專題-深井軟巖巷道礦壓觀測(cè)實(shí)例分析與研究

專題部分 深井軟巖巷道礦壓觀測(cè)實(shí)例分析與研究朱集礦1111（1）運(yùn)輸順槽底抽巷礦壓觀測(cè)規(guī)律總結(jié)1 前言深井軟巖巷道的支護(hù)問題長(zhǎng)期以來就是制約深部礦井安全開采的瓶頸，如何做好深井軟巖巷道的礦壓觀測(cè)工作，掌握深井軟巖巷道的圍巖活動(dòng)規(guī)律對(duì)解決深井支護(hù)問題具有重要的指導(dǎo)意義。自2010年3月起，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)錨桿強(qiáng)化支護(hù)課題組，在淮南礦業(yè)集團(tuán)公司朱集礦1111（1）工作面運(yùn)輸順槽底抽巷進(jìn)行了長(zhǎng)期的礦壓觀測(cè)，此次觀測(cè)取得了大量原始數(shù)據(jù)，對(duì)該巷道在錨聯(lián)網(wǎng)、架棚、錨索梁及滯后錨索加強(qiáng)等不同支護(hù)條件下的圍巖表面收斂、深部巖層位移及巷道圍巖破壞分區(qū)規(guī)律進(jìn)行了分析研究，研究結(jié)果對(duì)此類條件下的其他巷道具有指導(dǎo)作用。1.1工程地質(zhì)概況朱集礦1111（1）工作面運(yùn)輸順槽底板瓦斯抽排巷設(shè)計(jì)標(biāo)高-855m-927m，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度1767.6m，開口位于東翼13-1#煤層底板回風(fēng)大巷（北）內(nèi)，距HE33點(diǎn)向東16.3m處為底抽巷撥門中施工。撥門后依次按+3坡度施工57.6m；24下山施工179.675m（平距）；+3坡度施工30m；2上山施工736.575m；-3坡度施工30m；1下山施工733.750m。觀測(cè)區(qū)域的巷道總長(zhǎng)度103m，如圖1-1-1所示。圖1-1-1 1111（1）工作面運(yùn)輸順槽底抽巷平面示意圖1.1.1巷道斷面及形狀1111（1）工作面運(yùn)輸順槽底抽巷斷面形狀為直墻半圓拱形，采用錨聯(lián)網(wǎng)支護(hù)形式時(shí)凈寬凈高=44003400mm，采用架棚支護(hù)方式時(shí)凈寬凈高=42003500mm，巷道掘進(jìn)斷面面積18 m2，凈斷面面積16.72 m2。1.1.2巷道層位上平巷段巷道頂板距上覆13-1#煤層底板法距21.3m；施工62.4m后，按24傾角下山施工，穿過11-1#、11-2#煤層進(jìn)入煤層底板至標(biāo)高-927.769m后開始水平或緩傾角施工，巷道底板距11-2#煤層法距為18.1m24.2m。1.1.3巷道頂?shù)装鍘r性巷道自按24下山落平開始至DF100斷層（736.5m），巷道頂板均為大于7m的泥巖，泥巖為:灰灰綠色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，厚層狀、塊狀，自DF100斷層至巷道結(jié)束（763m）巷道頂板為粉砂巖和砂巖，整條巷道底板以砂巖和粉砂巖為主，粉砂巖：灰灰綠色，薄層狀，粉砂巖為主，含泥質(zhì)薄層，局部為泥質(zhì)膠結(jié)，水平層理發(fā)育；細(xì)砂巖：淺灰色灰色，成分以石英為主，次為長(zhǎng)石及暗色礦物，致密、較硬，局部含粉砂質(zhì)成分。1.1.4巷道掘進(jìn)區(qū)段地質(zhì)構(gòu)造預(yù)計(jì)掘進(jìn)區(qū)段的巖層總體為寬緩的背斜，傾向變化較大，自起始點(diǎn)DF100斷層范圍段（煤）巖傾向?yàn)?05245，傾角23；DF100斷層以北段預(yù)計(jì)（煤）巖傾向?yàn)?30352，傾角2左右。根據(jù)三維地震勘探資料，掘進(jìn)區(qū)段有DF100、DF101等小斷層發(fā)育，且巷道的北邊界受F29斷層控制。