煤矿巷道围岩松动圈测定

围岩松动圈的测定一、监测目的巷道开挖引起围岩应力重新分布，岩石强度和岩体内应力变化，在开挖空间周围形成一个环状的破裂区，称为巷道围岩松动圈。

为评价工程岩体稳定性及合理确定巷道支护提供科学依据，必须对围岩松动圈进行测定。

选取回采工作面的一条巷道，尽量在井下停工的时候测两到三个断面，距离控制在隔100m左右就测一回，时间及地点由矿方安排。

根据观察的结果确定出该矿的松动圈范围.(有可能的话,采动影响小的地方测一下,采动影响大的地方测一下).二、需求设备SYS(B)矿用钻孔窥视仪技术指标：窥视钻孔直径: ＞Φ25mm窥视钻孔深度：10m（可延伸）窥视镜（探头）：分辨率：420 lines连续工作时间：8h存储容量：20GB外形尺寸： 195mmX115mmX75mm配套设备：1.钻孔窥视仪主机1台2.窥视镜（探头）１只3.视频传输及输送缆：10米4.耳麦1付5.充电机1台B连接线1根7.窥视镜转接线1根8.数据管理和播放软件1套三、使用原理钻孔窥视仪是新近研制的一种便携式防爆型探测仪器,用以观察锚杆孔或其它小孔径工程孔内部情况。

将探头送入钻孔,即可在仪器屏幕上看到钻孔壁的图像。

由于镜头具有放大功能和红外敏感功能,所以孔壁的岩性变化可以清楚地反映出来。

对于煤岩界面及岩层裂隙,能用它容易地加以识别。

它在手持式液晶显示屏幕上显示钻孔内壁构造, 可用来观察岩层裂隙、确定围岩和煤层接触界面。

四、使用分析1、在掘巷道每掘进200m垂直顶板及两帮各布设一个钻孔；巷道交岔点须根据实际情况布设钻孔；过地质构造、顶板岩性发生显著变化等特殊地段须布设钻孔，钻孔数量根据实际情况而定；矿压显现明显（主要包括：顶板离层仪到黄区；巷道两帮、顶底位移量大；巷道内淋水较大；锚杆（索）托盘变形数量较多、锚索被拉（剪）断）区段须布设钻孔，钻孔数量根据实际情况而定。

2、钻孔要求：垂直顶板打设深度为15m、孔径为Φ28mm的钻孔，并用风、水管将钻孔内部清理干净。

第４２卷第９期能　源　与　环　保Ｖｏｌ ４２　Ｎｏ ９ ２０２０年９月ＣｈｉｎａＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＳｅｐ．　２０２０　收稿日期：２０２０－０５－１２；责任编辑：陈朋磊 ＤＯＩ：１０．１９３８９／ｊ．ｃｎｋｉ．１００３－０５０６．２０２０．０９．０４８作者简介：曹庆华（１９８２—），男，河南永城人，工程师，２００７年毕业于河南理工大学，现从事煤矿管理工作。

引用格式：曹庆华．巷道围岩松动圈测定及支护参数优化［Ｊ］．能源与环保，２０２０，４２（９）：２１７ ２１９，２２３．ＣａｏＱｉｎｇｈｕａ．Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｌｏｏｓｅｚｏｎｅｏｆｒｏａｄｗａｙａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉ ｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，２０２０，４２（９）：２１７ ２１９，２２３．巷道围岩松动圈测定及支护参数优化曹庆华（河南能源化工集团永煤公司车集煤矿，河南永城　４７６６００）摘要：为了对巷道进行有效支护，确保巷道的稳定性，基于研究巷道实际工程概况，采用电磁雷达法对巷道围岩松动圈进行测试，根据不同测线的雷达探测曲线，得到了研究巷道围岩松动圈级别；优化了巷道支护参数，主要包括顶板锚索、帮锚索、顶帮锚杆、一次喷浆、二次喷浆、道底板圆弧形卸压槽的开挖及底板注浆锚索加固等，并进行了巷道表面位移观测。

