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顶板离层仪在巷道顶板变形监测中的应用 刘成(中国神华神东煤炭集团公司 寸草塔煤矿，内蒙古 鄂尔多斯017200) 摘 要：巷道顶板周期来压造成上覆岩层产生离层，从而导致顶板下沉，当顶板岩层下沉量达到自身最大扰度时，将会诱发顶板 冒落事故，从而严重影响煤矿的安全生产u。顶板的下沉也会影响到后期工作面的|fIi『刑回采，因此监测顶板岩层的离层，预报顶板的 下沉和冒落具有显著的意义 J。本文以寸草塔煤矿回采和掘进巷道顶板为研究对象，在各巷道内安装顶板离层仪。实时监测顶板 的离层情况，计算巷道顶板最大下沉量，判断巷道顶板的稳定性，为巷道的掘进和后期工作面回采的顺利进行提供科学的依据。 关键词：顶板离层仪；离层监测；顶板下沉量 中图分类号：F406．3；TI~79 文献标志码：B 文章编号：1008—0155(2014)12—0129—02 巷道顶板在掘采扰动，周期来压和工作面放炮震 套筒位置的相对位移，即： 动等因素影响下，上覆岩层会产生不同程度的离层。 hl=hE—h0 h2=h深一h浅 (1) 当此类离层未达到岩层本身能承受的最大扰度时，顶 式中：h深，h浅为监测实际读数．h。为浅部测量基点 板会发生一定量的下沉；当离层量达到岩层的最大扰 到套筒间岩层的离层量；h为深部和浅部两测量基点 度时，顶板将发生冒落 ]。顶板岩层下沉将会给后 之间岩层的离层量；h。为套筒和顶板之间的相对位移， 期工作面的回采工作造成影响，冒落事故则会造成人 为参照高度，0m。 员伤亡事故，给煤矿造成巨大的经济损失。在寸草塔 顶板下沉量为不同深度的岩层离层量之和，即： 煤矿各采、掘巷道的顶板安装顶板离层仪，观测巷道顶 h=hl+h2+^3 (2) 板岩层离层情况，掌握顶板下沉量，判断巷道顶板岩层 式中：h为顶板下沉量；h为深部测量基点上部岩 的稳定性及现在支护措施的合理性，保证巷道掘进工 层的离层量。 作的顺利进行。 一 般情况下，由于巷道断面较小，且深部测量基点 1工程背景 安装位置较深。因此，深部测量基点上部岩层比较稳 寸草塔煤矿位于东胜煤田南部，其构造形态与区 定，离层量很小，可忽略不计。有式(1)和 (2)可得：h= 域构造形态一致，总体为一向南西倾斜的近水平产状 h深。由此可知，在深部围岩比较稳定的巷道，顶板离层 的单斜构造。地层走向约NW20。，倾向约SW70。，地层 仪深部测量基点的观测值即为顶板的下沉量。 倾角小于5。。井田地处鄂尔多斯高原东部，总体地形 西北高东南低，海拔标高 1340m一1156m，井田西部及 南部地形切割较为强烈，沟谷较为发育，井田北部及东 部地区多被风积沙覆盖，多为平缓沙地、沙堆、新月形 沙丘，具风成沙漠及半沙漠地貌特征。 煤层顶板岩石以碎屑沉积岩为主，层状结构，岩体 各向异性；力学强度变化大，煤层顶底板岩石的强度较 低，以软弱岩石为主，半坚硬岩石次之，岩体的稳定性 较差。井田地质构造简单，基岩零星出露，风化作用较 图1 顶板离层仪 (a)监测原理；(b)现场安装 2．2现场安装 弱，第四系松散层分布广泛，厚度较大，松散，若煤矿开 采后，局部地段易发生顶板冒落及底板软化变形等矿 在顶板离层仪安装过程中，深部和浅部两个测量 山工程地质问题。 基点可以根据所要监测岩层的位置调节导线的长短。 2顶板离层仪原理及安装 本次监测地点设置于寸草塔煤矿各个回采和掘进巷 2．1顶板 离层仪原理 道，离层仪的深部测量基点安装深度为8m；浅部测量 顶板离层仪设置有深部和浅部两个测量基