周慧忠 韋 一 袁慧敏

（1.山東東山新驛煤礦有限公司，山東 濟(jì)寧 272116；2.山東省煤炭技術(shù)服務(wù)有限公司，山東 濟(jì)南 250022；3.山東鼎安檢測技術(shù)有限公司，山東 濟(jì)南 250022）

東山新驛煤礦設(shè)計一水平回風(fēng)石門巷道和軌道石門巷道之間間距留設(shè)寬度為60m。為了掌握回風(fēng)石門和軌道石門在掘進(jìn)期間表面及深部位移變形情況，分析引起巷道圍巖變形破壞的原因，確定深部巷道間的合理間距[1-2]，通過現(xiàn)場工業(yè)性試驗進(jìn)一步驗證理論力學(xué)計算得出的結(jié)論與數(shù)值模擬研究的準(zhǔn)確性[3]，從而為今后類似巷道間距的留設(shè)研究提供一定的建議和經(jīng)驗，從2014年8月開始到2014年12月，對回風(fēng)石門巷道和軌道石門巷道的移近量和移近速度進(jìn)行觀測研究。

1 工程地質(zhì)概況

8采區(qū)位于中西部(中央?yún)^(qū)第10～19勘探線之間)，采區(qū)的西側(cè)為83采區(qū)。北至SDF259、SDF262、SDF264斷層上盤及F9斷層上盤；南至SDFl9斷層下盤及19勘查線；西至SDF8斷層下盤及保護(hù)煤柱(-1030m)；東至Fl、DFl9斷層下盤(回采上線-530m)。南北長約4900m，東西寬約0～3124m，面積約7.86km2。該采區(qū)回風(fēng)石門巷道和軌道石門巷道位于一水平-960m處，巖性為泥巖、粉細(xì)砂巖、泥巖以及薄層碳質(zhì)泥巖等，水文地質(zhì)條件相對簡單，在構(gòu)造發(fā)育處頂板會有淋水現(xiàn)象，初期較大，隨著時間推移逐漸變小?；仫L(fēng)石門巷道和軌道石門巷道頂?shù)装鍘r體強度低，裂隙較發(fā)育，完整性不好，總體穩(wěn)定性差，屬于軟巖巷道。

2 觀測方案

2.1 巷道表面位移監(jiān)測

通過布置在巷道中的測點來及時監(jiān)測巷道的表面位移，從而掌握巷道圍巖的變形破壞情況，從數(shù)據(jù)分析中得出巷道圍巖變形的規(guī)律，為類似巷道間合理間距的確定提供一定的參考依據(jù)[4-5]。

2.1.1 巷道表面位移觀測點布置

回風(fēng)石門巷道圍巖變形破壞情況觀測點布置，如圖1。在巷道頂、底板及兩幫布置移近量觀測點。基點位于迎頭后方10m處，每隔10m布置一組測站，共設(shè)4個測站，用l、2、3、4表示。測點的布置要選在巷道頂?shù)装寮皟蓭蛧鷰r完整的地方，方便于觀測采集數(shù)據(jù)。測點布置時，頂?shù)装鍦y點所選擇的基點分別布置在便于采集數(shù)據(jù)的地點，如錨桿的端頭，鐵釬。巷道頂?shù)装寮皟蓭途嚯x的觀測通過采用鋼卷尺來測量出巷道頂?shù)装宓母叨燃皟蓭偷膶挾龋⒓皶r做好記錄。