研究得出，优化后的巷道支护能够有效控制巷道围岩变形。

关键词：围岩松动圈；支护参数；喷浆；圆弧形卸压槽；注浆锚索中图分类号：ＴＤ３５３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００３－０５０６（２０２０）０９－０２１７－０３ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｌｏｏｓｅｚｏｎｅｏｆｒｏａｄｗａｙａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓＣａｏＱｉｎｇｈｕａ（ＪｕｊｉＣｏａｌＭｉｎｅ，ＹｏｎｇｃｈｅｎｇＣｏａｌＣｏｍｐａｎｙ，ＨｅｎａｎＥｎｅｒｇｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＧｒｏｕｐ，Ｙｏｎｇｃｈｅｎｇ　４７６６００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｓｕｐｐｏｒｔｔｈｅｒｏａｄｗａｙａｎｄｅｎｓｕｒｅｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｒｏａｄｗａｙ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｃｔｕａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐｒｏｆｉｌｅｏｆｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｒｏａｄｗａｙ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒａｄａｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｕｒｖｅｙｌｉｎｅｓ，ｔｈｅｌｅｖｅｌｏｆｌｏｏｓｅｚｏｎｅｏｆｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｗａｓｏｂ ｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｒｏａｄｗａｙｗｅｒｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｒｏｏｆａｎｃｈｏｒｃａｂｌｅ，ｓｉｄｅａｎｃｈｏｒｃａｂｌｅ，ｒｏｏｆａｎｄｓｉｄｅｂｏｌｔ，ｐｒｉｍａｒｙｓｈｏｔｃｒｅｔｉｎｇ，ｓｅｃｏｎｄａｒｙｓｈｏｔｃｒｅｔｉｎｇ，ｅｘｃａｖａｔｉｏｎｏｆａｒｃ－ｓｈａｐｅｄｐｒｅｓｓｕｒｅｒｅｌｉｅｆｇｒｏｏｖｅａｔｒｏａｄｆｌｏｏｒａｎｄｇｒｏｕｔｉｎｇａｎｃｈｏｒｃａｂｌｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｏｆｆｌｏｏｒ．Ｍｅａｎｓｗｈｉｌｅ，ｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｒｏａｄｗａｙｗａｓｏｂｓｅｒｖｅｄ，ｔｏｏ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｒｏａｄｗａｙｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｏｆｔｈｅｒｏａｄｗａｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｌｏｏｓｅｒｉｎｇ；ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓ；ｇｒｏｕｔｉｎｇ；ａｒｃ ｓｈａｐｅｄｐｒｅｓｓｕｒｅｒｅｌｉｅｆｇｒｏｏｖｅ；ｇｒｏｕｔｉｎｇａｎｃｈｏｒｃａｂｌｅ０　引言随着煤矿快速发展，特别是穿过断层破碎带、巷道断面大、地质条件恶化、地压大、采深大的巷道，一般的巷道支护已经不能满足深部破碎的巷道，出现了难支护、支护效果差等特征，严重影响了矿井的安全生产。

1引言巷道受掘进及工作面采动影响后，原始地应力平衡状态被破坏，围岩从三维受力变为二维受力甚至只受一个方向的平衡力。

应力重新分布造成局部巷道围岩应力降低，局部围岩应力应力升高[1]。

应力升高部位围岩会发生弹塑性变形，若巷道围岩仍处于弹性变形状态，则围岩可以保持自承稳定，不存在破坏和支护问题；如果围岩发生塑性变形，则必然会发生破坏，需要支护体支撑才能维持稳定。

应力的重新平衡过程会在巷道围岩内形成一定范围的松弛破碎带，即松动圈。

引发围岩变形、甚至破坏等灾害的根本原因是地应力，通过对巷道围岩松动圈的实测与分析，可研究松动圈大小受地应力的影响规律。

2巷道围岩松动圈测试方法围岩松动圈是地下巷道或硐室在特定地质和采动条件及支护作用下的自身反映，是了解围岩力学性状和确定支护方式与支护参数的重要指标，因此，松动圈大小的准确测定是合理设计巷道支护形式与参数的重要前提。