觀測(cè)區(qū)域的柱狀圖如圖1-1-2所示。圖1-1-2 1111（1）工作面運(yùn)輸順槽底抽巷礦壓觀測(cè)區(qū)域柱狀圖1.1.5瓦斯地質(zhì)掘進(jìn)塊段內(nèi)11-2煤層平均煤厚1.31m，瓦斯含量為1.607.25m/t，P=610，突出綜合指標(biāo)k=9.5217.86。1.1.6水文地質(zhì)該區(qū)段主要出水為頂?shù)装迳皫r裂隙水，11-2#煤層頂板發(fā)育多層砂巖，厚度一般在1.02.0m，單層最厚為10.0m，11-2煤層底板砂巖發(fā)育，單層厚達(dá)31.7m，根據(jù)周邊井田度該含水層水文調(diào)查，巷道涌（突）水量為074.0m/h，一般為0.54.5m/h，由于該區(qū)段11-2#煤層頂?shù)装迳皫r距第四系含水層與太原組灰?guī)r含水層距離較遠(yuǎn)，水力聯(lián)系較弱，11-2#煤層頂?shù)装迳皫r水以靜儲(chǔ)量為主，出水時(shí)水量一般較小，出水延時(shí)不長(zhǎng)，出水后很短時(shí)間水量便達(dá)到峰值，然后迅速減少、易于疏干。1.1.7地溫本區(qū)地溫梯度在2.43.3/hm，掘進(jìn)區(qū)段溫度在37.244.8。1.2巷道支護(hù)形式1.2.1支護(hù)類型巷道以錨聯(lián)網(wǎng)支護(hù)為主，過斷層、巖石破碎帶時(shí)采用架29#U型鋼金屬棚支護(hù)或加噴70mm混凝土，鉆場(chǎng)附近采用錨索梁支護(hù)。1.2.2支護(hù)材料及規(guī)格尺寸、參數(shù)表1-2-1 錨聯(lián)網(wǎng)支護(hù)材料及規(guī)格尺寸、參數(shù)序號(hào)支護(hù)材料規(guī)格尺寸1錨桿、錨索高強(qiáng)202200mm、226300mm2鋼筋網(wǎng)6.51750930mm3錨固劑頂Z2350每眼2根、幫Z2850每眼2根4噴射混凝土厚度70mm，強(qiáng)度C205鋼筋網(wǎng)壓茬100mm6錨桿間排距800800mm714#槽鋼5000mm表1-2-2 網(wǎng)架支護(hù)材料及規(guī)格尺寸、參數(shù)序號(hào)支護(hù)材料規(guī)格尺寸129#U型棚54004100mm、42003500mm2梁腿搭接長(zhǎng)度500mm3拉條每棚槽鋼4道4卡纜每棚4副、間距300mm5鋼筋笆片10860560mm6棚距700mm7腿窩深度水溝側(cè)500mm，另側(cè)250mm2 觀測(cè)內(nèi)容和測(cè)站設(shè)置2.1觀測(cè)內(nèi)容1111（1）工作面運(yùn)輸順槽底抽巷礦壓觀測(cè)的主要內(nèi)容包括巷道表面收斂、深部圍巖位移和深部圍巖分區(qū)破壞等內(nèi)容。（1）巷道表面收斂。巷道表面收斂是反映巷道表面位移的大小及巷道斷面縮小程度，具體包括頂板下沉量及下沉速度、底鼓量及底鼓速度，通過對(duì)巷道掘進(jìn)全過程圍巖移近的觀測(cè)，得出巷道變形全過程速度、變形曲線。（2）巷道圍巖深部位移觀測(cè)。掌握巷道頂板和兩幫6m范圍內(nèi)圍巖的位移變化量及變形速度，研究巷道圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性規(guī)律，判斷頂板離層情況以及為確定錨桿合理支護(hù)的參數(shù)提供依據(jù)。（3）巷道深部圍巖分區(qū)破裂監(jiān)測(cè)。掌握巷道深部10m范圍內(nèi)圍巖的破碎分區(qū)分布狀況，通過鉆孔窺視儀分析得出巷道松動(dòng)圈的大小，破碎圍巖分區(qū)的發(fā)育及演化規(guī)律。2.2測(cè)站設(shè)置中國(guó)礦大課題組在朱集礦1111（1）工作面運(yùn)輸順槽底抽巷103m范圍內(nèi)共設(shè)置表面位移測(cè)站3處（KD1、KD2、KD3），多點(diǎn)位移測(cè)站3處（LC1、LC2、LC3），鉆孔窺視測(cè)點(diǎn)2處（每斷面施工7孔），各測(cè)試內(nèi)容及平面分布如圖2-2-1所示。