龍湖礦回采巷道底鼓觀測計劃

1、1 地質(zhì)概況一、地面相對位置及鄰區(qū)開采情況表開門位置九片石門H號點后4.5米設(shè)計終點位置順槽至F1斷層保安煤柱線設(shè)計方位運輸巷DF：N238運輸巷FG：N261工作面標高(m)-555.6-550地面相對位置建筑物、小井、地表水體地表無建筑物；地面標高+221米至 +210米；地表無小井，無河流、水體。井下相對位置對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。對該工作面無影響。鄰近采掘情況對該工作面的影響附近無采掘工程。二、煤層賦存特征煤層特征實際見煤點位置厚度(m)結(jié)構(gòu)對煤厚、結(jié)構(gòu)變化的預(yù)測（穿層巷道時為預(yù)計見煤位置）左八片回風巷6號點左八片回風

2、巷A號點左八片回風巷7號點左八片回風巷4號點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：煤層厚度無大變化，平均厚度1.12米2、結(jié)構(gòu)的預(yù)測：煤層結(jié)構(gòu)無變化，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)育方向和程度及對掘進的影響等頂板老頂（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，夾少量細砂巖，巖石層理較發(fā)育堅硬，對工作面無影響。直接頂中砂巖3m灰白色，石英質(zhì)，無層理，泥質(zhì)膠結(jié)，含有暗色礦物，分選差。堅硬，泥質(zhì)膠結(jié)，無層理，對工作面無影響。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。堅硬，泥質(zhì)膠結(jié)，層理發(fā)育，對工作面無響老底（基本底）四、地質(zhì)構(gòu)造斷層情況編號性質(zhì)走向傾向傾角落差對工程的影響F-1逆斷層25295571500m邊界斷層，掘進至斷層保安煤柱線停止施工F-A逆斷層18898420.5m對工作面無影響，可直接過斷層。褶曲情況編號名稱兩翼產(chǎn)狀對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，巷道掘進時可能遇到該向斜。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瓦斯瓦斯絕對涌出量0.6m/min。巖漿巖無。存在問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，施工時可能遇該向斜。2 地面位置及水文地質(zhì)1 地質(zhì)說明書1、本工程區(qū)域內(nèi)無水體，無含水層,無老空及廢舊巷道等。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)，無層理泥質(zhì)膠結(jié)，厚度3米左右。底板為粉砂巖，堅硬，泥質(zhì)膠結(jié)，層理發(fā)育，厚度13米左右。煤層絕對瓦斯涌出量為0.6m3/min。2 水文地質(zhì)序號名稱具體情況1主要水源圍巖裂隙、孔隙水、斷層導入2含水層厚度無含水層3涌水形式頂板淋水4涌水量0.5m3/h5補給關(guān)系通過斷層、

5、裂隙導水滲透補給6影響程度小7相鄰老巷舊巷舊采空區(qū)積水對工程的影響無8鉆孔，構(gòu)造導水對工程的影響施工至460米時，可能存在孔斜漂移，前進必須打好探眼3 巷道支護概況 一、巷道基本支護1、巷道長度：運輸巷DF：296米; 運輸巷FG：364米；2、運輸巷斷面：半煤巖梯形 寬2.8米、高2.6米；（ 7.32）；3、工作面采用風鉆打眼爆破落貨；4、支護方式：運輸巷頂板采用雙排錨桿支護，間排距1.0米1.0米，上幫采用天地拉支護；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，錨索長度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，具體支護見圖。上幫采用天地拉支護，全煤斷面掛網(wǎng)，天

6、地拉間距1.0米。二、運輸巷、回風巷的頂板控制1、超前支護是指回采工作面巷道距煤壁20米范圍內(nèi)需超前的支護，回風巷超前支護采用單體液壓支柱支護，超前支護設(shè)雙排支柱，且支護距離不得小于20 m，間距1.0m，走向排距為1.4m。運輸巷超前支護采用雙排6米錨索配鋼帶聯(lián)合支護。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100mm。4、原上、下巷均采用雙排預(yù)應(yīng)力錨桿支護，在頂板破碎和斷層處及壓力大的地段，應(yīng)加補錨索帶W型鋼帶支護，破碎嚴重區(qū)段還要掛網(wǎng)。 4 觀測內(nèi)容及計劃一、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)生的一種動力現(xiàn)象，它與圍巖的性質(zhì)、采動影響、開采深度及地質(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。這類問題給生產(chǎn)中的礦井，特別是軟巖礦井的建設(shè)和生產(chǎn)帶來極大困難。底鼓使巷道變形、斷面變小，影響通風、運輸，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: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)生物理化學反應(yīng)，引起巖石含水量隨時間而增高且體積發(fā)生膨脹

