王村礦輔運大巷支護合理性現場測試分析

摘 要：為驗證王村礦輔運大巷支護的合理性，本文從理論分析和現場實測兩個方面進行。采用鉆孔電子內窺攝像儀對巷道圍巖在掘進過程中的松動范圍進行探測與分析，在此基礎上通過已有的理論驗算巷道支護參數，通過在現場布置頂板離層儀等設備用來監測頂板下沉量和兩幫移近量，從而驗證原支護方式的合理性。

關鍵詞：巷道支護;松動圈理論;支護參數;現場測試

0 前言

當井巷處于高地應力的環境之中，殘余構造應力增加了采掘的作業難度，也為巷道支護帶來了困難。松動圈支護理論作為巷道支護的主要參考依據，意在控制圍巖的剪脹變形和吸水膨脹性變形[1，2]。宋宏偉等[3]通過理論分析、相似模型試驗和現場測試提出了關于巷道圍巖松動圈理論的幾個觀點，深化了支護理論。于忠久等[4]通過現場監測和分析驗證了松動圈理論在巷道支護中的合理性。許多學者也進行了松動圈測試得相關研究，靖洪文等[5]提出了將鉆孔攝像技術應用于松動圈測試;徐坤等[6]總結出深埋隧道圍巖松動圈探測技術;黃鋒等[7]基于D-P準則推導出了松動圈的彈塑性理論和損傷理論計算方法，給出了快速確定松動圈范圍的方法。楊旭旭等[8]對比分析了常用測試松動圈的方法。計算機的發展也為巷道圍巖松動圈支護理論的發展奠定了基礎，周志華[9]采用數值分析軟件分別研究了不同條件下圍巖松動圈的范圍，使松動圈支護理論更加完善。

1 工程概況

輔運大巷沿山4頂板掘進，層厚2.9m。巷道采用“錨噴”支護，錨桿長2400mm，間排距800mm×900mm，噴漿厚100mm。

2 支護效果分析

為了評價支護方式的合理性，采用松動圈測試和礦壓監測的方法。

2.1 松動圈測試及分析

根據現場的技術條件，在頂板打2個深度均為7.0m的窺視孔，如圖1所示。

2.1.1 鉆孔圖像及分析

在0.4m處有明顯裂隙，1.4m處出現環向裂隙，在1.8m～2.2m處有崩解形裂隙，破裂程度高，可能是圍巖受側向約束和切應力擠壓作用后導致。在3.4m～4.3m處有微小裂隙，此范圍內的層理及節理較發育。在5.3m處出現多短小的縱向裂隙，說明此范圍受拉剪應力作用，但由于巖體強度較高，未出現大的破碎。在6.4m處結構完整。因此，可以初步推斷塑性區大約在4.5m內，松動圈在1.4m內。

2.1.2 支護合理性分析

圍巖松動圈可分為三種類型，當LP≤40cm時，為小松動圈，當40

將LP=140cm代入式（1）和式（2），可得錨桿長度L=1850mm，間排距a=1000mm，由此可知，實際支護參數滿足理論計算值。

2.2 巷道位移監測

頂板下沉量、兩幫移近量結果如圖2所示。從圖2可看出，兩幫最大移近量為112mm，頂板最大下沉量為37mm。

巷道圍巖變形在合理范圍內。

3 結論

通過鉆孔窺視，數值模擬和礦壓監測得到以下結論：①二水平軌道大巷塑性區在4.5m以內，松動圈在1.4m以內;②基于松動圈測試結果，采用理論公式計算確定巷道支護參數，錨桿長度=1850mm，間排距a=1000mm，實際支護方式滿足理論計算值;③通過現場監測，兩幫變形平均值為112mm，頂部下沉量為37mm，在巷道允許變形范圍內，說明支護方式合理。

參考文獻：

[1]董方庭.巷道圍巖松動圈支護理論及應用技術[M].北京：煤炭工業出版社，2001.

[2]董方庭，宋宏偉，郭志宏，等.巷道圍巖松動圈支護理論[J].煤炭學報，1994，19（1）：21-31.

[3]宋宏偉，郭志宏，周榮章，等.圍巖松動圈巷道支護理論的基本觀點[J].建井技術，1994（Z1）：3-9+95.

[4]于忠久，趙同彬.圍巖松動圈理論及其在巷道支護中的應用[J].煤炭技術，2004（08）：53-54.

[5]靖洪文，李元海，梁軍起，等.鉆孔攝像測試圍巖松動圈的機理與實踐[J].中國礦業大學學報，2009，38（5）：645-649.

[6]徐坤，王志杰，孟祥磊，等.深埋隧道圍巖松動圈探測技術研究與數值模擬分析[J].巖土力學，2013，34（S2）：464-470.

[7]黃鋒，朱合華，李秋實，等.隧道圍巖松動圈的現場測試與理論分析[J].巖土力學，2016，37（S1）：145-150.

[8]楊旭旭，王文慶，靖洪文.圍巖松動圈常用測試方法分析與比較[J].煤炭科學技術，2012，40（08）：1-5+54.

[9]周志華，葉洲元，段瑜.軟巖巷道圍巖松動圈的數值模擬[J].中國礦業，2009，18（10）：97-99.

作者簡介：

孟憲峰（1989- ），男，山西省朔州市山陰縣，2015年畢業于太原科技大學華科學院機械制造及自動化（礦機）系，大同煤礦集團王村煤業公司技術科技術員，助理工程師，主要從事煤礦開采開拓工作。