表面收斂測(cè)站設(shè)置時(shí)KD3點(diǎn)緊跟3月18日迎頭，此時(shí)KD1、KD2處巷道已分別掘出10天、5天，各測(cè)點(diǎn)均于3月18日設(shè)置測(cè)點(diǎn)當(dāng)天就開始量測(cè)。多點(diǎn)位移測(cè)站設(shè)置時(shí)LC1點(diǎn)緊跟3月6日迎頭，LC2、LC3于3月21日安裝，此時(shí)LC2、LC3測(cè)點(diǎn)所處巷道已分別掘出8天、3天，各測(cè)點(diǎn)均于設(shè)置當(dāng)天就開始量測(cè)。圖2-2-1 1111（1）工作面運(yùn)輸順槽底抽巷測(cè)點(diǎn)分布示意圖2.3礦壓觀測(cè)儀器1111（1）工作面運(yùn)輸順槽底抽巷的礦壓觀測(cè)儀器主要有測(cè)試巷道表面收斂的專用短錨桿配帶鉤螺母、多點(diǎn)位移計(jì)、錨索測(cè)力計(jì)、鉆孔窺視儀、測(cè)桿等儀器，如圖2-3-1所示，所耗材料見表2-3-1。其中除鉆孔窺視儀為大型非一次性消耗性儀器外，其余儀器均為一次消耗性物品。此外，為對(duì)巷道圍巖控制效果進(jìn)行圖像記錄，配置了尼康D50專用相機(jī)。對(duì)礦壓觀測(cè)數(shù)據(jù)編制了專門處理軟件。（a）多點(diǎn)位移計(jì) （b）鉆孔窺視儀（c）錨桿索測(cè)力計(jì)圖2-3-1 常用礦壓測(cè)試儀器表2-3-1 1111（1）工作面運(yùn)輸順槽底抽巷礦壓測(cè)試儀器消耗表序號(hào)儀器名稱規(guī)格尺寸數(shù)量備注1短錨桿20800mm15套3個(gè)斷面2螺母M2215套焊制帶鉤3多點(diǎn)位移計(jì)KDW-22套6m多基點(diǎn)4單點(diǎn)位移計(jì)LBY-3D3套6m，2.5m雙基點(diǎn)5錨索測(cè)力計(jì)量程60MPa3套量測(cè)錨索受力6鉆孔窺視儀TJGD20型1套配12m測(cè)桿7塔尺5m1套量測(cè)巷道高度8卷尺8m1套量測(cè)巷道寬度9測(cè)繩80m1卷布置測(cè)點(diǎn)10相機(jī)尼康D50型1臺(tái)拍照3 巷道表面收斂規(guī)律3.1巷道兩幫位移規(guī)律3.1.1巷道兩幫位移量演化規(guī)律通過近兩月的礦壓觀測(cè)后，1111（1）工作面運(yùn)輸順槽底抽巷在三個(gè)測(cè)點(diǎn)處的兩幫變化實(shí)測(cè)規(guī)律如圖3-1-1所示。各測(cè)點(diǎn)的初始數(shù)據(jù)觀測(cè)日期與巷道掘出的時(shí)間對(duì)應(yīng)日期分別為：KD1#測(cè)點(diǎn)第10天、KD2#測(cè)點(diǎn)第8天、KD3#測(cè)點(diǎn)第1天，圖中的數(shù)據(jù)為對(duì)應(yīng)天數(shù)后的絕對(duì)增量，不包括巷道掘出日至礦測(cè)日期之間的位移量。圖3-1-1 兩幫位移演化規(guī)律由圖3-1-1可得出如下規(guī)律：1）巷道掘出一個(gè)月后，3個(gè)測(cè)點(diǎn)處的兩幫位移均未達(dá)到穩(wěn)定，尤其是KD3測(cè)點(diǎn)掘出時(shí)間已達(dá)32天，但兩幫位移仍在增加。從KD1和KD2測(cè)點(diǎn)來看，巷道掘出約35天后兩幫位移逐漸趨緩。2）KD3測(cè)點(diǎn)的兩幫累計(jì)位移量最大，達(dá)到215mm，KD1測(cè)點(diǎn)與KD2測(cè)點(diǎn)的兩幫位移量基本相近，分別為58mm和60mm。3）KD3#測(cè)點(diǎn)的兩幫位移量遠(yuǎn)大于KD1和KD2，這和此處接近斷層帶且與開始觀測(cè)時(shí)間即為成巷時(shí)間有關(guān)。