【正文】 量小的情況下效果比較明顯。松動爆破工序比較復雜，有時還影響生產(chǎn)，所以在許多情況下不能采用。 （ 5）聯(lián)合支護法 根據(jù)具體條件，綜合運用以上技術(shù)。聯(lián)合法適合應力集中程度大、底臌嚴重的情形。 目前， 針對雙采動影響下巷道圍巖控制研究較少， 幾乎所有的回采巷道底臌控制技術(shù)都只能適應一定的條件。在選擇底臌控制措施時，通?？紤]兩個因素：底臌控 制效果和技術(shù)經(jīng)濟可行性，如果成本高昂，即使有著良好的底臌控制效果也不可能在礦山廣泛推廣應用。 技術(shù)關(guān)鍵 （ 1）沿 工作面切眼 欲裂爆破 泄壓 圍巖 控制 關(guān)鍵技術(shù)； （ 2）沿軌道巷欲裂爆破 泄壓控制底臌 關(guān)鍵技術(shù)； （ 3）雙采動影響下預留巷道圍巖綜合 控制技術(shù) ； （ 4）側(cè)向鉆孔應力監(jiān)測及規(guī)律分析。 項目研究技術(shù)路線 項目研究手段主要包括方案設計，現(xiàn)場觀測，內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理與分析，理論分析，數(shù)值模擬等。 古 書 院 礦 1 5 煤 預 留 巷 道 雙 采 動 影 響 下 圍 巖 控 制技 術(shù) 研 究現(xiàn) 場 資 料 調(diào) 研 與 分 析地 質(zhì) 力 學 環(huán) 境 分 析實驗室實驗煤 巖 樣 的 物 理 力 學 參 數(shù) 測 試現(xiàn) 場 采 取 煤 巖 樣 的 標 準 試 樣 加 工雙 采 動 影 響 下 預 留 巷 道 圍 巖 變 形數(shù) 值 模 擬理論分析與研究巷 道 底 板 受 力 、 變 形 特 征研 究雙 采 動 力 源 機 制 分 析試 驗 巷 道 底 臌 原 因 及 機 理分 析現(xiàn) 有 巷 道 支 護 效 果 定 性 評價古 書 院 礦 1 5 煤 層 預 留 巷 道圍 巖 控 制 技 術(shù)古 書 院 礦 成 套 工 藝 與 技 術(shù)古 書 院 礦 技 術(shù) 推 廣 與 應 用現(xiàn)場監(jiān)測及分析超 前 支 撐 壓 力 及 側(cè) 向 應 力 監(jiān) 測回 采 巷 道 圍 巖 變 形 監(jiān) 測預 留 巷 道 圍 巖 側(cè) 向 支 承 壓 力 監(jiān) 測 圖 2 項目研究技術(shù)路線圖 2. 項目研究 總體 技術(shù)方案 預留巷道圍巖 物理力學參數(shù)測試 現(xiàn)場采取煤樣、巖樣，測試 其抗壓強度、彈性模量、波速等物理力學參數(shù)，進行 1523103 15煤預留巷道雙采動影響下圍巖控制技術(shù) 7 巷道圍巖穩(wěn)定性評價、地質(zhì)力學環(huán)境分析等 。 表 1 煤巖樣力學參數(shù) 測試結(jié)果 試件 編號 試件形狀 試件尺寸 /mm 視度度/kg/m3 波速 /m/s 抗壓強度/MPa 彈性模量/GPa 變形模量 /GPa 試驗在中國科學院武漢巖土力學研究所研制的 RMT150B 型巖石力學伺服試驗機上完成。 該 套巖石力學伺服試驗系統(tǒng)是專為巖石和混凝土類工程材料進行力學性能試驗而設計的，具有多種試驗功能，可進行單軸壓縮試驗、單軸直接 拉伸試驗、單軸間接拉伸試驗、三軸壓縮試驗和剪切試驗等。