钻孔数字测量系统在七五煤矿中的应用

煤矿巷道围岩松动圈的存在是一个普遍现象,随着煤矿开采深度的增加,巷道开挖后出现围岩松动圈不可避免。以研究全景数字钻孔摄像系统测量围岩松动圈厚度值为目的,结合V isualBasic6.0编程语言,采用数字图像处理技术及其方法,研制了围岩松动圈裂缝检测系统,建立了围岩松动圈厚度值的全景钻孔数字摄像测量系统,成功地将钻孔数字摄像测量系统应用于现场工业性试验中。     

钻孔摄像技术在巷道围岩松动圈测试中的应用

围岩松动圈大小的测试对巷道的破坏范围及支护方式的确定具有重要意义。针对三河尖煤矿南翼软岩巷道围岩变形强烈、破坏范围大(大松动圈)的特点,提出了利用钻孔摄像技术测量围岩松动圈大小,并利用钻孔测量系统对-980 m南翼软岩巷道围岩内三个不同深度围岩松动破碎情况进行直观分析,得出了三个测点的围岩松动圈的厚度,为南翼软岩巷道的支护方案设计提供了依据。     

基于松动圈理论的复合顶板稳定性控制及应用

以晋华宫矿2105巷为研究背景,利用FLAC3D模拟了软弱层对顶板稳定性的影响,采用钻孔摄像实测了顶板松动圈厚度,基于松动圈支护理论设计了复合顶板稳定控制方案。现场应用结果表明,复合顶板支护效果良好。     

基于松动圈围岩分类法煤帮锚杆支护设计

松动圈厚度值Lp是一个多因素综合指标的体现,利用Lp值进行松动圈围岩分类,有效克服了原岩应力、围岩强度、地下水等诸多影响围岩稳定性因素难测定的困难.运用松动圈围岩分类法对某煤矿88301工作面辅助运输巷两帮进行锚杆支护设计,结果满足工程实际需要.     

焦家金矿巷道围岩松动圈测试与破碎岩体支护技术

为了准确测定破碎蚀变岩体条件下巷道围岩松动圈范围,选择合理的支护方案与参数,本项目以山东黄金集团焦家金矿为依托矿山开展研究。联合采用岩体超声探测与数字全景钻孔摄像手段,获得了焦家金矿破碎岩体条件下的巷道围岩松动圈范围为1.0～1.3 m。开展焦家金矿现场岩体质量分级,基于分级结果计算破碎蚀变岩体所需支护载荷大小。计算结果表明,在破碎岩体条件下围岩所需支护载荷为51.08～76.17 kPa。依据围岩松动圈测试结果以及围岩支护载荷计算结果,初步确定焦家金矿破碎蚀变岩体应采用管缝锚杆+金属网+喷射混凝土联合支护方案,管缝锚杆长1.8 m,设计锚杆间距为1.0 m,排距为1.2 m,喷射混凝土厚度为50 mm。在此基础上,开展支护方案的现场工业试验,由巷道围岩连续收敛监测结果表明,当应用管缝锚杆+金属网+喷射混凝土联合方案支护后,巷道围岩收敛变形在6个月内不再增长,可有效保证焦家金矿巷道围岩在服务周期内的稳定性。     

松动圈围岩分类法在煤巷锚杆支护设计中的应用

松动圈厚度值是一个多因素综合指标的体现,利用该值进行松动圈围岩分类,有效克服了原岩应力、围岩强度、采动影响、地下水等诸多影响围岩稳定性因素难以测定的困难,因此,采用合适方法并严格按测试步骤测得的松动圈厚度值真实可靠,可作为控制囤岩设计的依据.用超声波无损检测分析仪进行莱矿51103工作面运输顺槽和辅运顺槽围岩松动圈测试,并以测试结果为依据进行了相应的锚杆支护设计,矿压观测表明,该支护设计方案可行.     

一种新型软岩巷道网壳支护结构的性能分析

借助于D/Max-3B型X射线衍射仪和钻孔摄像测量系统,对回风石门至迎头段巷道围岩的物理成分和松动圈特征进行检测,证实了巷道的围岩类别和发育情况。通过锚网喷联合支护和新型网壳-锚杆-锚索联合支护(简称新型网壳联合支护)效果的比较,验证了这种新型结构网壳的支护性能,并提出了相关的结论和设计理念。     

松动圈理论及实测在岩性互层顶板矿井支护中的应用

针对新疆矿区顶板岩性互层导致支护难度大的现状,借助于巷道围岩的应力分布规律及松动圈与支护的关系,说明了松动圈范围对围岩支护具有较大的影响。同时,在Mohr-Coulomb准则基础上推导出互层顶板松动圈的范围,进一步在现场通过钻孔窥视并测量出围岩松动圈的范围。     

基于便携式地质雷达的巷道围岩松动圈探测

基于便携式雷达探测技术和声波测试技术,研究了阿舍勒铜矿深部采区不同中段、开采扰动前后的巷道围岩松动圈厚度分布规律。研究结果表明：采用Sub Surface Profiler(SSP)新型便携式雷达探测的巷道围岩松动圈厚度与采用声波测试的巷道围岩松动圈厚度基本一致,采用SSP便携式地质雷达能够快速、准确的探测巷道围岩的松动圈厚度。阿舍勒铜矿-200m中段巷道围岩松动圈厚度约为1.6～1.9m,明显大于50m中段开采扰动前的巷道围岩松动圈厚度。开采扰动明显加深了采场临近巷道围岩松动圈厚度,阿舍勒铜矿50m中段开采扰动前,临近采场巷道围岩松动圈厚度约为1.4～1.7m,开采扰动后约为1.6～2.0m。研究成果对于矿山依据围岩松动圈厚度优化支护参数具有重要参考价值。     