4）由于KD1、KD2測(cè)點(diǎn)開始觀測(cè)時(shí)巷道已掘出10天和5天，造成了圖中巷道的初始兩幫位移量小，使得這兩個(gè)測(cè)點(diǎn)處的累計(jì)位移量明顯小于KD3#。3.1.2巷道兩幫位移速度演化規(guī)律通過近兩月的礦壓觀測(cè)后，1111（1）運(yùn)輸順槽底抽巷三個(gè)測(cè)點(diǎn)處的兩幫移規(guī)律速度演化規(guī)律如圖3-1-2（a）（c）所示。（a）KD1測(cè)點(diǎn)兩幫位移變化速度（b）KD2測(cè)點(diǎn)兩幫位移變化速度（c）KD3測(cè)點(diǎn)兩幫位移變化速度圖3-1-2 兩幫位移速度演化規(guī)律由圖3-1-2各圖可得出如下規(guī)律：1）至觀測(cè)結(jié)束，KD1#、KD2#測(cè)點(diǎn)兩幫位移速度均呈現(xiàn)出逐步減緩的趨勢(shì)，在巷道掘出40天時(shí)，位移達(dá)到初步穩(wěn)定，各測(cè)點(diǎn)位移速度均小于1mm/d，KD3#測(cè)點(diǎn)在巷道掘出25天后尚未達(dá)到速度穩(wěn)定。2）各基點(diǎn)的兩幫最大位移速度及對(duì)應(yīng)成巷時(shí)間分別為：1測(cè)點(diǎn)，5mm/d，第13、14d；2測(cè)點(diǎn)，11mm/d，第13d；3測(cè)點(diǎn)，22mm/d，第1d。3）各基點(diǎn)的兩幫位移變化速度均呈現(xiàn)出周期性衰減的變化規(guī)律，巷道掘出初期，震蕩幅度大，周期短，大至在3到5d；隨著巷道掘出的時(shí)間增長(zhǎng)，震蕩衰減的周期明顯增大，衰減幅度急劇減小。以KD1測(cè)點(diǎn)為例，巷道掘出40d內(nèi)，兩幫位移速度共出現(xiàn)3個(gè)震蕩衰減周期，3個(gè)震蕩衰減的周期分別為2d、5d和14d，衰減周逐步增大；各衰減周期內(nèi)的最大位移速度由5mm/d逐步減小至2mm/d、1.25mm/d、1mm/d、0.43mm/d。4）巷道兩幫移近速度曲線符合深井軟巖典型變化曲線的特征，如KD1#和KD2#測(cè)點(diǎn)均出現(xiàn)的兩階段變化規(guī)律，其中：1#測(cè)點(diǎn)在巷道掘出15天后兩幫位移趨于第一次穩(wěn)定，穩(wěn)定時(shí)間約10天，最大位移速度5mm/d；在巷道掘出28天后進(jìn)入第二次顯著增量期，最大位移速度2mm/d。KD2#測(cè)點(diǎn)在巷道掘出14天后兩位移趨于第一次穩(wěn)定，此間最大位移速度11mm/d；在巷道掘30天后進(jìn)入第二次顯著增量期，最大位移速度1mm/d。5）巷道頂板關(guān)鍵部位施工錨索對(duì)兩幫的位移影響較小。3.2巷道頂?shù)装逦灰埔?guī)律3.2.1巷道頂?shù)装逦灰屏垦莼?guī)律通過近兩月的礦壓觀測(cè)后，1111（1）運(yùn)輸順槽底抽巷三個(gè)測(cè)點(diǎn)處的頂?shù)装逦灰啤⒌纂考绊敯逑鲁裂莼?guī)律如圖3-2-1（a）（c）所示。圖3-2-1中各曲線的數(shù)值僅代表自觀測(cè)日起之后的位移增量。（KD3安設(shè)后遭到破壞）（a）頂板底累計(jì)移近量（b）底臌累計(jì)移近量（c）頂板下沉累計(jì)移近量圖3-2-1 頂?shù)装逦灰蒲莼?guī)律由圖3-2-1各圖可得出如下規(guī)律：1）巷道掘出近兩個(gè)月后，2個(gè)測(cè)點(diǎn)的頂?shù)装逡平?、底臌及頂板下沉?shù)值仍保持增長(zhǎng)的趨勢(shì)，但增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯減緩。各測(cè)點(diǎn)頂?shù)装逡平?、底臌累?jì)移近量和頂板下沉累由大到小的順序分別為KD2和KD1。