8、的一類巖石，屬于易風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，整個巷道都位于松軟破碎的底板巖層向巷道內(nèi)擠壓流動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。前兩類為持續(xù)型底鼓，而后一類為應(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)對巷道底臌起著決定性作用，底板巖石的堅硬程度和厚度，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，這是因為存在著一個高地壓帶。水對巖石強度的影響: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，并將原來層間連接緊密的巖體分為很多薄層，甚至完全喪失強度巖石中的某些礦物成分遇水產(chǎn)生膨脹。支護強度:一般巷道的底板處于不支護狀態(tài)，主要是因為總是認為只要支護頂板和兩幫就安全了，底臌無關(guān)緊要錨固底板施工比較困難，出矸石工作量大一旦支護控制不住底臌，臥底時的工作量大。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)，而通過增加巷道高度使橫截面保持不變。二、圍巖變形破壞監(jiān)測方法巷道圍巖的穩(wěn)定狀況指標包括圍巖的位移量、破壞范圍、巖體內(nèi)應(yīng)力場變化等。這些指標直接影響到巷道維護的完好程度和工作空間的安全性，因此，監(jiān)測巷道圍巖的穩(wěn)定性，可以為判斷巷道支護質(zhì)量和改善巷道支護提供科學的依據(jù)。巷道圍巖移動常用移動量來表示，它可分為相對移動量和絕對移動量。巷道圍巖相對移動量是指不分辨巷道頂板或底板、巷道兩幫各自的單獨移動量，而只計其最后的移動結(jié)果。巷道圍巖絕對移動量是指測定巷道頂板、底板或兩幫某一部位的實際移

11、動值。通常只測相對移動量就可以滿足對支護結(jié)構(gòu)設(shè)計和支護形式選擇的要求。而絕對移動量的觀測，由于工作量大，只在特殊要求條件下才進行測量。因此，相對移動量觀測方法應(yīng)用最廣泛。為確認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，需進行相關(guān)回采巷道頂?shù)装鍘r性的測定，巷道圍巖位移觀測，巷道周邊應(yīng)力分布監(jiān)測。1 掌握地質(zhì)資料與開采條件進行巷道圍巖穩(wěn)定性監(jiān)測應(yīng)掌握的地質(zhì)資料和開采條件包括：通過地質(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、巖體物理力學性質(zhì)、水文地質(zhì)等情況，并在地質(zhì)圖上標明地質(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、開采影響范圍等，掌握

12、好巷道與采煤工作面相對空間位置與時間的關(guān)系；了解巷道掘進斷面尺寸、支護方式和支架工作特性等。2 巷道周邊位移測量巷道周邊位移是圍巖與支護相互作用的結(jié)果，是反映多因素影響的一個綜合指標。測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） 測站與測點布置對一條巷道進行圍巖穩(wěn)定性監(jiān)測，通常設(shè)三個測站，測站間距可取3040m，選擇有代表性的圍巖條件，或選擇特殊條件進行專項觀測。一個測站應(yīng)設(shè)三個觀測斷面，斷面間距可取35m。測點是量測的基準點，應(yīng)安設(shè)可靠，保證測點與圍巖同步位移。通常在圍巖上打一個深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、作為測量基準點的基釘，也可用水泥基釘（圖1）。在測量過程中要保護好測點，避免移動和損壞。圖1 測桿與基準點1-測桿；2-彈簧；3-套管；4-基準點2） 量測方法一般情況下量測位移的精度取1mm，通常采用測桿和鋼卷盡或收斂計進行測量。測桿是由活桿1和套管2組成，活桿上帶有讀數(shù)尺，精度為1mm。測桿上設(shè)有游標，最小為0.05mm。測桿上如果裝百分表，測量精度可達0.01mm。在測桿上裝位移傳感器，則可實現(xiàn)遠距離與計算機連接，實現(xiàn)自動檢測與數(shù)據(jù)處理。收斂計由鋼尺、微讀裝置、聯(lián)接環(huán)、拉緊裝置等部分組成。目前國內(nèi)已生產(chǎn)的收斂計有GSL型鋼環(huán)式等多種，量測范圍510m，精度已達0.15mm以上。量測一般采

14、用十字測量法，如圖2（a）所示，直接測AC和BD的相對位移量。有時為了量測圍巖變形的不對稱性，也可加測BO、AO或DO、CO。當頂板較好，側(cè)幫變形較大時，可采用圖2（b）的方法進行側(cè)幫位移測量。測量斷面收縮，則采用圖2（c）所示的方法。采用圖2（d）扇形布置法，則可以測定全斷面收縮率。（a） (b) (c) (d)圖2 巷道圍巖表面位移觀測方法 由于底鼓位置處于巷道上幇附近，本次圍巖位移觀測采用網(wǎng)格布置，初步確定為巷道橫斷面上布置橫向和豎向個三條測線，以便于量測、比較巷道頂?shù)装逡平?，便于確認巷道底鼓大小及其速率。在巷道設(shè)3個測站，每個測站設(shè)兩個測面。3 圍巖內(nèi)應(yīng)力測量巷道圍巖應(yīng)力測量，也是分

15、析圍巖穩(wěn)定性、改進巷道布置和優(yōu)化支護設(shè)計需要進行的一項重要工作。目前要以采用煤巖鉆孔應(yīng)力測量系統(tǒng)進行測量。煤巖鉆孔應(yīng)力測量系統(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)測是測量因采動影響煤層或巖層內(nèi)部應(yīng)力場的變化，是研究采場周圍應(yīng)力分布及采場動壓作用規(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)變測量技術(shù)，測量的是受煤體或巖體垂直載荷應(yīng)力，受應(yīng)力作用鉆孔周圍的煤體或巖體產(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)變計將變形量轉(zhuǎn)換成電壓信號，經(jīng)過變送器電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸出。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，通過鉆機將鉆孔打出，用風或水壓清洗鉆孔，將傳感器的受力面朝上用推桿將傳感器緩慢推入。在推入傳感器時不可將推桿旋轉(zhuǎn)，應(yīng)保持一個方向。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)力觀測測點應(yīng)對應(yīng)于位移觀測測點布置。每個測站在巷道的上幇和下幇各設(shè)三個測點，間隔1m一個