龍湖礦回采巷道底鼓觀測(cè)計(jì)劃

1、1 地質(zhì)概況一、地面相對(duì)位置及鄰區(qū)開(kāi)采情況表開(kāi)門(mén)位置九片石門(mén)h號(hào)點(diǎn)后4.5米設(shè)計(jì)終點(diǎn)位置順槽至f1斷層保安煤柱線設(shè)計(jì)方位運(yùn)輸巷df：n238運(yùn)輸巷fg：n261工作面標(biāo)高(m)-555.6-550地面相對(duì)位置建筑物、小井、地表水體地表無(wú)建筑物；地面標(biāo)高+221米至 +210米；地表無(wú)小井，無(wú)河流、水體。井下相對(duì)位置對(duì)該工作面的影響該工作面位于一水平，三采區(qū)，鄰近三采區(qū)主井井筒，位于三采區(qū)井筒保安煤柱內(nèi)部。對(duì)該工作面無(wú)影響。鄰近采掘情況對(duì)該工作面的影響附近無(wú)采掘工程。二、煤層賦存特征煤層特征實(shí)際見(jiàn)煤點(diǎn)位置厚度(m)結(jié)構(gòu)對(duì)煤厚、結(jié)構(gòu)變化的預(yù)測(cè)（穿層巷道時(shí)為預(yù)計(jì)見(jiàn)煤位置）左八片回風(fēng)巷6號(hào)點(diǎn)左八片回風(fēng)

2、巷a號(hào)點(diǎn)左八片回風(fēng)巷7號(hào)點(diǎn)左八片回風(fēng)巷4號(hào)點(diǎn)1.12米1.09米1.09米1.10米單一煤層1、 半煤巖煤厚的預(yù)測(cè)：煤層厚度無(wú)大變化，平均厚度1.12米2、結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)：煤層結(jié)構(gòu)無(wú)變化，單一煤層。三、煤層頂?shù)装迩闆r表頂?shù)装迕Q巖石名稱厚度巖性描述頂?shù)装逵捕?、破碎程度、裂隙發(fā)育方向和程度及對(duì)掘進(jìn)的影響等頂板老頂（基本頂）粉砂巖17.5m淺灰色，含少量泥質(zhì)，炭質(zhì)和植物化石碎屑，夾少量細(xì)砂巖，巖石層理較發(fā)育堅(jiān)硬，對(duì)工作面無(wú)影響。直接頂中砂巖3m灰白色，石英質(zhì)，無(wú)層理，泥質(zhì)膠結(jié)，含有暗色礦物，分選差。堅(jiān)硬，泥質(zhì)膠結(jié)，無(wú)層理，對(duì)工作面無(wú)影響。偽頂?shù)装鍌蔚字苯拥追凵皫r15m主要以為深灰色粉砂巖為主，中間夾有

3、灰白色中砂巖，巖層層理發(fā)育，泥質(zhì)膠結(jié)，波狀層理。堅(jiān)硬，泥質(zhì)膠結(jié)，層理發(fā)育，對(duì)工作面無(wú)響老底（基本底）四、地質(zhì)構(gòu)造斷層情況編號(hào)性質(zhì)走向傾向傾角落差對(duì)工程的影響f-1逆斷層25295571500m邊界斷層，掘進(jìn)至斷層保安煤柱線停止施工f-a逆斷層18898420.5m對(duì)工作面無(wú)影響，可直接過(guò)斷層。褶曲情況編號(hào)名稱兩翼產(chǎn)狀對(duì)工程的影響走向傾向傾角x-1向斜左5814830向斜軸部位置不清，巷道掘進(jìn)時(shí)可能遇到該向斜。右16525526 五、水文地質(zhì)及其它因素水文情況工作面最大涌水量預(yù)計(jì)0.5 m3/h充水因素分析頂板裂隙水為主要充水因素。其它因素煤（巖）層產(chǎn)狀變化走向58165傾向148255。傾角2

