煤矿巷道支护矿压观测探究

煤矿巷道支护矿压观测探究

葛 锐 成

中煤新集刘庄煤矿 安徽淮南 232000

摘要：随着社会经济的不断发展，我国的煤矿开采事业得到了发展壮大，煤矿开采的安全问题也越来越受到人们的广泛关注。作为煤矿开采事业中安全防护的重要工作，煤矿巷道支护与矿压观测的关键地位不言而喻。针对该课题进行研究探讨具有重要意义，可以更好地提升对煤矿巷道支护与矿压观测的分析与掌控力度，从而采取科学合理的措施，提高煤矿开采的安全度，保证煤矿开采人员的生命财产安全，促进煤矿开采事业的安全持续发展。

关键词：煤矿；巷道支护；巷道矿压；观测探究.

1煤矿巷道支护观测

1.1巷道支护概述

对于巷道支护技术而言，不管是从技术手段，还是从理论层面来说，它都具有多元化特性。从宏观层面着手，主要存在围岩支护、加固与多元支护等不同技术。其中围岩支护也是被动支护，以金属支架支护为代表，借助金属支架作用于巷道围岩表面，以此来规避或者控制围岩变形。此种支护属于临时性支护，在具体的使用过程，存在一定的隐患，安全性不高；围岩加固属于主动支护，以锚杆支护为主，随着技术的发展，该技术日益成熟，支护力度作用于围岩中的巷道，不仅可支护巷道围岩表层，还可调整围岩变形周期；多元支护是一种最为常用的巷道支护技术，也被叫做复合支护，同时使用几种支护形式。

1.2观测意义

巷道的支护技术上，比较经济合理的支护方式就是锚喷支护，它是一种控制围岩位移、变形和裂缝发展，进而保持了围岩的稳定性和整体性，最大程度利用了支护原理的积极主动性。在此基础上，它还充分利用围岩的自承效果，通过把围岩、锚杆和喷层机密结合为一体的方式，达成最佳的支护效果。需要引起注意的是，锚喷支护的方案必须要经济合理且安全可靠，其实施也务必非常科学合理。现在在业内比较流行的新奥施工法就非常经典，在我国煤矿开采领域被广泛运用，这个施工法通过设计一施工一检测一再设计的科学过程，着重强调了检测在施工过程里的重要作用。总结上述可以得出，工程检测是锚喷支护的重点环节，也是完善支护参数、评价支护效果的唯一科学依据

1.3锚杆(索)工作载荷

锚杆(索)在实际工作中会由于受到不同程度的力而导致出现工作超载或负荷过多问题。一般情况下煤矿企业都会采用MCS一400型锚杆测力计观测锚杆(索)的工作载荷，这样也会更有利于对锚杆(索)载荷围岩变形及应力变化特征的观测。锚固力增长的快慢与多少不仅与工作量有关，还与时间有着很大关系。锚杆锚托力与时间之间存在着一定的关系，这需要在具体工作中认真观测。

1.4锚杆轴向应力分布

当对锚杆轴向应力进行具体观测时，就需对其各方面所承受的力进行观测和分析，一般情况下煤矿主要会运用KDM一1型测力锚杆配静态电阻应变化观测锚杆轴向应力变化。安装方式一般都是测力锚杆采用快硬水泥锚固剂，当全长锚固为2．2m长时，杆体两侧将会出现6个测点，共计12个点。当测力锚杆安装好后，就应对锚杆的轴向应力进行测量。将拉伸引起的长度变化与力度之间的比例掌握好，然后运用参数公式进行计算。

2观测内容

在对煤矿巷道支护与矿压进行观测时 ，要注意很多问题 ，其中最重要的就是观测设备与观测方法。在传统的煤矿观测中，很多时候会涉及对巷道围岩的观测 ，如果观测不精确 ，或数据与规定的参数有误差，都将会导致煤矿巷道观测的不准确性。在观测时主要应从以下几部分入手：(1)通过KDbt一1测力锚杆配合KDW一2静态电阻应变仪，来测量锚杆的受力状态；(2)通过MCS一400锚杆（索）测力计，来测量锚杆（索）的工作载荷；(3)通过KGE30B（水平）型离层仪或YHW300本安型围岩位移测定仪（数显），来测量顶板的下沉量；(4)通过KDM一2多点位移计，来测量巷道围岩内部的沿径向位移的变化；(5)通过SLG—O2收敛计，来测量巷道两帮移近量；（6）通过巷道表面布置十字点来测量巷道表面位移量。