試驗結(jié)束后，系統(tǒng)會自動退回到初始狀態(tài)，并能方便的讀出試驗結(jié)果，包括試件的全程應力 應變曲線，如軸向應力與軸向應變、軸向應力與環(huán)向應變、軸向應力與體積應變、峰值強度、彈性模量、泊松比以及整個試驗過程中采集到的載荷、變形和位移等數(shù)據(jù)文件，為試驗者進一步分析提供了有用的參 數(shù)。 15煤預留巷道雙采動影響下圍巖控制技術(shù) 8 巷道礦山壓力的觀測可分為采區(qū)巷道礦壓觀測和開拓巷道礦壓觀測。例如相鄰區(qū)段回采影響的 預留 1523092 巷道 ，其圍巖變形要經(jīng)歷五個時期（見圖 4）。隨著掘出時間的延長，圍巖變形速度將日趨緩和。 （ 2）掘巷引起的圍巖應力重新分布趨向穩(wěn)定后，由于煤層一般都具合流變性質(zhì)，即使應力不變，圍巖變形還會隨時間而緩慢地不斷增長，但其變形速度比剛掘巷期間要 小得多。在工作面 (A)后方附近，回采引起的支承壓力和巷道的圍巖變形速度都達到最大值。巷道的圍巖性質(zhì)和煤住寬度對該時期的圍巖變形有很大影響。 （ 5）巷道受本區(qū)段工作面 (B)的回采影響時，由于上、下區(qū)段 回來引起的支承壓力相互重疊，使巷道周圍的應力比只受上區(qū)段采動影響時急劇增高，引起巷道園巖應力又一次重新分布，塑性區(qū)進一步擴大，圍巖變形比受上區(qū)段采動影響時更加強烈。為了便于計算，將五個影響時期的圍巖變形量劃分為由采動引起的附加變形量和采動影響穩(wěn)定期間的變形量兩部分。 圖 4 受雙采動影響區(qū)段平巷圍巖變形過程 Ⅰ —— 掘巷引起的圍巖變形區(qū)；Ⅱ —— 掘巷影響穩(wěn)定后的圍巖變形區(qū)；Ⅲ —— 受回采影響的圍巖變形區(qū)；Ⅳ —— 回采穩(wěn)定后的圍巖變形區(qū)；Ⅴ —— 受下區(qū)段影響的圍巖變形區(qū) 目前，采場有限元數(shù)值模擬主要還在建立力學模型后的應力分析方面。 15煤預留巷道雙采動影響下圍巖控制技術(shù) 10 圖 5 采場圍巖應力數(shù)值模擬模型實例 回采巷道圍巖變形監(jiān)測 監(jiān)測內(nèi)容： 152309 工作面 三條順槽（ 1523091 巷道、 1523092 巷道、 1523093 巷道） 變形的 持續(xù)觀測。 主要觀測儀器：鋼尺， 測桿 。為了有對比性， 擬在 3 條回采 巷道內(nèi) 分別 布置 3 個測站，每個測站間距 50m。 共計 45 個測點。在運輸巷道內(nèi)設置觀測站時，觀測可能影響生產(chǎn)；生產(chǎn)過程也可能將測站損壞。煤 龕 的規(guī)格一般為 2mX3m左右，沿煤層開掘并保持頂板完好。 15煤預留巷道雙采動影響下圍巖控制技術(shù) 11 切眼1 5 2 3 0 9 工 作 面1 5 2 3 0 9 1 巷1 5 2 3 0 9 2 巷（ 原 1 5 2 3 1 0 3 巷 ）測 站 1 1測 站 1 2測 站 1 3測 站 2 1測 站 2 2測 站 2 3測 站 3 1測 站 3 3 測 站 3 21 0 0 m測 站 間 距 5 0 m , 測 點 間 距 5 m .1 5 2 3 0 9 3 巷（ 原 1 5 2 3 1 0 2 巷 ） 圖 6 152309 工作面回采巷道圍巖變形測點布置示意圖 測點安設方法 ： 先在頂板上打一個深為 100mm～ 200mm、直徑約為 40mm 的鉆眼，在眼中打入木塞，木塞上訂上作為測量基準點的基釘，鐵 釘 頭部鉆有 — 圓穴，如 圖 7 所示。