4、630瓦斯瓦斯絕對(duì)涌出量0.6m/min。巖漿巖無(wú)。存在問(wèn)題及建議施工至斷層保安煤柱停止施工。向斜軸部位置不確定，施工時(shí)可能遇該向斜。2 地面位置及水文地質(zhì)1 地質(zhì)說(shuō)明書(shū)1、本工程區(qū)域內(nèi)無(wú)水體，無(wú)含水層,無(wú)老空及廢舊巷道等。2、本工程施工煤層為67上, 煤層厚度1.1米，傾角28左右，單一結(jié)構(gòu)煤層。頂板為中砂巖，灰白色，石英質(zhì)，無(wú)層理泥質(zhì)膠結(jié)，厚度3米左右。底板為粉砂巖，堅(jiān)硬，泥質(zhì)膠結(jié)，層理發(fā)育，厚度13米左右。煤層絕對(duì)瓦斯涌出量為0.6m3/min。2 水文地質(zhì)序號(hào)名稱具體情況1主要水源圍巖裂隙、孔隙水、斷層導(dǎo)入2含水層厚度無(wú)含水層3涌水形式頂板淋水4涌水量0.5m3/h5補(bǔ)給關(guān)系通過(guò)斷層、

5、裂隙導(dǎo)水滲透補(bǔ)給6影響程度小7相鄰老巷舊巷舊采空區(qū)積水對(duì)工程的影響無(wú)8鉆孔，構(gòu)造導(dǎo)水對(duì)工程的影響施工至460米時(shí)，可能存在孔斜漂移，前進(jìn)必須打好探眼3 巷道支護(hù)概況 一、巷道基本支護(hù)1、巷道長(zhǎng)度：運(yùn)輸巷df：296米; 運(yùn)輸巷fg：364米；2、運(yùn)輸巷斷面：半煤巖梯形 寬2.8米、高2.6米；（ 7.32）；3、工作面采用風(fēng)鉆打眼爆破落貨；4、支護(hù)方式：運(yùn)輸巷頂板采用雙排錨桿支護(hù)，間排距1.0米1.0米，上幫采用天地拉支護(hù)；遇斷層、遇破碎帶要使用三排6米錨索配w型鋼帶并掛網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)，錨索長(zhǎng)度6米，巷道頂板及幫壁破碎處采用錨索加鋼帶及網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)，具體支護(hù)見(jiàn)圖。上幫采用天地拉支護(hù)，全煤斷面掛網(wǎng)，天

6、地拉間距1.0米。二、運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷的頂板控制1、超前支護(hù)是指回采工作面巷道距煤壁20米范圍內(nèi)需超前的支護(hù)，回風(fēng)巷超前支護(hù)采用單體液壓支柱支護(hù)，超前支護(hù)設(shè)雙排支柱，且支護(hù)距離不得小于20 m，間距1.0m，走向排距為1.4m。運(yùn)輸巷超前支護(hù)采用雙排6米錨索配鋼帶聯(lián)合支護(hù)。間排距為2.0m1.2m。2、頂板破碎處用半拉瓜剎頂。上、下巷超前支護(hù)的支柱應(yīng)沿走向上齊防倒繩，相互連鎖。3、上巷單體液壓支柱、下巷錨索要打成一條直線，其偏差不得超過(guò)100mm。4、原上、下巷均采用雙排預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)，在頂板破碎和斷層處及壓力大的地段，應(yīng)加補(bǔ)錨索帶w型鋼帶支護(hù)，破碎嚴(yán)重區(qū)段還要掛網(wǎng)。 4 觀測(cè)內(nèi)容及計(jì)劃一、底鼓

