水峪煤矿井下地质力学原位测试与分析

赵帅

（汾西矿业集团公司生产处 山西介休032000）

煤岩体地质力学参数是煤矿井下采掘工程设计及施工的基础，将地质力学测试成果应用到煤矿巷道支护等采矿工程设计中可提高设计的科学性[1]。煤岩体地质力学参数可分为三大类：应力参数、变形与强度参数及结构参数[2]。煤矿井下地应力测试方法主要包括水压致裂法和钻孔应力解除法[3-4]，煤岩体强度测试包括现场测量和实验室试验两种方法，而结构观察主要采用钻孔窥视仪。本文在汾西水峪煤矿采用直径φ56 mm的小孔径煤岩体地质力学成套测量装备，完成了6个测点的地应力测量，12个测点的煤岩体强度与结构测试，分析并总结了水峪煤矿井下地应力场分布规律，巷道围岩强度变化特征，以及巷道围岩结构发育特征，为矿井巷道支护设计等采掘工程提供了基本数据，有效地提高了锚杆支护设计参数的可靠性。

1 测试方案

1.1 井田区域地质特征

水峪煤矿井田黄土分布广泛，仅在沟谷中有少量基岩出露，地层走向西部为NE，东部为NW，倾向西部为SE，东部为NE，倾角一般小于10°，北部及西部倾角较大。井田位于阳泉曲～汾西盆状复向斜的北部偏东，受区域构造的影响，井田内地层平缓，倾角一般不大于15°，以NE向宽缓的波状起伏为基本构造形态,较大的为轴向NW前驿马向斜，两翼倾角5°～15°，区内延伸5 400 m。井田内发现断层3条（偏店断层、F15、F16），均为正断层，倾角70°，无陷落柱及岩浆岩侵入。

1.2 测量装置

水峪煤矿地质力学测试设备采用小孔径煤岩体地质力学成套装置在井下进行，该测量装置可在1个直径为φ56 mm的小孔径钻孔独立完成地应力、强度及结构等3个地质力学基础参数的现场测量[5]，其中地应力和围岩强度测量原理见图1。……