圖1 巷道表面位移測站布置圖

2.1.2 頂?shù)装寮皟蓭捅砻嫖灰品治?/p>

圖2 1號表面位移曲線

圖3 2號表面位移曲線

圖4 3號表面位移曲線

圖5 4號表面位移曲線

圖2～圖5為回風(fēng)石門巷道頂?shù)装逡平亢蛶筒恳平颗c巷道掘進(jìn)面進(jìn)尺距離關(guān)系曲線。由觀測數(shù)據(jù)和曲線圖可知，隨巷道掘進(jìn)推進(jìn)，巷道頂?shù)装逡平考皫筒恳平恐饾u增加，當(dāng)巷道剛開始掘進(jìn)到測點距迎頭50～80m時，巷道頂?shù)装搴蛶筒孔冃嗡俾时容^大。一號測點頂?shù)装遄畲笞冃嗡俾蔬_(dá)到11.25mm/d，幫部最大變形速率達(dá)到1.1mm/d。說明由于巷道掘進(jìn)引起圍巖的劇烈變形。到迎頭距測點100～150m時，巷道變形速率明顯減緩。說明隨著掘進(jìn)面推進(jìn)，巷道頂?shù)装搴蛶筒康囊平俾适侵饾u變小的，在測點位置的巷道圍巖已經(jīng)趨于穩(wěn)定。l號測站的巷道頂?shù)装蹇偟囊平繛?0mm，幫部總的移近量為60mm，2號測站的巷道總的位移量為65mm，幫部的總位移量為60mm，1號測點的布置和4號測點的布置相距30m，隨著掘進(jìn)的推進(jìn)所在位置距迎頭距離越遠(yuǎn)，巷道圍巖變形量逐漸減緩。測點位置距迎頭距離50～80m時，巷道的頂?shù)装遄畲笞冃嗡俾蕿?.2mm/d，幫部最大變形速率為1.1mm/d，測點所在位置巷道圍巖已趨于穩(wěn)定。根據(jù)觀測可知巷道的圍巖變形量比較緩和，說明巷道間的距離留設(shè)比較合理。

2.2 巷道深部位移觀測

2.2.1 測站、測點布置

巷道中布置1個測站，3個測點，分別位于巷道斷面兩幫和頂部，對巷道深部位移進(jìn)行觀測。

2.2.2 巷道深部位移變形分析

圖6 深部位移頂部測點變形曲線

圖7 深部位移左幫測點變形曲線

圖8 深部位移右?guī)蜏y點變形曲線

圖6～圖8為回風(fēng)石門巷道兩幫深部位移關(guān)系曲線，由觀測數(shù)據(jù)和曲線圖可知，隨著巷道掘進(jìn)進(jìn)尺增加，回風(fēng)石門兩幫的移近量逐漸增加，測點距迎頭距離180～200m時，巷道的兩幫移近量變化速率趨于穩(wěn)定，當(dāng)測點距迎頭100m之內(nèi)時，兩幫的變形速率最大，當(dāng)測點距迎頭距離超過150m時，回風(fēng)石門巷道兩幫變形量明顯減小，變形速率也趨于穩(wěn)定。lm位置幫部的移近速率明顯大于其他位置，受水平應(yīng)力的作用，巷道變形位移量由外而內(nèi)逐漸增大，左幫位移變化量大于右?guī)?，lm位置處的最大位移變化速率為1.1mm/d，2m位置處的最大位移變化速率為0.954mm/d，3m位置處的最大位移變化速率為0.7mm/d，4m位置處的最大位移變化速率為0.65mm/d，6m位置處的最大位移變化速率為0.4mm/d，8m位置處的最大位移變化速率為0.35mm/d。頂板位移變化量由下往上逐漸增大，1m位置處的最大位移變化速率為1.1mm/d，2m位置處的最大位移變化速率為0.9mm/d，3m位置處的最大位移變化速率為0.6mm/d，4m位置處的最大位移變化速率為0.58mm/d，6m位置處的最大位移變化速率為0.4mm/d，8m位置處的最大位移變化速率為0.35mm/d。由上述數(shù)據(jù)分析可得知，巷道兩幫的收斂變化量由外及里幫部移近速率逐漸減小，而頂板位移變化量由下往上逐漸增大。則由頂板及兩幫巷道深部位移變化量得知，巷道的圍巖比較穩(wěn)定，說明巷道的間距留設(shè)較為合理。

3 結(jié)論

（1）通過對回風(fēng)石門巷道共計240m的現(xiàn)場測試及數(shù)據(jù)分析可知，巷道間距留設(shè)60m較為合理，能維持巷道的穩(wěn)定，本礦井深部圍巖巷道的變形能夠得到控制。

（2）隨著掘進(jìn)進(jìn)尺的增加，迎頭后方50～80m范圍巷道的變形較為劇烈，移近變形速率較為明顯，距離迎頭后方150m以外的距離巷道圍巖變形量趨于穩(wěn)定，圍巖應(yīng)力逐步得到了釋放。

（3）深部巷道圍巖進(jìn)入塑性區(qū)破壞，由于巖石出現(xiàn)更加明顯的蠕變和流變特征，其中破壞比較嚴(yán)重的地方為底板和幫肩部分，應(yīng)該加強改善圍巖的受力狀態(tài)，及時修整受到破壞的部分，加強易破壞地方的支護(hù)。