如果頂板巖層比較堅硬乎整，也可用彩色油漆標明觀測基點。兩幫觀測基點的安設方法與頂?shù)装寤鞠嗤M可能使觀測截面內(nèi)各對測點在同一平面上。 圖 7 回采巷道變形規(guī)律觀測測點布置 超前 支撐壓力及側(cè)向應力觀測與分析 監(jiān)測方法及內(nèi)容： 15煤預留巷道雙采動影響下圍巖控制技術(shù) 12 (1) 超前支護區(qū)單體支柱壓力觀測； (2) 超前支護區(qū)圍巖應力觀測； (3) 預留回采巷道圍巖應力觀測； 監(jiān)測目標： (1) 工作面超前支承壓力演化規(guī)律，分布規(guī)律，影響范圍，集中程度，峰值位置等關(guān)鍵參數(shù)； (2) 為回采巷道圍巖控制、巷道支護，以及頂煤破碎等提供依據(jù) 。 具體實施方案： (1) 超前支護區(qū)域單體支柱壓力監(jiān)測 在 152309 綜采工作面膠帶巷和軌道巷超前支護區(qū)域安裝單體支柱壓力記錄儀，計劃每個巷道安裝 3 個，測點間距 10m，連續(xù)記錄工作面回采過程中單體支柱壓力變化規(guī)律，用于分析工作面超前支撐壓力分布規(guī)律和動態(tài)演化規(guī)律，同時配合井下人工監(jiān)測，如圖 8 所示即為超 前支護區(qū)域單體支柱壓力監(jiān)測儀器 ，圖 9為鉆孔應力計 。工作面前方的一定范圍煤體，受支承壓力的作用，應力首先超過其強度極限，承載能力大大減小，這部分煤體即為塑性區(qū)域，煤壁前方彈塑性臨界點即為支承壓力的峰值點。同時在 152309回風巷道內(nèi)布置巷道表面 位移監(jiān)測點，監(jiān)測工作面回采過程中，巷道變形規(guī)律，為超前支承壓力影響范圍和強度的確定提供依據(jù)。 1 5 2 3 0 9 工 作 面1 5 2 3 0 9 1 巷 道1 5 2 3 0 9 3 巷 道（ 原 1 5 2 3 1 0 2 巷 ）3 0 m3 0 m單 體 支 柱 壓 力 監(jiān) 測1 0 0 m1 0m數(shù) 顯 鉆 孔 應 力 計 ，安 裝 深 度 1 0 m 圖 10 工作 面 超前支承壓力觀測方案示意圖 （ 3）預留巷道圍巖側(cè)向支承壓力監(jiān)測 在 152309工作面 1523092（原 1523103） 巷道 、 1523093（原 1523102） 巷道 布置兩個測區(qū)，每一個測區(qū)內(nèi)布置 5個鉆孔， 數(shù)顯鉆孔應立計交叉安裝， 鉆孔間距 5m，鉆孔安裝深度分別為15m， 10m， 10m， 5m， 5m。 15煤預留巷道雙采動影響下圍巖控制技術(shù) 14 1 5 2 3 0 9 2 （ 原 1 5 2 3 1 0 3 巷 道 ）2 00 m1 0 m數(shù) 顯 鉆 孔 應 力 計 交 叉 安 裝 ， 軌 道巷 的 通 過 延 長 數(shù) 據(jù) 采 集 線 延 伸 到回 風 巷 道 。影響巷道支護效果的因素很多 ， 評判一條巷道支護效果的好壞所要考慮的評判因素不僅要考慮圍巖條件、采動影響、煤柱尺寸、巷道圍巖應力狀態(tài)等 ,還要考慮將要采用的錨桿支護參數(shù) ， 上述各因素相互制約 、 相互關(guān)聯(lián)。