CN101975065A - 煤矿巷道采动应力测量方法 - Google Patents

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康红普
吴拥政
吴志刚
刘超儒
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Abstract

本发明公开了一种煤矿巷道采动应力测量方法，包括以下步骤：步骤S1、在待掘巷道前进方向的区域，在已掘巷道靠近待掘巷道，或正对待掘巷道轴线的两帮或顶板或底板上，向所述待掘巷道方向打设至少一个钻孔；步骤S2、在每个钻孔中设置至少一个应力计。本发明通过精确测量矿山巷道的采动应力，可以确定不同区域巷道采动应力的影响范围，优化巷道布置方式，确定更加合理的巷道支护参数，减少由于不了解矿山巷道采动应力具体数值导致的巷道破坏、返修甚至重新掘进等问题出现的概率。

Description

煤矿巷道采动应力测量方法
技术领域
本发明涉及矿山压力测试技术领域，特别涉及一种煤矿巷道采动应力测量方法。
背景技术
巷道围岩是极其复杂的地质体，具有两大特点，其一是岩体内部含有各种各样的不连续面，如节理、裂痕等，这些不连续面的存在显著改变了岩体的强度特征和变形特征，致使岩体与岩块的强度相差悬殊；其二是岩体含有内应力，传统意义上的矿山巷道采动应力是指矿山经受开采以后应力的变化值。应力场的大小和方向都显著影响着围岩的变形和破坏，因此，应力的测量就成为解决地下工程中深井、软岩和高应力下的支护问题的有效手段。现有技术中测量应力的方法主要有通过应力仪或者应变仪来测量应力，而对于由于掘进引起的巷道采动应力的研究较少。因此在实际工作中，由于不了解掘进引起的矿山巷道采动应力的变化及应力的具体数值导致的巷道破坏、返修甚至重新掘进等问题出现的频率较高，耽误工程的进度，消耗了大量人力物力。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何精确测量掘进引起的矿山巷道采动应力的变化及应力的具体数值。
(二)技术方案
为此，本发明提供了一种煤矿巷道采动应力测量方法，包括以下步骤：
步骤S1、在待掘巷道前进方向的区域，在已掘巷道靠近待掘巷道，或正对待掘巷道轴线的两帮或顶板或底板上，向所述待掘巷道方向打设至少一个钻孔；
步骤S2、在每个钻孔中设置至少一个应力计。
其中，所述钻孔的轴线垂直于待掘巷道的轴线。
所述钻孔的轴线平行于待掘巷道的轴线。
所述钻孔的轴线与待掘巷道的轴线立体相交。
所述步骤S2中的应力计包括三轴应力计，且采用粘结剂将所述应力计与钻孔的围岩粘结。
对于轴线位于同一竖直平面且互相平行的两条巷道，当已掘巷道位于待掘巷道的上方时，所述步骤S1中在所述已掘巷道正对待掘巷道的轴线延长线的顶板的中部往所述待掘巷道的方向打设钻孔。
(三)有益效果
上述技术方案具有如下有益效果：通过精确测量矿山巷道的采动应力，可以确定不同区域巷道采动应力的影响范围，优化巷道布置方式，确定更加合理的巷道支护参数，减少了由于不了解矿山巷道采动应力具体数值导致的巷道破坏、返修甚至重新掘进等问题出现的概率。
附图说明
图1是本发明煤矿巷道采动应力测量方法实施例一的流程图；
图2是图1所示方法对应的应力计布置示意图；
图3是图1所示方法对应的应力计另一布置示意图；
图4是图1所示方法对应的应力计再一布置示意图；
图5是图1所示方法对应的应力计又一布置示意图；
图6是本发明实施例的煤矿巷道采动应力测量方法实施例二的流程图；
图7是图6所示方法对应的应力计布置示意图；
图8是图6所示方法对应的应力计另一布置示意图；
图9是图6所示方法对应的应力计再一布置示意图；
图10是图6所示方法对应的应力计又一布置示意图。
其中，1：已掘巷道；2：待掘巷道；3：应力计。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，为本发明煤矿巷道采动应力测量方法实施例一的流程图，本方法对轴线在同一平面内互相平行或相交的两条巷道进行应力测试，如图2所示；包括以下步骤：
步骤11、在待掘巷道2前进方向的区域，在已掘巷道1靠近待掘巷道2的两帮，向待掘巷道2方向打设至少一个钻孔；
步骤12、在每个钻孔中设置至少一个应力计3；
具体地，应力计的设置间隔，应力计的个数都可以根据现场的岩体情况而定；可以打设多个钻孔，也可以只打设一个钻孔，根据钻孔的深度和大小在每个钻孔中设置一个或多个应力计，设置的应力计用于测量掘进工作面前进前方以及前进方向两侧的应力。