2）50m范圍的觀測(cè)區(qū)域內(nèi)頂?shù)装逡平?、底臌及頂板下沉量的最大值分別為495mm（2測(cè)點(diǎn)）、389mm（1測(cè)點(diǎn)）和110mm（1測(cè)點(diǎn)）；平均值分別為471mm、387mm和84mm。底臌占到頂?shù)装逡平?0%以上。3）頂板關(guān)鍵部位施工錨索對(duì)控制頂板下沉的作用顯著。KD1、KD2測(cè)點(diǎn)均在巷道掘出15d后施工了關(guān)鍵部位的錨索，施工錨索前頂板的下沉累計(jì)移近量分別為48mm和88mm，施工錨索后的15d內(nèi)頂板下沉增加量明顯下降，分別為10mm和22mm。3.2.2巷道頂?shù)装逦灰扑俣妊莼?guī)律KD1、KD2兩個(gè)測(cè)點(diǎn)處的頂?shù)装逦灰扑俣取⒌纂克俣燃绊敯逑鲁了俣妊莼?guī)律如圖3-2-2（a）、（b）所示。（a）KD1測(cè)點(diǎn)頂?shù)装逦灰谱兓俣龋╞）KD2測(cè)點(diǎn)頂?shù)装逦灰谱兓俣葓D3-2-2 頂?shù)装逦灰扑俣妊莼?guī)律由圖3-2-2各圖可得出如下規(guī)律：1）巷道掘出近兩個(gè)月后，兩個(gè)測(cè)點(diǎn)的頂?shù)装逡平?、底臌及頂板下沉速度均呈現(xiàn)出減緩的趨勢(shì)，其中頂板下沉趨于穩(wěn)定，但底臌速度尚未完全穩(wěn)定，速度變化在0.57mm/d左右。2）KD1#、KD2測(cè)點(diǎn)的頂板下沉最大速度分別18 mm/d和14 mm/d，兩個(gè)測(cè)點(diǎn)的平均最大下沉速度16mm/d。最大下沉速度值分別出現(xiàn)在巷道掘出11天和8天后。3）KD1#、KD2測(cè)點(diǎn)的底臌最大速度分別為41mm/d和90mm/d，兩個(gè)測(cè)點(diǎn)的平均最大底臌速度65.5mm/d，為頂板最大平均下沉速度的4.1倍速。最大底臌速度值分別出現(xiàn)在巷道掘13天和6天。4）頂板施工錨索后對(duì)頂板下沉量有明顯控制作用。KD1測(cè)點(diǎn)在巷道掘出15d后施工了關(guān)鍵部位的錨索，施工錨索前頂板的平均下沉速度為9.5mm/d，施工錨索后15d內(nèi)頂板下沉速度明顯下降，平均下沉速度為1.68mm/d。3.3巷道表面收斂規(guī)律分析1111（1）工作面運(yùn)輸順槽底抽巷40天范圍內(nèi)的圍巖兩幫收斂規(guī)律和頂?shù)装迨諗恳?guī)律典型曲線分別如圖3-3-1和圖3-3-2所示。（1）巷道表面收斂值由大到小的順序?yàn)轫數(shù)装逡平浚?95mm）、底臌量（385mm）、頂板下沉量（110mm）、兩幫移近量（60mm），兩幫位移量明顯小于頂?shù)装逡平浚罢呒s為后者的八分之一，底臌量占頂?shù)装逡平康?0%以上。（2）按照巷道兩幫位移收斂的速度，兩幫的位移演化規(guī)律可分為四個(gè)時(shí)期：第一區(qū)間，變形急劇期，第08天，平均位移速度4.88mm/d；第二區(qū)間，第一次變形穩(wěn)定期，第812天，平均位移速度0.13mm/d；第三區(qū)間，第二次變形劇烈期，第1318天，平均位移速度0.69mm/d；第四區(qū)間，第二次變形穩(wěn)定期，第19天以后，平均位移速度1.35mm/d。具體分區(qū)見表3-3-1。圖3-3-1 巷道兩幫收斂演化規(guī)律表3-3-1 巷道兩幫移近分區(qū)及平均速度一覽表序號(hào)區(qū)間名稱時(shí)間段/d兩移近速度/mmd-1備注1變形急劇期083.52第一次變形穩(wěn)定期8122.253第二次變形劇烈期13183.64第二次變形穩(wěn)定期191.0（3）巷道頂?shù)装逡平部梢苑譃樗膫€(gè)區(qū)間：即變形劇烈期、變形緩和期、變形穩(wěn)定期和微變形期。頂?shù)装逡平⒌纂晚數(shù)紫鲁猎诟鲄^(qū)間的指標(biāo)見表3-3-2。