7、形式及影響因素煤礦生產(chǎn)中巷道底鼓是煤礦井巷中常發(fā)生的一種動(dòng)力現(xiàn)象，它與圍巖的性質(zhì)、采動(dòng)影響、開(kāi)采深度及地質(zhì)構(gòu)造等直接相關(guān)。在巷道頂、底板移近量中，人們已經(jīng)能夠?qū)㈨敯逑鲁梁蛢蓭鸵平刂圃谀撤N程度內(nèi)，所以大約有2/3是由于底鼓引起的。這類(lèi)問(wèn)題給生產(chǎn)中的礦井，特別是軟巖礦井的建設(shè)和生產(chǎn)帶來(lái)極大困難。底鼓使巷道變形、斷面變小，影響通風(fēng)、運(yùn)輸，制約礦井安全生產(chǎn)。1、底鼓的基本形式及影響因素底鼓的基本形式根據(jù)國(guó)內(nèi)外有關(guān)底鼓資料的綜合分析，巷道底鼓大致可以分為三類(lèi):膨脹性底鼓由于巖質(zhì)變態(tài)膨脹產(chǎn)生的底鼓。多發(fā)生在礦物成分含蒙脫石的粘土巖層，膨脹巖是與水發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，引起巖石含水量隨時(shí)間而增高且體積發(fā)生膨脹

8、的一類(lèi)巖石，屬于易風(fēng)化和軟化的軟弱巖石。擠壓性底鼓巖壁或剛性襯砌在上部壓力下插入底板或擠壓底板造成跨中隆起的底鼓。通常發(fā)生在直接底板為軟弱巖層(如粘土巖、煤等)，兩幫和頂板比較完整的情況下。在兩幫巖柱的壓模效應(yīng)和應(yīng)力的作用下，整個(gè)巷道都位于松軟破碎的底板巖層向巷道內(nèi)擠壓流動(dòng)張性底鼓底板巖層由于斷面上大壓力作用而產(chǎn)生帶方向性的強(qiáng)烈褶曲隆起所造成的底鼓，它與頂部張性破壞區(qū)處于同一軸線上。前兩類(lèi)為持續(xù)型底鼓，而后一類(lèi)為應(yīng)力釋放短暫型底鼓。2、底鼓的影響因素圍巖性質(zhì):圍巖性質(zhì)和結(jié)構(gòu)對(duì)巷道底臌起著決定性作用，底板巖石的堅(jiān)硬程度和厚度，決定著底臌量的大小。地壓：圍巖中存在高地壓是造成巷道底鼓的決定性因素，

9、深部巷道遇到底鼓的情況比淺部巷道多，這完全是由于地壓增高所致。位于殘留礦柱下面的巷道也有底鼓的現(xiàn)象，這是因?yàn)榇嬖谥粋€(gè)高地壓帶。水對(duì)巖石強(qiáng)度的影響:由于水的作用減少了巖石層理、節(jié)理和裂隙間的摩擦力，使巖石的整體連接強(qiáng)度降低，使巖體沿巖層的節(jié)理面、層理面和裂隙面形成滑移面，并將原來(lái)層間連接緊密的巖體分為很多薄層，甚至完全喪失強(qiáng)度巖石中的某些礦物成分遇水產(chǎn)生膨脹。支護(hù)強(qiáng)度:一般巷道的底板處于不支護(hù)狀態(tài)，主要是因?yàn)榭偸钦J(rèn)為只要支護(hù)頂板和兩幫就安全了，底臌無(wú)關(guān)緊要錨固底板施工比較困難，出矸石工作量大一旦支護(hù)控制不住底臌，臥底時(shí)的工作量大。這是底臌大于頂板下沉量的主要原因。巷道的大小和形狀：特別寬大的巷

10、道比窄巷道易發(fā)生底鼓，然而，巷道的寬度是由采礦作業(yè)而決定的。在某些情況下，特別是輔助巷道，寬度能保持在一定限度以內(nèi)，而通過(guò)增加巷道高度使橫截面保持不變。二、圍巖變形破壞監(jiān)測(cè)方法巷道圍巖的穩(wěn)定狀況指標(biāo)包括圍巖的位移量、破壞范圍、巖體內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)變化等。這些指標(biāo)直接影響到巷道維護(hù)的完好程度和工作空間的安全性，因此，監(jiān)測(cè)巷道圍巖的穩(wěn)定性，可以為判斷巷道支護(hù)質(zhì)量和改善巷道支護(hù)提供科學(xué)的依據(jù)。巷道圍巖移動(dòng)常用移動(dòng)量來(lái)表示，它可分為相對(duì)移動(dòng)量和絕對(duì)移動(dòng)量。巷道圍巖相對(duì)移動(dòng)量是指不分辨巷道頂板或底板、巷道兩幫各自的單獨(dú)移動(dòng)量，而只計(jì)其最后的移動(dòng)結(jié)果。巷道圍巖絕對(duì)移動(dòng)量是指測(cè)定巷道頂板、底板或兩幫某一部位的實(shí)際移