本研究将使用地质雷达法测试某矿区典型巷道围岩的松动圈范围。

地质雷达法松动圈测试系统利用记录电磁波在介质面间反射的时间、振幅以及相位等特征判别目标介质的结构与几何状态，通过反射电磁波的强度分析目标介质的岩性和状态[2]。

从几何形状分析，地下结构或构造可分为2种形态，一是巷道、洞穴、管道等形态；二是裂隙、空隙、缝隙、层面等。

不同结构在雷达探测系统上以不同形态特征存在，面状态结构呈线性反射波状态，点状态结构呈现象反射波状态。

通常，结构位置可以通过反射波的行走时间判断，而结构岩性可通过反射波被吸收能量的多少判断。

h=v2t2+x2/4√,v=c/ξ式中：h为地质体埋深；t为反射波到达时间；x为天线距离；v为岩体中电磁波的传播速度；c=0.3m/ns 为电磁波在空气中的传播速度；ξ为介电常数，可查有关参数或测定获得。

使用地质雷达法松动圈测试系统可通过合理选择发射波的频路，对不同深度和精度要求现场进行测量。

现场分析测试结果，并能进行多次测量。

本研究测试的巷道较小且封闭，可多次反射电磁波，且巷道内支架及其他金属设备也会对电磁波产生较强的反射，故属于特别复杂环境，故选择250MHz屏蔽天线进行本次雷达测试。

隔离矿柱巷道围岩松动圈分布规律的测试隔离矿柱巷道是煤矿开采中常用的一种支护方式，它可以有效地避免矿柱失稳引发的事故。

然而，在煤矿巷道开挖过程中，由于采动压力的作用，巷道围岩难免会出现一定程度的松动。

为了探究隔离矿柱巷道围岩松动圈的分布规律，我们进行了一系列的测试和研究。

我们选择了不同位置和不同长度的隔离矿柱巷道进行了测试。

通过测量巷道围岩的位移和变形情况，我们得到了一组数据。

通过对这些数据的分析，我们发现，隔离矿柱巷道围岩松动圈的分布规律与巷道的位置和长度有关。

在巷道的纵向分布上，我们发现隔离矿柱巷道围岩松动圈呈现出一定的对称性。

即巷道两端的围岩松动程度较小，而中间位置的围岩松动程度较大。

这是由于巷道两端的围岩受到了较大的约束力，而中间位置的围岩受到的约束力较小所致。

在巷道的横向分布上，我们发现隔离矿柱巷道围岩松动圈呈现出一定的非对称性。

即巷道的一侧围岩松动程度较大，而另一侧围岩松动程度较小。

这是由于巷道一侧的围岩受到了较大的采动压力，而另一侧的围岩受到的采动压力较小所致。

我们还对不同长度的隔离矿柱巷道进行了比较。

结果显示，隔离矿柱巷道围岩松动圈的范围随着巷道长度的增加而增大。

这是由于巷道长度的增加导致围岩受到的采动压力增加，从而引发了更大范围的围岩松动。

通过对隔离矿柱巷道围岩松动圈分布规律的测试和研究，我们发现巷道位置和长度对围岩松动的影响较大。

巷道的纵向分布呈现出对称性，巷道的一侧围岩松动程度较大，巷道长度越长，围岩松动范围越大。

这些研究结果对于煤矿巷道的设计和支护具有一定的指导意义，可以帮助工程师更好地进行巷道的支护设计，提高煤矿开采的安全性和效率。

希望通过我们的研究和测试，对隔离矿柱巷道围岩松动圈的分布规律有了更深入的了解。

我们将继续深入研究巷道围岩的力学特性和支护方式，为煤矿开采提供更科学、更安全的技术支持。

复杂地质条件下急斜特厚煤层巷道松动圈监测分析摘要：神新公司大红沟煤矿地下巷道围岩的工程地质条件复杂，地压活动强烈，尤其是处于矿岩接触带的巷道边帮失稳更为严重。

通过对大红沟煤矿地下巷道松动圈及钻孔窥视的联合监测，同时结合现场工程地质调查研究，综合分析了+555B1~B6巷道的失稳主要受局部地质因素和整体岩体结构因素的共同影响。

