煤矿井下地质力学原位测试技术及在巷道支护中的应用

摘要

煤岩体地质力学参数,包括地应力、煤岩体强度与结构,是矿山压力研究、工程设计的基础.我国煤矿以井工开采为主,井下地质环境复杂多变,开采空间围岩稳定性,顶板冒落、冲击地压、煤与瓦斯突出等灾害都与煤岩体地质力学参数密切相关.本文介绍针对煤矿井下环境发明的单孔、多参数、耦合地质力学原位快速测试方法,及配套的小孔径水压致裂地应力测量装置、钻孔触探煤岩体强度测定仪及钻孔窥视仪;采用该套仪器在煤矿井下进行了395个测站的测试,获得大量地质力学参数;通过分析实测数据,得出煤矿井下地应力分布规律,煤岩体强度与结构分布特征.以实测的地质力学参数为基础进行巷道布置与支护设计,显著提高了巷道布置与支护设计的合理性.通过实例分析,介绍巷道支护效果.实践表明:基于地质力学测试的锚杆与锚索支护,大幅度减小了巷道围岩变形,保证了巷道安全,取得显著的经济与社会效益.