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【摘 要】锚杆支护是一种经济合理的支护方式，但由于锚杆支护的隐蔽性，在巷道掘进与工作面开采过程中多次出现片帮和冒顶现象。矿压观测是是锚杆评价支护效果，完善支护参数的唯一科学依据。本文根据工程实际，对1121工作面回采巷道进行了矿压观测与分析，不仅对修改优化支护参数提供了一定的依据，而且对保证井下施工人员的安全意义重大。
【关键词】软岩巷道；锚杆支护；矿压观测
中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009―914X（2013）35―536―01
1、前言
锚杆支护是一种经济合理的支护方式，它可以采用积极主动的支护原理，保持围岩的整体性和稳定性，以控制围岩变形、位移和裂隙发展。但由于锚杆支护的隐蔽性，要深入了解和掌握锚杆巷道在整个服务期间的巷道围岩变形情况和支护效应，我们必须要及时进行矿压观测。通过对矿压观测参数的整理和分析，进而判断支护效果，为修改优化支护参数提供依据，以保证矿井建设进程及施工人员的安全。
2、工程概况
西部某矿井1121工作面顶板岩性由细粒砂岩构成，岩石孔隙发育、易风化，抗水浸能力差，抗压强度0.4MPa，随煤层开采易冒落，属易冒落的二类有周期来压顶板。底板由粉砂岩组成，抗水、抗风化和抗冻能力差，易软化，底板单向抗压强度为0.3MPa，属极软弱类底板。
1121工作面回采巷道为平顶圆弧矩形断面，宽度5.1m，高度3.9m，断面积为19㎡，采用锚（索）网梁联合支护方式。顶板用φ20×2500mm螺纹钢锚杆，两帮用φ20×2000mm螺纹钢锚杆，锚杆排间距均为800×800mm。全断面挂金属网，金属网采用φ6.5mm圆钢加工。顶板布置双排锚索，采用?17.8mm钢绞线，长度6000mm，间排距2400×2400mm。
3、回采巷道矿压观测布置方式
矿压观测的目的是为了揭示1121工作面上下顺槽回采前后的矿山压力显现规律，使巷道的稳定性在其服务期内能够得以保证，确保煤矿正常生产的安全。
在综合考虑不影响掘进的速度和保证安全生产的前提下，巷道掘进20m后设置第一个测站，包括巷道表面位移监测断面，顶板离层监测断面，锚杆受力监测断面，监测断面在一个平面内。巷道掘进70m和120m后设置第二、三测站，以此类推，直到1121工作面回采巷道掘进结束。遇到特殊情况需另行布置。
测站的观测频率为迎头50m内每天观测两次，100m内每天观测一次，100m外每周观测1次。监测方案布置图如图1。
图1 监测方案布置图
图2 “△”法布置图
4、监测方法与数据分析
4.1巷道表面位移监测数据处理与分析
测量仪器选用QJ型数显收敛仪，每次测定前钢尺应张紧到恒定的5Okg拉力再读数，以毫米为单位，要求精确到小数后2位。按照如图2所示的“△”法布置测点，分别测量AB，AC，BC的变形数值。然后经过相关计算，得出3点（A、B、C）数值，与原数据相减也就是巷道围岩表面的相对收敛量。通过这3点的收敛量就可分析巷道周边位移的大小。
在回风巷和运输巷各布置5个测站，观测4个月后，回风巷两帮移近量最大为15.2mm；顶板下沉量最大为25.8cm；运输巷两帮移近量最大为15.6cm；顶板下沉量最大为23.4cm。
4.2 围岩深部多点位移监测数据处理与分析
岩层性状的判别是通过顶板离层监测实现的，而顶板离层监测是通过在巷道顶板安装顶板离层指示仪实现的。我们采用涨壳式锚头顶板离层指示仪，在回风巷和运输巷各布置16个顶板离层观测站，通过对监测数据进行整理和修正，得出巷道随时间的变化规律曲线。
这种顶板离层指示仪具有安装方便、操作简单、读数准确的特点。具体安装方法为，在巷道的顶板中央，向上垂直于顶板钻一个直径17.8mm，深4000mm钻孔，然后用专用安装装置将测点分别固定于孔中4m、3m，2m和lm深处，每点都用测绳引出至孔口处，每个测点要平行分开，以免测绳缠在一起。
我们用的离层仪最大测深4m，共有4个测点。分别固定在钻孔的1m，2m和3m、4m深处，所以利用观测数据可判断出1m测点，2m测点，3m测点、4m测点之间哪一段发生了离层及其大小。回风巷和运输巷顶板离层仪数据统计分析表如表1。
4.3松动圈数据处理与分析
松动圈测试仪工作原理：利用专用一发双收换能器在钻孔中测量岩土孔壁滑行波的波速来判断空周围岩石的破碎程度。由于声波在不同介质中传播速度的差异性，只需检测出钻孔中出现异常波速的位置即可确定岩石的破碎范围。
结合该矿生产施工的实际情况，该运输顺槽采用锚网+锚索+钢带联合支护，其中锚杆长度2000mm，锚索长度6000mm，故确定在实际监测中我们采用深6000mm的钻孔，共选取了3组断面（6个钻孔）来确定锚索锚杆长度选择的合理性。本论文选取了1组断面松动圈数据进行处理与分析，分别如图3、4.