提出顶底帮支护与巷道局部破坏后的重新支护宜强不宜弱的论点与地压控制措施，为后续安全高效生产提供科学依据。

关键词：采矿工程，松动圈监测，稳定性1 引言神新公司大红沟煤矿属于急倾斜煤层（倾角一般为85~87°，平均87°，倾角变化是由西向东，有浅而深变缓，底部岩层较顶部岩层倾角徒立），采用支撑掩护支架综采放顶煤采煤方法，随着开采工作的进行，巷道稳定性成为一个急待研究的课题。

特别是在+555水平的几个巷道，局部变形及冒顶、底鼓等现象明显，有局部垮塌现象，威胁工人生命安全，影响了矿山的正常生产。

为了解巷道围岩的变形特点，研究巷道变形模式，为巷道支护和预报巷道围岩的破坏行为提供可靠依据，为+555及其以下水平的巷道围岩维护提供理论依据。

2 测试地段地质与开采与支护情况2.1 地质情况采区属于天山褶皱带前缘与准噶尔盆地之前缘凹陷，古生届至新生界地层因不断槽受地壳运动的影响和断裂破坏，构造线均为东北西南方向。

乌鲁木齐矿区位于淮南煤田东南部，未二级构造带中的次级褶皱断裂带，多有短轴向斜，北协及逆冲断层组成，如：八道湾向斜，七道湾背斜，碗m沟逆冲断层等。

大洪沟井田位于乌鲁木齐矿区东部，八道湾向斜南翼，为一单斜构造。

井田煤层可采与局部可采共30层，以稳定和较稳定煤层为主。

按夹矸一层以上即为复杂结构的标准，几乎全属复杂结构。

夹矸厚度一般随煤层的增厚而增大。

如厚达56.25m的B3+6煤层，夹矸厚度达6.31m，厚1.25m的B32煤层夹矸只有0.5m。

主采煤层B1+2煤层位于J2X的底部，煤层最大厚度39.45m，最小厚度31.83m，平均厚度34.84m，含夹矸11层，夹矸单层厚0.1~0.4m。

第４２卷第１０期能　源　与　环　保Ｖｏｌ ４２　Ｎｏ １０ ２０２０年１０月ＣｈｉｎａＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＯｃｔ．　２０２０　收稿日期：２０２０－０６－０７；责任编辑：陈朋磊 ＤＯＩ：１０．１９３８９／ｊ．ｃｎｋｉ．１００３－０５０６．２０２０．１０．０４１作者简介：巩志力（１９８５—），男，河南西平人，工程师，２０１４年毕业于河南理工大学，现从事煤矿安全生产工作。

引用格式：巩志力．煤矿深部软岩巷道松动圈测试及支护技术研究［Ｊ］．能源与环保，２０２０，４２（１０）：１９６ １９９．ＧｏｎｇＺｈｉｌｉ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｌｏｏｓｅｃｉｒｃｌｅｔｅｓｔｉｎｇａｎｄｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｄｅｅｐｓｏｆｔｒｏｃｋｒｏａｄｗａｙｉｎｃｏａｌｍｉｎｅ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎ ｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，２０２０，４２（１０）：１９６ １９９．煤矿深部软岩巷道松动圈测试及支护技术研究巩志力（河南能源化工集团永煤公司车集煤矿，河南永城　４７６６００）摘要：为了确保巷道的稳定性，采用地质雷达对巷道围岩松动圈进行测定，根据底板、顶板和帮部测线的雷达探测图像，得到松动圈厚度特征值；然后采用ＦＬＡＣ数值模拟软件对深部软岩巷道支护技术进行研究，得到巷道最优的支护参数、巷道预留让压空间以及软岩巷道二次支护强度。