圖3-3-2 巷道頂?shù)装迨諗垦莼?guī)律表3-3-2 巷道頂?shù)装逡平謪^(qū)及平均速度一覽表區(qū)間名稱時(shí)間段/d頂?shù)装逡平俣?mmd-1底臌速度/mmd-1頂板下沉速度/mmd-1劇烈期51046.63610.6緩和期111625.818.87穩(wěn)定期17301.55.255.57微變形期301.333.324.644 巷道頂板深部圍巖位移規(guī)律4.1巷道頂板深部圍巖位移量演化規(guī)律中國(guó)礦大錨桿強(qiáng)化支護(hù)課題組與朱集礦工程技術(shù)人員分別在1111（1）運(yùn)輸順槽底抽巷設(shè)置多點(diǎn)位移計(jì)3處，如圖4-1-1所示，各測(cè)站多點(diǎn)位移計(jì)布置方式如圖4-1-2。多點(diǎn)位移測(cè)站設(shè)置時(shí)LC1點(diǎn)緊跟3月8日迎頭，LC2、LC3于3月21日安裝，此時(shí)LC2、LC3測(cè)點(diǎn)所處巷道已分別掘出8天、3天，各測(cè)點(diǎn)均于設(shè)置當(dāng)天就開始量測(cè)。對(duì)該巷道的頂板深部圍巖進(jìn)行了共計(jì)40余天的連續(xù)觀測(cè)，各測(cè)站的頂板深部圍巖位移演化規(guī)律如圖4-1-3（a）、（b）、（c）所示。圖4-1-1 頂板多點(diǎn)位移計(jì)位測(cè)站設(shè)置圖4-1-2 各測(cè)點(diǎn)多點(diǎn)位移計(jì)布置方式（a）LC1測(cè)站（b）LC2測(cè)站（c）LC3測(cè)站圖4-1-3 各測(cè)站多點(diǎn)位移計(jì)位移演化規(guī)律由圖4-1-3中LC1#、LC2#和LC3#各基點(diǎn)的位移量變化曲線可得出以下規(guī)律：1）三個(gè)測(cè)站內(nèi)16m的各點(diǎn)位移量至觀測(cè)結(jié)束時(shí)均保持增長(zhǎng)趨勢(shì)，但增長(zhǎng)量明顯減少，增長(zhǎng)趨于穩(wěn)定。至觀測(cè)結(jié)束時(shí)LC3#測(cè)站的各基點(diǎn)位移增量大于LC1#、LC2#測(cè)點(diǎn)的各測(cè)點(diǎn)數(shù)值，6m、2.5m基點(diǎn)范圍內(nèi)的圍巖最大累計(jì)位移量分別為124mm、24mm。2）LC1、LC2和LC3#測(cè)站各基點(diǎn)之間的絕對(duì)離層值見表4-1-1。表4-1-1 巷道深部圍巖各基點(diǎn)間絕對(duì)離層值/mm測(cè)站02（2.5）244556（2.56）LC1#12628LC2#2443LC3#9115由表4-1-1可見，LC2#、LC3#測(cè)點(diǎn)2.5m基點(diǎn)范圍內(nèi)的圍巖未發(fā)生明顯離層，LC2#和LC3#測(cè)站離層量分別僅為24mm和9mm，表明此時(shí)架棚已起到主要受力作用，而2.56m范圍內(nèi)，頂板離層較大，LC2#和LC3#測(cè)站離層量分別為43mm、115mm，占6m范圍內(nèi)圍巖擴(kuò)容量的64%和93%，表明此時(shí)錨索已起到主要受力作用，深部離層值大體反應(yīng)了錨索的拉伸量。而LC1#處2m范圍內(nèi)的離層值為12mm，占總離層值的43%，可見2m范圍內(nèi)為錨桿受力拉伸區(qū)。LC1測(cè)站26m范圍內(nèi)的圍巖絕對(duì)擴(kuò)容量?jī)H為16mm，且2m以上各相鄰基點(diǎn)間的增量并不大，說明該范圍內(nèi)的巖層受掘進(jìn)干擾程度較低，2m以上巖層基本穩(wěn)定，頂板呈整體均勻下沉；相反，LC2、LC3#測(cè)站2.56m范圍內(nèi)的圍巖擴(kuò)容量達(dá)到43mm、115mm，表明架棚段已對(duì)淺部圍巖頂板起到較好的控制作用，而深部圍巖已出現(xiàn)明顯的離層，需要及時(shí)補(bǔ)充錨索進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)頂板關(guān)鍵部位施工的錨索對(duì)控制頂板位移有顯著作用。