对于轴线在同一平面内平行的两条巷道的情况；如图2所示，为图1所示方法对应的应力计布置示意图，图2以打设一个钻孔，在该钻孔中布置数个应力计3为例；图2中箭头方向为待掘巷道的掘进方向；该钻孔所在的直线垂直于待掘巷道2所在的直线；如图3所示，为图1所示方法对应的应力计另一布置示意图，图3以打设一组钻孔，在每个钻孔中布置数个应力计3为例，在图3所示的情况中，每个应力计3与待掘巷道2的距离都不同，与已掘巷道1的距离也不同，各个应力计3能够排列成一条直线，且该直线与待掘巷道2的轴线相交；各个钻孔所在的直线平行于待掘巷道2所在的直线。
对于轴线在同一平面内相交的两条巷道的情况；以两条巷道轴线垂直为例，如图4所示，为图1所示方法对应的应力计再一布置示意图；在已掘巷道1的帮面上，沿待掘巷道2的轴线延长线打设一个钻孔，每个钻孔中设置若干应力计3；再如图5所示，为图1所示方法对应的应力计又一布置示意图，在靠近待掘巷道2方向的已掘巷道1的帮面上，向待掘巷道2的方向打设若干钻孔，各个钻孔的轴线与已掘巷道1的轴线平行，每个钻孔中设置一个应力计3，在待掘巷道2的轴线延长线上设置一个应力计3，其它应力计3以待掘巷道2的轴线呈对称分布。各个应力计3也可以以其他形状排布。
本实施例中的应力计采用三轴应力计，具体地，采用专门的粘结剂将应力计与钻孔的围岩粘结。
如图6所示，为本发明实施例的煤矿巷道采动应力测量方法实施例二流程图，本方法对轴线处于不同平面，且轴线空间相交；或轴线处于同一竖直平面且互相平行的两条巷道进行应力测试；包括以下步骤：
步骤21、在待掘巷道2前进方向上的区域，在已掘巷道1正对待掘巷道2的轴线延长线的两帮或底板或顶板上往待掘巷道2的方向打设至少一个钻孔；
步骤22、在每个钻孔中设置至少一个应力计3。
具体地，应力计的设置间隔，应力计的个数都可以根据现场的岩体情况而定；可以打设钻孔，也可以只打设一个钻孔，根据钻孔的深度和大小在每个钻孔中设置一个或多个应力计，设置的应力计用于测量掘进工作面前进前方和后方的顶板以及底板的应力。
对于轴线处于不同平面，且轴线空间相交的情况，如图7所示，为图6所示方法对应的应力计布置示意图，图7中，已掘巷道1和待掘巷道2是上方下方的位置关系，且已掘巷道1和待掘巷道2的轴线空间垂直，在已掘巷道1正对待掘巷道2的轴线延长线的底板上，垂直向下向待掘巷道2的方向打设钻孔；图7以打设一个钻孔为例，钻孔中设置若干应力计3；再如图8所示，为图6所示方法对应的应力计另一布置示意图，在已掘巷道1的底板上往下打设若干钻孔，每个钻孔中设置一个应力计3。
对于轴线处于同一竖直平面且互相平行的两条巷道的情况，如图9所示，为图6所示方法对应的应力计再一布置示意图，已掘巷道1位于待掘巷道2的上方，在已掘巷道1的底板上，具体在底板中部竖直往下打设一个钻孔，在钻孔中设置若干应力计3；再如图10所示，为图6所示方法对应的应力计又一布置示意图，在已掘巷道1的底板上垂直往下打设若干钻孔，在每个钻孔中布设一个应力计3。
本实施例中的应力计采用三轴应力计，具体地，采用专门的粘结剂将应力计与钻孔的围岩粘结。
由以上实施例可以看出，本发明实施例能够对矿山巷道的采动应力进行精确测量，通过精确测量，可以确定不同区域巷道采动应力的影响范围，优化巷道布置方式，确定更加合理的巷道支护参数，减少由于不了解矿山巷道采动应力具体数值导致的巷道破坏、返修甚至重新掘进等问题出现的概率。而且采用本发明提供的方法测量采动应力能够节省大量人力物力。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种煤矿巷道采动应力测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、在待掘巷道前进方向的区域，在已掘巷道靠近待掘巷道，的两帮或顶板或底板上，向所述待掘巷道方向打设至少一个钻孔；
步骤S2、在每个钻孔中设置至少一个应力计。
2.如权利要求1所述的煤矿巷道采动应力测量方法，其特征在于，所述钻孔的轴线垂直于待掘巷道的轴线。
3.如权利要求1所述的煤矿巷道采动应力测量方法，其特征在于，所述钻孔的轴线平行于待掘巷道的轴线。
4.如权利要求1所述的煤矿巷道采动应力测量方法，其特征在于，所述钻孔的轴线与待掘巷道的轴线立体相交。
5.如权利要求1所述的煤矿巷道采动应力测量方法，其特征在于，所述步骤S2中的应力计包括三轴应力计，且采用粘结剂将所述应力计与钻孔的围岩粘结。
6.如权利要求1所述的煤矿巷道采动应力测量方法，其特征在于，对于轴线位于同一竖直平面且互相平行的两条巷道，当已掘巷道位于待掘巷道的上方时，所述步骤S1中在所述已掘巷道正对待掘巷道的轴线延长线的顶板的中部往所述待掘巷道的方向打设钻孔。
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