研究为后期巷道支护参数的优化提供了技术支持。

关键词：软岩巷道；松动圈测试；松动圈厚度；ＦＬＡＣ数值模拟；预留让压空间；二次支护强度中图分类号：ＴＤ３５３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００３－０５０６（２０２０）１０－０１９６－０４ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｌｏｏｓｅｃｉｒｃｌｅｔｅｓｔｉｎｇａｎｄｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｄｅｅｐｓｏｆｔｒｏｃｋｒｏａｄｗａｙｉｎｃｏａｌｍｉｎｅＧｏｎｇＺｈｉｌｉ（ＪｕｊｉＣｏａｌＭｉｎｅ，ＹｏｎｇｃｈｅｎｇＣｏａｌＣｏｍｐａｎｙ，ＨｅｎａｎＥｎｅｒｇｙＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＧｒｏｕｐ，Ｙｏｎｇｃｈｅｎｇ　４７６６００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｎｓｕｒｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｒｏａｄｗａｙ，ｔｈｅｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｒａｄａｒｗａｓｕｓｅｄｔｏｍｅａｓｕｒｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｌｏｏｓｅｚｏｎｅ，ａｎｄｔｈｅｃｈａｒａｃ ｔｅｒｉｓｔｉｃｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｔｈｅｌｏｏｓｅｚｏｎｅｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒａｄａｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｉｍａｇｅｓｏｆｍｅａｓｕｒｉｎｇｌｉｎｅｓｏｆｆｌｏｏｒ，ｒｏｏｆａｎｄｓｉｄｅ．Ｔｈｅｎ，ＦＬＡＣｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅｗａｓｕｓｅｄｔｏｓｔｕｄｙｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｄｅｅｐｓｏｆｔｒｏｃｋｒｏａｄｗａｙ，ａｎｄｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｓｕｐ ｐｏｒｔｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｒｅｓｅｒｖｅｄｙｉｅｌｄｓｐａｃｅａｎｄｓｅｃｏｎｄａｒｙｓｕｐｐｏｒｔｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｓｏｆｔｒｏｃｋｒｏａｄｗａｙｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｖｉｄｅｄｔｅｃｈ ｎｉｃａｌｓｕｐｐｏｒｔｆｏｒｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｒｏａｄｗａｙｓｕｐｐｏｒｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｔｈｅｌａｔｅｒｓｔａｇｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｆｔｒｏｃｋｒｏａｄｗａｙ；ｔｅｓｔｏｆｌｏｏｓｅｃｉｒｃｌｅ；ｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｌｏｏｓｅｃｉｒｃｌｅ；ＦＬＡＣｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｒｅｓｅｒｖｅｄｙｉｅｌｄｓｐａｃｅ；ｓｅｃｏｎｄａｒｙｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｓｔｒｅｎｇｔｈ０　引言我国煤炭储量丰富，埋深在６００ｍ以下的煤炭储量约占总量７８％，埋深在１０００ｍ以下的煤炭储量约占总量５３％。

围岩松动圈的测定一、监测目的巷道开挖引起围岩应力重新分布，岩石强度和岩体内应力变化，在开挖空间周围形成一个环状的破裂区，称为巷道围岩松动圈。

为评价工程岩体稳定性及合理确定巷道支护提供科学依据，必须对围岩松动圈进行测定。

选取回采工作面的一条巷道，尽量在井下停工的时候测两到三个断面，距离控制在隔100m左右就测一回，时间及地点由矿方安排。

根据观察的结果确定出该矿的松动圈范围.(有可能的话,采动影响小的地方测一下,采动影响大的地方测一下).二、需求设备SYS(B)矿用钻孔窥视仪技术指标：窥视钻孔直径: ＞Φ25mm窥视钻孔深度：10m（可延伸）窥视镜（探头）：分辨率：420 lines连续工作时间：8h存储容量：20GB外形尺寸： 195mmX115mmX75mm配套设备：1.钻孔窥视仪主机1台2.窥视镜（探头）１只3.视频传输及输送缆：10米4.耳麦1付5.充电机1台B连接线1根7.窥视镜转接线1根8.数据管理和播放软件1套三、使用原理钻孔窥视仪是新近研制的一种便携式防爆型探测仪器,用以观察锚杆孔或其它小孔径工程孔内部情况。