图3 煤帮测试钻孔L—Vp曲线
图4 顶板测试钻孔L—Vp曲线
（下转第537页）
【关键词】软岩巷道；锚杆支护；矿压观测
中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009―914X（2013）35―536―01
1、前言
锚杆支护是一种经济合理的支护方式，它可以采用积极主动的支护原理，保持围岩的整体性和稳定性，以控制围岩变形、位移和裂隙发展。但由于锚杆支护的隐蔽性，要深入了解和掌握锚杆巷道在整个服务期间的巷道围岩变形情况和支护效应，我们必须要及时进行矿压观测。通过对矿压观测参数的整理和分析，进而判断支护效果，为修改优化支护参数提供依据，以保证矿井建设进程及施工人员的安全。
2、工程概况
西部某矿井1121工作面顶板岩性由细粒砂岩构成，岩石孔隙发育、易风化，抗水浸能力差，抗压强度0.4MPa，随煤层开采易冒落，属易冒落的二类有周期来压顶板。底板由粉砂岩组成，抗水、抗风化和抗冻能力差，易软化，底板单向抗压强度为0.3MPa，属极软弱类底板。
1121工作面回采巷道为平顶圆弧矩形断面，宽度5.1m，高度3.9m，断面积为19㎡，采用锚（索）网梁联合支护方式。顶板用φ20×2500mm螺纹钢锚杆，两帮用φ20×2000mm螺纹钢锚杆，锚杆排间距均为800×800mm。全断面挂金属网，金属网采用φ6.5mm圆钢加工。顶板布置双排锚索，采用?17.8mm钢绞线，长度6000mm，间排距2400×2400mm。
3、回采巷道矿压观测布置方式
矿压观测的目的是为了揭示1121工作面上下顺槽回采前后的矿山压力显现规律，使巷道的稳定性在其服务期内能够得以保证，确保煤矿正常生产的安全。
在综合考虑不影响掘进的速度和保证安全生产的前提下，巷道掘进20m后设置第一个测站，包括巷道表面位移监测断面，顶板离层监测断面，锚杆受力监测断面，监测断面在一个平面内。巷道掘进70m和120m后设置第二、三测站，以此类推，直到1121工作面回采巷道掘进结束。遇到特殊情况需另行布置。
测站的观测频率为迎头50m内每天观测两次，100m内每天观测一次，100m外每周观测1次。监测方案布置图如图1。
图1 监测方案布置图
图2 “△”法布置图
4、监测方法与数据分析
4.1巷道表面位移监测数据处理与分析
测量仪器选用QJ型数显收敛仪，每次测定前钢尺应张紧到恒定的5Okg拉力再读数，以毫米为单位，要求精确到小数后2位。按照如图2所示的“△”法布置测点，分别测量AB，AC，BC的变形数值。然后经过相关计算，得出3点（A、B、C）数值，与原数据相减也就是巷道围岩表面的相对收敛量。通过这3点的收敛量就可分析巷道周边位移的大小。
在回风巷和运输巷各布置5个测站，观测4个月后，回风巷两帮移近量最大为15.2mm；顶板下沉量最大为25.8cm；运输巷两帮移近量最大为15.6cm；顶板下沉量最大为23.4cm。
4.2 围岩深部多点位移监测数据处理与分析
岩层性状的判别是通过顶板离层监测实现的，而顶板离层监测是通过在巷道顶板安装顶板离层指示仪实现的。我们采用涨壳式锚头顶板离层指示仪，在回风巷和运输巷各布置16个顶板离层观测站，通过对监测数据进行整理和修正，得出巷道随时间的变化规律曲线。
这种顶板离层指示仪具有安装方便、操作简单、读数准确的特点。具体安装方法为，在巷道的顶板中央，向上垂直于顶板钻一个直径17.8mm，深4000mm钻孔，然后用专用安装装置将测点分别固定于孔中4m、3m，2m和lm深处，每点都用测绳引出至孔口处，每个测点要平行分开，以免测绳缠在一起。
我们用的离层仪最大测深4m，共有4个测点。分别固定在钻孔的1m，2m和3m、4m深处，所以利用观测数据可判断出1m测点，2m测点，3m测点、4m测点之间哪一段发生了离层及其大小。回风巷和运输巷顶板离层仪数据统计分析表如表1。
4.3松动圈数据处理与分析
松动圈测试仪工作原理：利用专用一发双收换能器在钻孔中测量岩土孔壁滑行波的波速来判断空周围岩石的破碎程度。由于声波在不同介质中传播速度的差异性，只需检测出钻孔中出现异常波速的位置即可确定岩石的破碎范围。
结合该矿生产施工的实际情况，该运输顺槽采用锚网+锚索+钢带联合支护，其中锚杆长度2000mm，锚索长度6000mm，故确定在实际监测中我们采用深6000mm的钻孔，共选取了3组断面（6个钻孔）来确定锚索锚杆长度选择的合理性。本论文选取了1组断面松动圈数据进行处理与分析，分别如图3、4.
图3 煤帮测试钻孔L—Vp曲线
图4 顶板测试钻孔L—Vp曲线
（下转第537页）