晋北煤业巷道掘进过程中围岩松动圈范围确定

为测量晋北煤业巷道掘进过程中松动圈的范围,并确定松动圈的类别,该矿井围岩松动圈测定仪器采用的是KMT型矿用数码钻孔成像测试仪,对开采过程中的围岩松动圈范围进行测定。测定结果显示:巷帮最大松动圈尺寸2.10 m,巷顶最大松动圈尺寸1.75 m,巷道围岩属于Ⅴ类不稳定围岩。所以巷道在支护设计中应选择拱形断面,采用组合拱理论确定锚杆支护参数。     

不稳定覆岩下沿空掘巷围岩大变形机理

为了掌握不稳定覆岩下沿空掘巷围岩大变形的机理,采用矿用钻孔窥视仪对不稳定覆岩下的沿空掘巷顶板岩层进行了钻孔摄像观测,提出了"基本测量尺度-裂隙条数法"钻孔裂隙统计方法,采用该方法对沿空掘巷顶板岩层中的裂隙进行了统计分析,并研究了裂隙分布及其演化规律。研究表明:纵向裂隙和横向裂隙为不稳定覆岩下沿空掘巷顶板岩层中2种基本的裂隙形式,其中纵向裂隙多分布于巷道上部顶板岩层中,而横向裂隙多出现在靠近采空区煤壁的顶板下部岩层中;随着上区段采空区上覆岩层稳定时间的延长,纵向裂隙逐渐演化成断裂带,横向裂隙逐渐演化成离层和径向错位,2种裂隙相互交叉延展极易形成异常破碎带;不稳定覆岩下沿空掘巷围岩大变形的根本原因是基本顶的断裂、回转和滑移,控制该类巷道围岩大变形的基本思路就是控制基本顶断裂后的关键块的回转和滑移。     

顶板诱导致裂裂隙数字探测分析

采用数字式全景钻孔摄像系统, 宏观探测了顶板围岩诱导致裂失稳崩落的裂隙形态, 从裂隙的三维图像与空间坐标关系, 对裂隙的产状和隙宽等参数进行了定量的数字化探测、处理与还原。运用统计学原理, 对裂隙宏观形态的参数进行了统计, 综合评价了矿岩诱导致裂裂隙扩展的定量关系。分析结果表明, 数字式全景钻孔摄像系统可以直观可视和定量精细描述裂隙的形态。诱导裂隙发育、扩展以及裂隙的演化规律表明, 回采扰动和强制爆破诱导耦合技术有利于顶板围岩致裂失稳崩落, 从而达到诱导崩落顶板处理采空区的目的。     

煤岩体钻孔结构观测方法及应用

介绍了煤岩体结构观察与测试方法,煤矿井下采用的光导纤维钻孔窥视仪、前视电子钻孔窥视仪及数字式全景钻孔摄像系统的测试原理、仪器结构及特点。提供了在典型矿井获得的钻孔观测结果及图像,分析了煤岩体中钻孔形态及结构面分布特征。介绍了钻孔观测结果在采矿工程中的应用,包括煤岩体结构面分布与完整性评价,水压致裂地应力测量,采场顶板冒落与岩层移动研究,巷道围岩变形与破坏机理研究,巷道支护与加固设计,工程质量检测与支护加固效果评价等方面。实践证明,钻孔摄像与观测是一种能够直观、有效、快速观测钻孔形态及其变化的手段,为矿山压力与岩层控制研究,采矿工程设计、施工与质量检测提供了可靠的基础数据。最后,针对钻孔观测存在的问题,提出了改进建议。     

动压巷道松动圈测试技术及破坏范围评价

通过归纳分析现有松动圈测试技术及其优缺点,选择钻孔窥视仪与非金属超声探伤2种方法对典型动压巷道的松动范围进行了联合测试,深入分析了窥视图像与超声探测数据,通过测站布孔及数学方法确定了松动圈的破坏范围。研究结果表明:钻孔窥视法较为直观;非金属超声探伤测试数据易于分析。2种手段联合测试,可达到相互配合的效果,结合数学方法,可有效推测动压巷道的松动范围,为工程技术人员提供支护设计依据。     

煤矿深部软岩巷道松动圈测试及支护技术研究

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。     

深部矿井软岩回采巷道围岩松动圈厚度的确定与控制

软岩支护是巷道支护的一大难题,随着开采深度的增加和综放技术的应用,软岩回采巷道受采动压力和围岩压力的影响增大,围岩变形量大,控制十分困难。通过对围岩压力和松动圈分析,提出了松动圈厚度的确定方法和采用锚杆支护控制软岩回采巷道的技术措施。     

深埋巷道围岩多次破裂现象与裂隙张开度研究

采用深部围岩位移监测、声波测试和全景数字化钻孔成像观测多种测试手段相结合的方法,获得了淮南朱集煤矿-906 m水平的风井车场南绕道围岩的破裂区分布情况。通过对比分析,确定了各破裂区的裂隙张开度大小。结果表明,裂隙张开度从巷道表面向深部呈现减小的趋势。     

糯东煤矿副平硐返修段围岩控制技术

糯东煤矿副平硐原支护方式采用U型钢支护，但局部区域由于地质条件复杂，围岩强度低，没有达到预期的支护效果，支架扭曲变形，巷道围岩破碎、变形严重。针对糯东煤矿副平硐出现的支护问题，采用钻孔窥视仪，对副平硐严重变形段进行钻孔窥视，测定围岩松动圈范围。根据钻孔窥视结果，结合工程类比法，确定副平硐严重变形段返修支护方案为锚杆支护+金属网+U型钢联合支护+喷射混凝土支护。巷道矿压监测结果表明，巷道围岩得到了有效控制，巷道断面能够满足矿井实际安全生产需求。