基于井下鉆孔剪切的煤礦巷道圍巖強(qiáng)度演化規(guī)律研究
關(guān)鍵詞：巖石力學(xué) 巷道 原位強(qiáng)度 鉆孔剪切 超聲波探測
摘要：現(xiàn)場原位測試是目前獲得工程巖體強(qiáng)度、變形參數(shù)最為直觀、準(zhǔn)確的方法,對地下工程支護(hù)設(shè)計和穩(wěn)定控制具有重要的參考價值。系統(tǒng)地論述超聲波探測法、鉆孔觸探法和鉆孔剪切法3種方法測試井下巷道圍巖原位強(qiáng)度的原理、方法、適應(yīng)性及測試局限性。超聲波探測和鉆孔觸探法在一定程度上均依賴于經(jīng)驗公式或室內(nèi)試驗結(jié)果的校核和標(biāo)定,而鉆孔剪切法則完全通過井下測試獲得。鉆孔剪切方法對于閉合或是開度較小的裂隙巖體同樣適用,獲得的原位強(qiáng)度參數(shù)可以作為評價巷道圍巖穩(wěn)定性的綜合指標(biāo)。基于鉆孔剪切法測試得到的巷道圍巖的原位黏聚力和內(nèi)摩擦角參數(shù),通過線性庫侖準(zhǔn)則可以計算得到巖體的單軸壓縮強(qiáng)度。結(jié)合筆者及團(tuán)隊近年來在平頂山礦區(qū)和大同礦區(qū)的井下鉆孔剪切實測結(jié)果,分別圍繞巷道圍巖原位強(qiáng)度的空間分布、開挖時間效應(yīng),煤巖交界面處巖體強(qiáng)度分布特征和上部煤柱對圍巖強(qiáng)度的影響規(guī)律進(jìn)行實例分析和討論。研究結(jié)果表明:隨著測試深度的增大,平頂山九礦丁二軌道巷圍巖黏聚力和單軸壓縮強(qiáng)度逐漸增大,總體呈現(xiàn)指數(shù)函數(shù)的空間分布特征;工程巖體原位強(qiáng)度同樣也具有開挖時間效應(yīng),平頂山四礦戊九新專回巷道開挖3個月時的圍巖黏聚力和單軸壓縮強(qiáng)度明顯小于新掘巷道;大同礦區(qū)忻州窯煤礦5937巷道頂板砂巖強(qiáng)度大于煤層,而煤巖交界面處的巖體強(qiáng)度位于兩者之間;忻州窯煤礦5704巷道同時受本工作面鄰近采空區(qū)和上部采空區(qū)煤柱的影響,從而導(dǎo)致巷道兩幫圍巖強(qiáng)度的差異以及煤柱下方不同位置圍巖的強(qiáng)度差異。
巖石力學(xué)與工程學(xué)報雜志要求:
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