石岩沟煤矿围岩地质力学参数测定与稳定性评价：基于中国矿业大学团队的实践与思考

一、引言：围岩稳定性——煤矿安全生产的"隐形防线"

在陕北煤田的广袤地下，每一寸巷道的稳定，都承载着矿工的生命安全与煤矿的可持续发展。近年来，随着开采深度的增加和开采强度的提升，巷道围岩失稳问题日益凸显，成为制约煤矿安全生产的"隐形炸弹"。

作为中国矿业大学采动巷道顶板治理与智能监测团队的负责人，我深知，解决这一问题的关键在于对围岩地质力学参数的精准把握。2023年，我们团队在陕西神木地区开展的石岩沟煤矿围岩地质力学参数测定与稳定性评价项目，不仅是一次技术服务，更是一次对煤矿安全生产理念的深度实践。

通过这一项目，我们再次验证了"地质力学参数先行、支护设计精准化"这一理念的科学性与实用性。

二、项目背景：从"被动应对"到"主动预防"的转变

神木市店塔镇石岩沟煤矿位于陕北侏罗纪煤系地层，地质条件复杂，煤层赋存稳定但围岩破碎，巷道支护难度大。

长期以来，该矿巷道失稳问题频发，尤其在4-3煤和5-1煤层开采过程中，围岩松动圈发育明显，巷道变形严重，不仅影响正常生产，更埋下安全隐患。

三、项目实施：从理论到实践的创新探索

（一）技术路线的科学设计

针对石岩沟煤矿的具体情况，我们团队制定了"三步走"的技术路线：

• 围岩地质力学参数精准测定：通过现场取样与实验室测试，获取围岩的单轴抗压强度、抗拉强度、剪切强度、普氏系数、弹性模量等关键参数，为围岩稳定性评估提供基础数据。
• 巷道围岩松动圈动态监测：采用声波测试、钻孔成像等技术，实时监测松动圈发育范围及变化规律，揭示围岩失稳的动态过程。
• 围岩稳定性多方法综合评价：运用稳定性指数法、模糊聚类法、松动圈法等多方法交叉验证，确保围岩分类结果的可靠性，为支护设计提供科学依据。

（二）关键技术突破与创新

四、数据分析：从数据到决策的转化

（一）围岩地质力学参数分析

煤层	单轴抗压强度 (MPa)	普氏系数	稳定性评价
4-3煤层	15.8-22.3	3.2-4.1	中等稳定
5-1煤层	12.5-18.7	2.7-3.5	不稳定

（二）松动圈发育规律分析

煤层	松动圈范围 (m)	发育速度	支护建议
4-3煤层	1.2-1.8	中等	常规支护
5-1煤层	1.8-2.5	较快	加强支护

五、实施效果：从理论到实践的价值转化

（一）支护设计的精准化

煤层	支护方案	锚杆长度	间排距	改进效果
4-3煤层	锚杆+喷浆支护	2.4 m	1.0×1.0 m	支护强度提高20%
5-1煤层	锚杆+钢带+喷浆支护	2.8 m	0.8×0.8 m	支护成本降低15%

（二）巷道变形控制的显著改善

六、经验总结与行业启示

"地质力学参数先行"的重要性：围岩地质力学参数测定是巷道支护设计的基础，实现了从"经验支护"到"科学支护"的转变。

多方法综合评价的必要性：采用稳定性指数法、模糊聚类法、松动圈法等多方法进行综合评价，确保了评价结果的可靠性。

动态监测的价值：从静态向动态转变，为支护时机的精准把握提供了依据。

产学研协同的实践价值：中国矿业大学与中矿天智信息科技的深度合作，促进了理论与实践的深度融合。

技术应用展示

七、行业启示：围岩地质力学参数测定的未来展望

从"单点突破"到"系统治理"：石岩沟煤矿项目表明，围岩地质力学参数测定不应局限于单个巷道，而应纳入矿井系统治理的范畴。未来，应建立矿井围岩地质力学参数数据库，实现从单点突破到系统治理的转变。

从"人工监测"到"智能感知"：随着物联网、人工智能技术的发展，围岩稳定性监测将从人工监测向智能感知转变。我们团队正在研发的矿压智能监测系统，可以实现围岩状态的实时感知、智能预警，为煤矿安全生产提供更强大的技术支撑。

从"被动应对"到"主动预防"：围岩地质力学参数测定的终极目标，是从"被动应对"转向"主动预防"。通过精准测定围岩地质力学参数，提前预判围岩失稳风险，实现支护设计的精准化，从而从根本上保障煤矿安全生产。

八、结语：以专业守护安全，以科技赋能发展

石岩沟煤矿围岩地质力学参数测定与稳定性评价项目的成功实施，是中国矿业大学采动巷道顶板治理与智能监测团队专业能力的体现，更是"科技赋能安全生产"理念的生动实践。

作为中国矿业大学的科研工作者，我们深知，煤矿安全生产没有"终点"，只有"起点"。每一次围岩地质力学参数测定，都是对安全生产的一次深化认识；每一次支护设计优化，都是对矿工生命安全的一次郑重承诺。

未来，我们将继续深耕围岩地质力学参数测定与稳定性评价领域，推动煤矿安全生产从"经验驱动"向"数据驱动"转变，为煤矿安全生产贡献更多"中国智慧"和"中国方案"。

在陕北煤田的广袤地下，我们团队将继续以专业守护安全，以科技赋能发展，为煤矿安全生产筑起一道坚不可摧的"隐形防线"。