運用模糊聚類分析方法 ， 充分考慮支護對巷道支護效果的影響 ， 對 該礦回采 巷道支護效果進行分類 ， 并確定各個類別的聚類中心。 152309 工作面頂板弱化處理施工安全技術(shù)措施 按照 古書院礦 已有的 15230 152307 工作面頂板弱化處理的成功經(jīng)驗 進行具體 實施 。 爆破弱化是用爆破的方法人為將頂板切斷，使一定厚度的頂板由于推進至初次來壓時冒落形成矸 石墊層，切斷頂板可以減小頂板冒落面積，減弱頂板冒落時產(chǎn)生的沖擊力 。目前爆破弱化的方法有淺孔放頂、步距深孔爆破、超前深孔預裂爆破、地面深孔放頂?shù)?。超前深孔預裂爆破主要作用是：切斷堅硬頂板，減小頂板 一次冒落面積。通過超前深孔預裂爆破的方式弱化頂板，可以起到兩個作用，第一是減少初次來壓步距，第二是減 小 周期來壓步距。 計算得， H =()=。 工作面切眼爆破鉆孔布置 工作面設備安裝前，在切眼內(nèi)距老塘側(cè)巷幫 1m處頂板打眼， 180m 長的切眼共布置 10組炮孔，分別為 A、 B、 C、 D、 E 和 a、 b、 c 、 d、 e10 組炮孔， A和 a每組為 2 個炮孔； B、 C、D和 b、 c、 d每組為 3 個炮孔， E和 e每組為 4 個炮孔，炮眼的具體參數(shù)為： B b C c 15煤預留巷道雙采動影響下圍巖控制技術(shù) 16 D c1 炮眼長度為 14m，仰角為 32176。裝藥長度 6m，裝藥量 15kg； A a B b Cc D d3 炮眼長度為 16m，仰角 27176。裝藥長度 7m，裝藥量 ； E e2炮眼長度為 14m，仰角 30176。裝藥長度 8m，裝藥量 20kg； Ee4 炮眼長度為 10m，仰角 30176。炮眼剩余部分用炮泥封滿， A組與 a 組對稱， B組與 b組對稱，以此類推。水平角度為 90176。水平角度為 90176。水平角度為 90176。水平角度為 18176。水平角度為 18176。水平角度為 18176。炮孔剩余部分用炮泥封滿。 （ 2） 1523093 巷鉆孔布置 1523093巷鉆孔布置及參數(shù) 見 節(jié) 。 鉆孔爆破 鉆孔連線 連 線采用“局部并聯(lián)，總體串聯(lián)”的方式進行（即炮孔之間串聯(lián)，每個炮孔內(nèi)并聯(lián)）。 15煤預留巷道雙采動影響下圍巖控制技術(shù) 17 裝藥與封孔 （ 1） 裝藥采用炮棍直接將炸藥裝入到炮孔內(nèi)。根據(jù)炮孔長度和封泥長度確定導爆索長度，導爆索 必須 用快刀切割。一人負責裝藥卷并隨手適度拉緊導爆索；一人負責遞藥；一人負責拉緊炮棍內(nèi)的鋼絲 繩（ 毫米）；一人負責連接炮棍并與裝藥卷人共同用炮棍頂推藥卷到位 并搗實，保證藥卷緊密接觸 ；一人負責遞炮棍；共 5 人參與裝藥過程。 （ 3） 確定導爆索長度后開始封泥。炮泥經(jīng)搗實后再裝下一次炮泥，封堵炮泥時不得損壞導爆索。 工作面切眼推進 ，切眼進行裝藥、連線、爆破。 退炮棍時，采用向外拉鋼絲繩的方法，嚴禁直接拉炮棍，防止炮棍脫節(jié)順炮眼滑出。 裝炮泥時注意：要將炮泥裝實 但 不得損傷導爆索。 起吊設備前，班組長指派專人對起吊設備連接部位的穩(wěn)固、完好、安全、可靠性進行 15煤預留巷道雙采動影響下圍巖控制技術(shù) 18 詳細檢查，存在隱患必須先處理后作業(yè)，確認安全無誤后方可起吊設備，否則嚴禁起吊。 整個起吊過程，作業(yè)人員身體的任何部位不得伸入起吊物下，若特