如LC3#在監(jiān)測(cè)第十天時(shí)進(jìn)行了錨索補(bǔ)打，6m范圍以內(nèi)巖層在施工錨索前10天累計(jì)位移量達(dá)到99mm，施工錨索后的20天內(nèi)6m基點(diǎn)的巖層位移量124mm，后20天內(nèi)位移增量為25mm，僅為前10天內(nèi)增量的1/4左右。采用錨網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)的LC1#處測(cè)點(diǎn)的最大離層值僅為28mm，而采用架棚支護(hù)的LC3#處測(cè)點(diǎn)的最大離層值為124mm，比較LC1#和LC2#、LC3#的6m最大頂板離層量可以看出，在深井軟巖巷道的情況下，如若頂板不是十分破碎，采用錨網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)可取得較好的支護(hù)效果和經(jīng)濟(jì)效益。4.2巷道頂板深部圍巖位移速度演化規(guī)律三測(cè)站內(nèi)各基點(diǎn)的位移速度演化規(guī)律分別如圖4-2-1（a）、（b）、（c）所示。1#測(cè)站各基點(diǎn)位移速度變化規(guī)律分別如圖4-2-2（a）（d）所示。（a）LC1測(cè)站（b）LC2測(cè)站（c）LC3測(cè)站圖4-2-1 頂板深部圍巖位移速度演化規(guī)律（a）1測(cè)站2m基點(diǎn)（b）1測(cè)站4m基點(diǎn)（c）1測(cè)站5m基點(diǎn)（d）1測(cè)站6m基點(diǎn)圖4-2-2 LC1#測(cè)站頂板各基點(diǎn)位移速度演化規(guī)律由圖4-2-1和圖4-2-2各圖可得出以下規(guī)律：1）至觀測(cè)結(jié)束時(shí)，巷道掘出40天后，頂板不同深度范圍內(nèi)的圍巖位移速度基本達(dá)到穩(wěn)定，巷道頂板6m范圍內(nèi)各基點(diǎn)的位移變化速度均小于0.1mm/d。2）以1#測(cè)站為例，頂板2m、4m、5m、6m基點(diǎn)處的最大位移速度分別為1.0mm/d、2.0mm/d、2.0mm/d和2.5mm/d，分別出現(xiàn)在巷道掘出的第4天、第4天、第4天和第17天，即頂板5m以內(nèi)的巖層在巷道掘出4天后下沉速度達(dá)到最大，5m以上巖層在巷道掘出17天后下沉速度達(dá)到最大。3）巷道頂板離層變化符合典型深井軟巖變化兩階段的規(guī)律，按照不同變形位移速度，頂板深部圍巖可分為變形劇烈期、緩和期、二次劇烈期和微變形期四個(gè)時(shí)期，具體劃分時(shí)間見表4-2-1：表4-2-1 頂板深部圍巖活動(dòng)分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)序號(hào)區(qū)間名稱時(shí)間段/d平均離層速度/mmd-1備注1劇烈期081.1252緩和期9150.753二次劇烈期16241.234微變形期240.15 深部圍巖破壞分區(qū)規(guī)律5.1觀測(cè)方案及測(cè)站設(shè)置圍巖破壞分區(qū)采取的觀測(cè)儀器為鉆孔窺視儀。共設(shè)置兩個(gè)斷面，每斷面7孔，頂區(qū)孔深10m，孔徑32mm幫孔深2m，孔徑42mm，測(cè)站設(shè)置如圖5-1-1所示。頂部采用錨索機(jī)鉆孔，幫部采用風(fēng)錘鉆孔。鉆孔的布置如圖5-1-2所示。