3矿压观测

3.1巷道表面位移

在巷道布置表面位移基点，观测巷道表面位移收敛情况，包括两帮移近量、顶底移近量，采用十字布点法布置，巷道表面位移基点布置，用钢卷尺和测量杆测量顶底移近量和两帮移近量。每个测量站测量内容包括巷道两帮收敛、顶板下沉表面位移断面布置。

3.2巷道深部位移

巷道围岩内部相对位移是指围岩的内部各基点间的位移量，内部位移检测的主要目的是判断围岩的松动范围随围岩压力改变的变化规律，为巷道支护提供参考依据。测量仪器采用DW型机械式多点位移计。巷道围岩深部位移观测设置测站时，用安装杆将4个位移基点锁头装入孔内，分别固定在孔深1m、2m、4m、6m的位置上，将套筒树脂粘结在空口处，用钢尺测量各测量钢丝的长度。

3.3松动圈测试

深部巷道受各个因素影响，巷道平衡状态被打破，围岩的应力重新分布，并在巷道周围产生应力集中。当集中应力小于岩体强度时，围岩将处于弹塑性稳定状态；当集中应力超过岩体强度以后，巷道周边围岩将首先破坏并逐步向围岩深部扩展，直至在一定深度取得三向应力平衡为止，使围岩连续性和完整性遭到破坏，此时围岩已经过度到破碎状态，至此形成的围岩破碎松动区称之为围岩松动圈。松动圈测试实质上是应用超声波在不同介质中传播速度不同，来预测围岩的破坏情况。声波在岩体中传播时，如果在其传播路径上有裂缝存在，声波就会在裂缝处发生绕射，使传播距离增大，走时增加，波速下降。岩体中的裂缝越多、越密、越长，绕射现象就越严重，波速也就越低。

3.4顶板位移观测

安装顶板离层仪，可以分别显示锚杆长度范围内和锚杆同范围外的顶板岩层的离层情况。根据顶板离层仪观测到顶板离层的数据并做出分析，得出不同的地质条件、岩性变化等情况，总结出了锚网巷道锚网范围内离层量，及时采取其它有效的支护措施，防止顶板塌落事故的发生。

4整体分析

在对巷道围岩进行观测时发现，变形范围可在施工的初期阶段进行控制，距离掘进工作面相对而言比较近，这时位移都比较大，且随着巷道支护与矿压的不断加强，掘进工作面深部围岩位移变化也会越来越大，当距离工作面越远时就会保证越趋近于缓，其巷道总体变形将会在可控范围内。但在此期间，锚杆应力的变化将会变得非常复杂。此外，当顶板测力锚杆工作时，其表现出许多特征，其中变化多、峰值大、正负值差异大是其主要特征。这些参数和值的变化也能间接证明锚杆在实际工作中受到了拉力和压力两者的作用。这样的检测结果也会证明锚杆所处位置往往是围岩岩层变化较为复杂的区域。这样的环境会给顶板管理增添很大难度，在实际作业环境中，顶板和锚杆所受拉力和压力都将会对实际作业产生一定影响。左右两帮中锚杆受力变化也较为复杂，且两帮受力状态不对称。

5结束语

本文简述了煤矿巷道支护与矿井观测的相关内容。通过分析可发现，如今中国很多煤矿企业在实际生产和发展中，都缺乏对于巷道支护和矿压的检测等内容，加强对煤矿巷道的支护与矿压管理将会为煤矿正常生产奠定坚实基础。在未来发展中，煤矿企业将会成为中国主要的发展企业，而加强对煤矿企业日常作业中的管理和检测工作是一项较为基础的工作，只有不断提升企业的管理和观测能力，才会为实现企业的可持续发展提供保障。

参考文献：

[1]于朝辉. 红柳煤矿软岩巷道矿压观测及变形特征研究[D].西安科技大学,2012. [2]赵有生,许海涛. 煤层巷道支护体系评价研究[J]. 华北科技学院学报,2011,8(02):34-37.