基于井下钻孔剪切的煤矿巷道围岩强度演化规律研究

论文摘要

现场原位测试是目前获得工程岩体强度、变形参数最为直观、准确的方法,对地下工程支护设计和稳定控制具有重要的参考价值。系统地论述超声波探测法、钻孔触探法和钻孔剪切法3种方法测试井下巷道围岩原位强度的原理、方法、适应性及测试局限性。超声波探测和钻孔触探法在一定程度上均依赖于经验公式或室内试验结果的校核和标定,而钻孔剪切法则完全通过井下测试获得。钻孔剪切方法对于闭合或是开度较小的裂隙岩体同样适用,获得的原位强度参数可以作为评价巷道围岩稳定性的综合指标。基于钻孔剪切法测试得到的巷道围岩的原位黏聚力和内摩擦角参数,通过线性库仑准则可以计算得到岩体的单轴压缩强度。结合笔者及团队近年来在平顶山矿区和大同矿区的井下钻孔剪切实测结果,分别围绕巷道围岩原位强度的空间分布、开挖时间效应,煤岩交界面处岩体强度分布特征和上部煤柱对围岩强度的影响规律进行实例分析和讨论。研究结果表明:随着测试深度的增大,平顶山九矿丁二轨道巷围岩黏聚力和单轴压缩强度逐渐增大,总体呈现指数函数的空间分布特征;工程岩体原位强度同样也具有开挖时间效应,平顶山四矿戊九新专回巷道开挖3个月时的围岩黏聚力和单轴压缩强度明显小于新掘巷道;大同矿区忻州窑煤矿5937巷道顶板砂岩强度大于煤层,而煤岩交界面处的岩体强度位于两者之间;忻州窑煤矿5704巷道同时受本工作面邻近采空区和上部采空区煤柱的影响,从而导致巷道两帮围岩强度的差异以及煤柱下方不同位置围岩的强度差异。

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 靖洪文,苏海健,史新帅,赵振龙,孟波

关键词: 岩石力学,巷道,原位强度,钻孔剪切,超声波探测,钻孔触探法

来源: 岩石力学与工程学报 2019年12期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 矿业工程

单位: 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室

基金: 国家自然科学基金资助项目(51734009),国家重点研发计划项目(2017YFC0603001),江苏省自然科学基金项目(BK20170270)~~

分类号: TD353

DOI: 10.13722/j.cnki.jrme.2019.0495

页码: 2428-2437

总页数: 10

文件大小: 853K

下载量: 254

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