現巷道的快速安全掘進。

圖1 礦壓觀測方案布置圖

2 觀測內容

2.1 巷道表面收斂

2.2 巷道深部位移

2.3 圍巖松動圈

3 觀測方法

3.1 巷道表面收斂

在巷道布置表面位移基點，觀測巷道表面位移收斂情況，包括兩幫移近量、頂底移近量，采用十字布點法布置，巷道表面位移基點布置如圖1所示，用鋼卷尺和測桿測量頂底移近量和兩幫移近量。每個測站測量內容包括巷道兩幫收斂（AB）、頂板下沉（CD）表面位移斷面布置示意圖如圖2所示。

3.2 巷道深部位移

巷道圍巖內部相對位移是指圍巖的內部各基點間的位移量，內部位移檢測的主要目的是判斷圍巖的松動范圍隨圍巖壓力改變的變化規律，為巷道支護提供參考依據。測量儀器采用DW型機械式多點位移計。巷道圍巖深部位移觀測設置測站時，用安裝桿將4個位移基點鎖頭裝入孔內，分別固定在孔深1m、2m、4m、6m的位置上，將套筒樹脂粘結在空口處，用鋼尺測量各測量鋼絲的長度。在Ⅳ1采區行人下山布置1個觀測斷面，每個斷面布置兩個測站，分別在巷道兩幫幫部各安裝一套多點位移計。

3.3 松動圈測試

深部巷道受各個因素影響，巷道平衡狀態被打破，圍巖的應力重新分布，并在巷道周圍產生應力集中。當集中應力小于巖體強度時，圍巖將處于彈塑性穩定狀態；當集中應力超過巖體強度以后，巷道周邊圍巖將首先破壞病逐步向圍巖深部擴展，直至在一定深度取得三向應力平衡為止，使圍巖連續性和完整性遭到破壞，此時圍巖已經過度到破碎狀態，至此形成的圍巖破碎松動區稱之為圍巖松動圈。

利用KH型超聲波探測儀測試巷道圍巖松動范圍。在每個測站斷面各部位布置適量測孔，量測距巷道表面不同深度的各點聲波傳播波速變化，繪制波速距巷道表面不同深度的變化曲線，確定圍巖松動圈的大小。松動圈測試采用一發一收的單孔測試傳感器。

松動圈測試實質上是應用超聲波在不同介質中傳播速度不同，來預測圍巖的破壞情況。這種超聲波以各種波形在材料和結構內部傳播，并由接收儀器接收，通過分析、研究接收和記錄下來的波動信號，來確定巖土介質和結構的力學特征，了解其內部缺陷。聲波在巖體中傳播時，如果在其傳播路徑上有裂縫存在，聲波就會在裂縫處發生繞射，使傳播距離增大，走時增加，波速下降。巖體中的裂縫越多、越密、越長，繞射現象就越嚴重，波速也就越低。

圖2 巷道表面位移基點布置示意圖

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