将探头送入钻孔,即可在仪器屏幕上看到钻孔壁的图像。

由于镜头具有放大功能和红外敏感功能,所以孔壁的岩性变化可以清楚地反映出来。

对于煤岩界面及岩层裂隙,能用它容易地加以识别。

它在手持式液晶显示屏幕上显示钻孔内壁构造, 可用来观察岩层裂隙、确定围岩和煤层接触界面。

四、使用分析1、在掘巷道每掘进200m垂直顶板及两帮各布设一个钻孔；巷道交岔点须根据实际情况布设钻孔；过地质构造、顶板岩性发生显著变化等特殊地段须布设钻孔，钻孔数量根据实际情况而定；矿压显现明显（主要包括：顶板离层仪到黄区；巷道两帮、顶底位移量大；巷道内淋水较大；锚杆（索）托盘变形数量较多、锚索被拉（剪）断）区段须布设钻孔，钻孔数量根据实际情况而定。

2、钻孔要求：垂直顶板打设深度为15m、孔径为Φ28mm的钻孔，并用风、水管将钻孔内部清理干净。

上社二景15#煤层巷道松动圈测试方案2018年5月22日目录单击此处输入文字。

一、概述 (2)1、松动圈理论 (2)2、钻孔轴向“三区”的划分 (2)3、测试目的 (3)二、测试区域基本情况 (3)1、拟测试区域 (3)2、煤层基本情况 (3)3、巷道断面及支护方式 (3)三、测试方案及原理 (3)1、方案选择 (3)2、测试原理 (4)图3-1 反射探测原理图图3-2 雷达记录示意图 (5)四、工作方法 (6)1、设备选择 (6)2、技术要求 (6)3数据采集 (6)4、巷道围岩松动圈的判别 (7)图4-1 反射波组雷达图像 (8)5、数据统计 (8)表4-1 测试数据记录表 (8)五、安全措施 (8)上社二景15#煤层巷道松动圈测试方案一、概述1、松动圈理论巷道在开挖前，岩体处于三向应力平衡状态，开巷后围岩应力将发生两个显著变化；一个是巷道周边径向应力下降为零，围岩强度明显下降；二是围岩中出现应力集中现象，一般情况下集中系数大于2.如果集中应力小于岩体强度，那么围岩将处于弹塑性稳定状态；当应力超过围岩强度之后，巷道周边围岩将首先破坏，并逐渐向深部扩展，直至在一定深度取得三向应力平衡位置，此时围岩已过渡到破碎状态。