圖5-1-1 鉆孔窺視測(cè)站布置示意圖4400圖5-1-2 KS1、KS2測(cè)站鉆孔窺視孔實(shí)際施工參數(shù)圖5.2圍巖破壞分區(qū)圖5.2.1圍巖破壞程度分類根據(jù)鉆孔窺視觀測(cè)的圍巖內(nèi)部的破壞程度，將孔內(nèi)圍巖的破壞程度分為嚴(yán)重破碎（圍巖呈大塊狀）、中等破碎（圍巖呈中等塊度）、輕度破碎（圍巖呈碎魚鱗狀）、松散、離層（或裂隙）、完整共六種情況，分別如圖5-2-1所示。嚴(yán)重破碎中等破碎輕度破碎松散裂縫完整煤巖孔底圖5-2-1 鉆孔窺視圍巖破碎分類圖像5.2.2圍巖破壞程度分區(qū)圖根據(jù)鉆孔窺視觀測(cè)，將孔內(nèi)圍巖的破壞程度沿鉆孔由內(nèi)向外依次描繪在圖5-2-2（a）、（b）上。可得到兩測(cè)站處的圍巖破壞程度分區(qū)圖。（a）KS1#測(cè)站（b）KS2#測(cè)站圖5-2-2 鉆孔窺視圍巖破壞分區(qū)示意圖5.3深部圍巖破壞分區(qū)規(guī)律（1）巷道兩幫的破碎范圍超過2m，頂區(qū)的破碎范圍超過2.5m，破碎程度多為嚴(yán)重破碎。（2）KS1測(cè)站圍巖松動(dòng)圈在2.0m2.5m之間，1m和3m范圍處各發(fā)育有一條裂隙；2測(cè)站圍巖松動(dòng)圈在2.2m2.5m之間，頂板巖層在1.4m、2.5m和3.6m范圍處各發(fā)育一條裂隙。（3）巷道的右肩窩巖性最差，KS1和KS2測(cè)站分別在5.5m和7.1m時(shí)方進(jìn)入穩(wěn)定巖層中。（4）KS1測(cè)站頂板2.8m4.2m范圍之外的巖層進(jìn)入穩(wěn)定區(qū)，2測(cè)站0.8m5.5m范圍之外的巖層進(jìn)入穩(wěn)定區(qū)。6 結(jié)論6.1 礦壓規(guī)律總結(jié)通過對(duì)1111（1）工作面運(yùn)輸順槽兩個(gè)月的礦壓觀測(cè)，可得出以下規(guī)律：（1）巷道表面收斂值由大到小的順序?yàn)轫數(shù)装逡平浚?95mm）、底臌量（385mm）、頂板下沉量（110mm）、兩幫移近量（60mm），兩幫位移量明顯小于頂?shù)装逡平浚罢呒s為后者的八分之一，底臌量占頂?shù)装逡平康?0%以上。（2）巷道兩幫位移變化符合典型深井軟巖變化兩階段的規(guī)律，整個(gè)觀測(cè)期可分為四個(gè)區(qū)間，見表6-1-1。表6-1-1 巷道兩幫移近分區(qū)及平均速度一覽表序號(hào)區(qū)間名稱時(shí)間段/d兩移近速度/mmd-1備注1變形急劇期083.52第一次變形穩(wěn)定期8122.253第二次變形劇烈期13183.64第二次變形穩(wěn)定期191.0（3）巷道頂?shù)装逡平部梢苑譃樗膫€(gè)區(qū)間：即變形劇烈期、變形緩和期、變形穩(wěn)定期和微變形期。頂?shù)装逡平⒌纂晚數(shù)紫鲁猎诟鲄^(qū)間的指標(biāo)見表6-1-2。表6-1-2 巷道頂?shù)装逡平謪^(qū)及平均速度一覽表區(qū)間名稱時(shí)間段/d頂?shù)装逡平俣?mmd-1底臌速度/mmd-1頂板下沉速度/mmd-1劇烈期51046.63610.6緩和期111625.818.87穩(wěn)定期17301.55.255.57微變形期301.333.324.64（4）架棚段2.5m基點(diǎn)范圍內(nèi)的圍巖未發(fā)生明顯離層，LC2#和LC3#測(cè)站離層量分別僅為24mm和9mm，表明此時(shí)架棚已起到主要受力作用，而2.56m范圍內(nèi)，頂板離層較大，LC2#和LC3#測(cè)站離層量分別為43mm、115mm，占6m范圍內(nèi)圍巖擴(kuò)容量的64%和93%，表明此時(shí)錨索已起到主要受力作用，深部離層值大體反應(yīng)了錨索的拉伸量。而LC1#處2m范圍內(nèi)的離層值為12mm，占總離層值的43%，可見2m范圍內(nèi)為錨桿受力拉伸區(qū)。（5）巷道頂板離層變化符合典型深井軟巖變化兩階段的規(guī)律，按照不同變形位移速度，頂板深部圍巖可分為變形劇烈期、緩和期、二次劇烈期和微變形期四個(gè)時(shí)期，具體劃分時(shí)間見表6-1-3：表6