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综放顺槽采动影响变形规律的实测研究 靖洪文，汪小东，宋锦虎，王书磊 （中国矿业大学建筑工程学院，江苏 徐州 221008） 摘 要：根据大阳煤矿综放面布置的具体条件，采用现场实测的方法，对综放回采巷道在回采过程中的围岩表面和内部变形进行了实测研究，得出了巷道围岩在回采期间的变形规律，对改善回采巷道的维护和煤矿安全生产有着积极的意义。 关键词：综放；变形规律；位移监测；松动圈厚度 Field Measurement of Surrounding Rock Deformation of Tailgate Affected by Mining Action Jing Hongwen , Wang xiaodong, Song jinhu ,Wang shulei （School of Architecture Civil Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221008, China） Abstract: With special consideration of the engineering practical characteristics of Dayang coal mine, based on the field experiment the deformation law of tailgate of the fully-mechanized top-coal caving face affected by mining action is proposed in this paper. The results of back analysis provide guidance on design and retain of tailgate and assessment on the security of mining action. Keywords: fully-mechanized top-coal caving; Deformation law; displacement monitoring; thickness of the loosen zone 1概述 山西兰花集团公司大阳煤矿位于山西省泽州县大阳镇，矿区距市区35km，是一座高产高效矿井，年生产能力达到150万t/a。该矿3102综采放顶煤工作面开采3号煤，煤层平均厚度6.0m，煤层倾角3～12°，普氏硬度系数f＝2，煤层赋存稳定、结构简单。老顶为中砂岩，平均厚度8.89m，灰色，硅钙质胶结，局部含有大量白云母片，有时含炭质条带。直接顶为泥岩，灰黑色，局部有粗粉砂岩，中上部有小煤一层，平均厚度4.5m。直接底为灰黑色泥岩或细粉砂岩，老底为中砂岩。工作面运输巷断面为梯形，设计净断面规格为3.2×4.4×2.8m（上宽×下宽×高），净断面面积为9.24m2。支护采用11＃工字钢梁+U25型钢腿组成的组合钢支架，支架排距为0.8m， 本次研究采用现场实测的方法。通过在综放顺槽设置的围岩表面和深部位移监测站点及围岩松动圈测试站点，了解工作面运输巷在回采过程中表面和深部围岩位移量、离层量及松动圈范围动态变化规律，获得在3#煤条件下综放回采巷道矿压显现的基本规律，确定巷道合理支护型式及参数设计，为今后进一步完善回采巷道设计提供科学依据，达到安全、经济、合理的目的。 2 监测原理及方法 为全面获得巷道稳定状况的信息，对巷道表面位移、围岩深部位移、围岩松动圈范围等指标进行动态监测。 2.1 监测原理 （1）围岩松动圈超声波测试原理 根据弹塑性介质中波动理论，应力波波速 式中：为介质的动态弹性模量；为密度；为泊松比。 弹性模量与介质的强度之间存在相关性。超声波在岩土介质和结构物中的传播参数(声时值、声速、波幅、衰减系数等)与岩土介质和结构物的物理力学指标(动态弹性模量、密度、强度等)之间的相关关系就是超声波检测的理论依据[1]。声波随介质裂隙发育、密度降低、声阻抗增大而降低，随应力增大、密度增大而增高。因此，可根据松动圈理论[2,3]，测出各段煤岩体中声波的大小，声波波速减小的区域为松动圈所在的范围。测量出离孔口不同深度()处的纵波波速(),绘制-曲线图，再结合围岩具体情况便可知道围岩松动圈的厚度与分布情况。 （2）多点位移计测试原理 本次现场监测使用由中国矿业大学研制的KDW-1型机械式多点位移计。该多点位移计由测点锚固头、测量钢丝和孔口测读装置组成。埋设在钻孔内的各测点锚固头与孔壁紧密连接，岩层移动时能够带动各测点锚头一起移动，测点的位移状态通过与之固定的位移传递钢丝引至岩体外部，以便进行量测，如图1所示。 1.测点锚固头；2.测量钢丝；3.孔口测读装置；4.钻孔