我们将围岩中产生的这种松弛破碎带定义为围岩松动圈，简称松动圈，其力学特性表现为应力降低。

2、钻孔轴向“三区”的划分在受采掘影响前，煤体处于应力平衡状态。

当受到采掘影响以后，应力平衡随即遭到破坏，采场周围应力的大小和方向将发生较大的改变。

在巷道周边将产生应力集中区。

根据煤体力学状态的不同，可以将其分为3个区域：卸压区、应力集中区和原始应力区。

卸压区的煤体抗拉强度很差，当拉伸应变超过破坏应变时，径向将产生裂隙，形成裂隙圈。

抽采钻孔封孔以后，如果裂隙圈的深度超过封孔的深度，裂隙圈内裂隙将会与抽采钻孔沟通，构成了钻孔短路风流的通道，这些通道影响了抽采钻孔的气密性，导致抽采浓度下降。

3、测试目的按照重庆煤矿科院防突所与二景公司合作的关于“瓦斯治理专业化现场服务”项目约定，其中一项是协助二景公司制定松动圈考察方案。

隔离矿柱巷道围岩松动圈分布规律的测试
隔离矿柱巷道围岩松动圈分布规律的测试是矿山安全管理中的重要一环。

隔离矿柱巷道是矿山中的一种特殊巷道，其主要作用是隔离矿柱
和矿体，保证矿山的安全生产。

然而，隔离矿柱巷道围岩的松动圈分
布规律对矿山的安全生产具有重要影响，因此需要对其进行测试。

隔离矿柱巷道围岩松动圈分布规律的测试主要包括以下几个方面：
1. 测试方法
测试方法是测试的基础，其准确性和可靠性直接影响测试结果的准确性。

目前，常用的测试方法包括地质雷达、声波测试、电磁波测试等。

其中，地质雷达是一种非常有效的测试方法，可以通过测量地下物质
的电磁波反射来确定围岩的松动圈分布规律。

2. 测试参数
测试参数是测试的关键，其选择直接影响测试结果的准确性。

测试参
数包括测试频率、测试距离、测试角度等。

其中，测试频率是最重要
的参数之一，其选择应根据围岩的特性和测试目的来确定。

3. 测试结果分析
测试结果分析是测试的核心，其目的是确定围岩的松动圈分布规律。

测试结果分析应包括围岩的松动圈范围、松动程度、松动类型等。

通过对测试结果的分析，可以确定围岩的松动圈分布规律，为矿山的安全生产提供重要依据。

总之，隔离矿柱巷道围岩松动圈分布规律的测试是矿山安全管理中的重要一环，其准确性和可靠性直接影响矿山的安全生产。

因此，应选择合适的测试方法和测试参数，并对测试结果进行准确的分析，以确保测试结果的准确性和可靠性。

榆家梁煤矿巷道围岩松动圈测试技术及应用摘要:基于榆家梁煤矿现场条件,介绍了松动圈的测试原理、测试方法及测试过程,通过测试得出了围岩合理的松动圈范围,为确定合理锚杆支护参数提供了依据,为相似条件巷道的松动圈测试提供了实践经验。

并介绍了控制松动圈厚度的方法,对井下支护设计具有借鉴意义。

关键词:围岩;松动圈;巷道;锚杆支护巷道开挖后,围岩受力状态由三向变成了近似两向,造成岩石强度较大幅度地下降。

如果围岩中集中应力值小于下降后的岩石强度,则围岩处于弹塑性状态,且围岩自行稳定,不存在支护问题;反之围岩将发生破坏,这种破坏从周边逐渐向深部扩展,直至达到新的三向应力平衡状态为止,此时围岩中出现了一个破裂带。

把这个由于应力作用产生的破裂带称为围岩松动圈,如图1。

图一围岩松动圈是巷道开挖后地应力超过围岩强度的结果,因此松动圈理论认为,支护的作用就是限制围岩松动圈中碎胀力所造成的有害变形。

掌握巷道松动圈范围的大小及受采动影响的变化规律,对于选择恰当的巷道支护方式与参数,确定合理的工作面超前支护范围等具有重要意义。

目前各矿回采巷道多采用棚子支护或锚杆支护。

由于棚子支护是一种传统的被动支护形式,在复杂的压力状态下它必须借助其它形式的支护配合,才能确保巷道的绝对安全;因而锚杆支护已成为解决巷道围岩承受采动支承压力的重要途径。

采用锚杆支护解决采动支承压力问题,关键是确定出巷道围岩松动圈的厚度,并加以控制。

1 测试原理松动圈测试是应用超声波在不同介质中传播速度,来预测围岩的破坏情况。

测试物体是以弹性体为前提条件的,当煤体的尺寸较小、作用外力较小时,相应变形也较小,可以把煤体视为弹性体。

超声波是由声波仪振荡器产生的高压电脉冲信号加在发射换能器,发射换能器受到激发产生瞬态的振动信号,该信号经发射换能器与煤体之间的耦合后在岩体介质中传播,从而携带煤体内部信息到达接收换能器,再由接收换能器把收到的振动信号转变成电信号传给声波仪,经声波仪放大处理后,显示出超声波穿过煤体的声时、波速等参数。

一种巷道松动圈的测试方法巷道围岩是一种极其复杂的天然地质体．表现出多种力学特性，难以用一种支护理论来解决巷道支护问题。

因此。

在巷道支护理论研究方面出现了各种各样的学术流派，巷道围岩松动圈支护理论是我国软岩巷道支护领域重要学术流派之一。

该理论几乎不作任何假设假说，测试手段直感性强，易于掌握和操作。

这一理论先后在全国多个矿区得到广泛应用，成功解决了软岩巷道支护的难题，取得了较大的经济效益。

众所周知，采矿等地下工程都需要在地下开挖，形成一定大小的空间，并要保持该空间的稳定，但是在地下开挖后，将会扰动岩石的性质，造成岩石内的应力和岩石强度的变化，产生岩石应力转移、集中和岩石强度的减小，使开挖空间周围岩石发生变形甚至破坏，产生岩石物理状态的改变。