11、動(dòng)值。通常只測(cè)相對(duì)移動(dòng)量就可以滿足對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和支護(hù)形式選擇的要求。而絕對(duì)移動(dòng)量的觀測(cè)，由于工作量大，只在特殊要求條件下才進(jìn)行測(cè)量。因此，相對(duì)移動(dòng)量觀測(cè)方法應(yīng)用最廣泛。為確認(rèn)龍湖礦回采巷道底鼓的主要形式，找到龍湖礦回采巷道底鼓的主要影響因素，需進(jìn)行相關(guān)回采巷道頂?shù)装鍘r性的測(cè)定，巷道圍巖位移觀測(cè)，巷道周邊應(yīng)力分布監(jiān)測(cè)。1 掌握地質(zhì)資料與開(kāi)采條件進(jìn)行巷道圍巖穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)應(yīng)掌握的地質(zhì)資料和開(kāi)采條件包括：通過(guò)地質(zhì)鉆孔、巖層柱狀圖等多種途徑，掌握地質(zhì)構(gòu)造及圍巖的結(jié)構(gòu)特征、巖體物理力學(xué)性質(zhì)、水文地質(zhì)等情況，并在地質(zhì)圖上標(biāo)明地質(zhì)構(gòu)造裂隙發(fā)育帶的位置、產(chǎn)狀、層厚等；了解采煤方法、煤柱尺寸、開(kāi)采影響范圍等，掌握

12、好巷道與采煤工作面相對(duì)空間位置與時(shí)間的關(guān)系；了解巷道掘進(jìn)斷面尺寸、支護(hù)方式和支架工作特性等。2 巷道周邊位移測(cè)量巷道周邊位移是圍巖與支護(hù)相互作用的結(jié)果，是反映多因素影響的一個(gè)綜合指標(biāo)。測(cè)量巷道周邊位移是判定巷道圍巖穩(wěn)定程度最常用的方法。1） 測(cè)站與測(cè)點(diǎn)布置對(duì)一條巷道進(jìn)行圍巖穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)，通常設(shè)三個(gè)測(cè)站，測(cè)站間距可取3040m，選擇有代表性的圍巖條件，或選擇特殊條件進(jìn)行專項(xiàng)觀測(cè)。一個(gè)測(cè)站應(yīng)設(shè)三個(gè)觀測(cè)斷面，斷面間距可取35m。測(cè)點(diǎn)是量測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)，應(yīng)安設(shè)可靠，保證測(cè)點(diǎn)與圍巖同步位移。通常在圍巖上打一個(gè)深100200mm的鉆孔，如果圍巖較破碎，鉆孔可更深一些。鉆孔直徑40mm，在孔中打入木楔，木楔上釘有

13、作為測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)的基釘，也可用水泥基釘（圖1）。在測(cè)量過(guò)程中要保護(hù)好測(cè)點(diǎn)，避免移動(dòng)和損壞。圖1 測(cè)桿與基準(zhǔn)點(diǎn)1-測(cè)桿；2-彈簧；3-套管；4-基準(zhǔn)點(diǎn)2） 量測(cè)方法一般情況下量測(cè)位移的精度取1mm，通常采用測(cè)桿和鋼卷盡或收斂計(jì)進(jìn)行測(cè)量。測(cè)桿是由活桿1和套管2組成，活桿上帶有讀數(shù)尺，精度為1mm。測(cè)桿上設(shè)有游標(biāo)，最小為0.05mm。測(cè)桿上如果裝百分表，測(cè)量精度可達(dá)0.01mm。在測(cè)桿上裝位移傳感器，則可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離與計(jì)算機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)與數(shù)據(jù)處理。收斂計(jì)由鋼尺、微讀裝置、聯(lián)接環(huán)、拉緊裝置等部分組成。目前國(guó)內(nèi)已生產(chǎn)的收斂計(jì)有g(shù)sl型鋼環(huán)式等多種，量測(cè)范圍510m，精度已達(dá)0.15mm以上。量測(cè)一般采

14、用十字測(cè)量法，如圖2（a）所示，直接測(cè)ac和bd的相對(duì)位移量。有時(shí)為了量測(cè)圍巖變形的不對(duì)稱性，也可加測(cè)bo、ao或do、co。當(dāng)頂板較好，側(cè)幫變形較大時(shí)，可采用圖2（b）的方法進(jìn)行側(cè)幫位移測(cè)量。測(cè)量斷面收縮，則采用圖2（c）所示的方法。采用圖2（d）扇形布置法，則可以測(cè)定全斷面收縮率。（a） (b) (c) (d)圖2 巷道圍巖表面位移觀測(cè)方法 由于底鼓位置處于巷道上幇附近，本次圍巖位移觀測(cè)采用網(wǎng)格布置，初步確定為巷道橫斷面上布置橫向和豎向個(gè)三條測(cè)線，以便于量測(cè)、比較巷道頂?shù)装逡平浚阌诖_認(rèn)巷道底鼓大小及其速率。在巷道設(shè)3個(gè)測(cè)站，每個(gè)測(cè)站設(shè)兩個(gè)測(cè)面。3 圍巖內(nèi)應(yīng)力測(cè)量巷道圍巖應(yīng)力測(cè)量，也是分

15、析圍巖穩(wěn)定性、改進(jìn)巷道布置和優(yōu)化支護(hù)設(shè)計(jì)需要進(jìn)行的一項(xiàng)重要工作。目前要以采用煤巖鉆孔應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量。煤巖鉆孔應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)用于煤礦井下煤層或巖層應(yīng)力作用，如工作面前方煤層超前支撐應(yīng)力，預(yù)留煤柱的支撐應(yīng)力等。鉆孔應(yīng)力監(jiān)測(cè)是測(cè)量因采動(dòng)影響煤層或巖層內(nèi)部應(yīng)力場(chǎng)的變化，是研究采場(chǎng)周?chē)鷳?yīng)力分布及采場(chǎng)動(dòng)壓作用規(guī)律的重要手段之一。系統(tǒng)包括應(yīng)力傳感器、分站、電源等設(shè)備，如圖3所示。圖3 錨桿應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成圖鉆孔應(yīng)力傳感器結(jié)構(gòu)如圖4 所示，采用應(yīng)變測(cè)量技術(shù)，測(cè)量的是受煤體或巖體垂直載荷應(yīng)力，受應(yīng)力作用鉆孔周?chē)拿后w或巖體產(chǎn)生破壞變形，將應(yīng)力傳遞到應(yīng)變體上產(chǎn)生橫向變形，應(yīng)變計(jì)將變形量轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)變送器電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出。圖4 傳感器結(jié)構(gòu)示意圖煤巖鉆孔應(yīng)力傳感器采用 42mm46mm 水平鉆孔探入安裝，通過(guò)鉆機(jī)將鉆孔打出，用風(fēng)或水壓清洗鉆孔，將傳感器的受力面朝上用推桿將傳感器緩慢推入。在推入傳感器時(shí)不可將推桿旋轉(zhuǎn)，應(yīng)保持一個(gè)方向。鉆孔應(yīng)力傳感器采用鉆孔探入式固定安裝，具體如圖5所示。圖 5 鉆孔應(yīng)力傳感器安裝示意圖圍巖內(nèi)應(yīng)力觀測(cè)測(cè)點(diǎn)應(yīng)對(duì)應(yīng)于位移觀測(cè)測(cè)點(diǎn)布置。每個(gè)測(cè)站在巷道的上幇和下幇各設(shè)三個(gè)測(cè)點(diǎn)，間隔1m一個(gè)