这个在开挖的空间周围所形成的破裂区一般是围绕开挖空间形成环状（图1）。

我们把这个由于应力作用产生的环状破裂带称为巷道围岩松动圈，简称为松动圈。

图1 巷道围岩中的松动圈1-松动圈外边界；2-松动圈范围；3-巷道周边巷道开挖后，破坏了原岩的应力平衡状态，围岩受力状态由三向变成了近似两向。

导致围岩应力重新分布和局部应力集中，造成岩石强度较大幅度地下降。

此时，最大主应力是沿巷道壁面的切线方向。

巷道壁面切应力达到最大值；最小主应力是沿巷道的径向应力。

径向应力在巷道周边为零，向围岩内部逐渐增大。

如果围岩中集中的应力值小于下降后的岩石强度，围岩处于弹塑性状态，围岩自行稳定，不存在支护问题；如果相反，围岩将发生破坏，这种破坏从周边逐渐向深部扩展，直至达到新的三向应力平衡状态为止，此时围岩中出现了一个松弛破裂带，即围岩松动圈。

其力学特征表现为应力降低区即松动圈、塑性区及弹性区，如图2所示。

图2 圆形巷道围岩塑性变形区及应力分布该理论认为松动圈厚度与巷道埋深（地应力）和岩石的强度关系较大，与巷道跨度关系很小。

而松动圈厚度越大，支护越困难。

即原岩应力越大，岩体强度越小，则松动圈厚度就越大，支护就越困难。

矿井巷道松动圈特征及规律1.查阅信息通过查阅矿井巷道相关资料，得出关于一些矿井巷道松动圈的测试方法以及松动圈特征参数的相关数据，见下表所示：(1)表格形式（2）图片形式1）平煤十二矿松动圈测试与相关影响因素的关系：2）梁北矿围岩松动圈与岩性的关系（BA-Ⅱ超声波围岩松动圈测试仪）3）松动圈大小与支护方式的关系4）松动圈大小与节理发育系数等因素的关系2.松动圈大小的影响因素和规律结合开滦矿务局赵各庄矿千米深井的实测（按5个水平、不同岩性及是否受采动影响参数）得出围岩松动圈实测结果，经分析得出如下规律。

（1）围岩松动圈与围岩应力和围岩强度关系赵各庄矿不受采动影响的底板岩巷，在断面形状尺寸一定的条件下，实测围岩松动圈值见表1(L p为掘巷产生的松动圈厚度)。

由表1可见，在工程情况相近条件下，围岩松动圈厚度主要决定于原岩应力P0。

根据中科院地质所编写的“煤矿突水预测预报综合研究”，赵各庄矿的原岩应力场以自重应力为主，即有P0=γH(H为采深)。

单向抗压强度σc：对粗(中)砂岩、细砂岩、粉砂岩分别取为24.21， 15.94， 12.76MPa。

此外鉴于观测数值的离散性较大(见表1)，从安全的要求出发，对观测值离散性大的测站取松动圈的最大值进行分析，因此得表2。

表1 不受采动影响的松动圈厚度观测值表2 Lp 与P/σc值表2不包括受断层影响的松动圈观测值，表明：在岩石强度不变时，随原岩应力的增加，松动圈厚度将随之增大。

对表2中数据进行拟合， L p与P0/σc具有如下关系：P0/σc=0.379+0.598L2p -------------------(1)(R2=0.975; F=277.2)即L p=1.293(P0/σc-0.379)1/2 --------(2)（2）围岩松动圈与采深的关系根据赵各庄矿原岩应力以自重应力为主的结论，由式(2)得L p=a(H-H0)1/2 -------------------(3)式中： a为与岩性有关的常数, a=0.2044/σcH0为产生松动圈初始深度,H O=0.379σc/0.025=15σc上式是在赵各庄矿具体工程条件下获得的、不受采动和地质构造影响的底板岩巷围岩松动圈与采深的关系式，其变化规律见图1、2。