围岩地质力学参数测定:煤矿巷道支护设计的科学基础与实践探索

行业:井工煤矿 · 巷道支护
区域:陕西
方法:取样试验 · 松动圈 · 地应力 · 稳定性评价
围岩地质力学参数测定 · 播客
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引言:巷道支护的“病历本”与“处方单”

巷道支护如同矿井的骨骼系统。长期以来,支护设计更多依赖经验而非数据。正如医疗诊疗要先做检查再开药方,巷道支护设计必须建立在准确的围岩地质力学参数上。陕西XX东矿业在巷道变形与支护效果不佳的背景下,与我们开展围岩参数测定项目,推动支护从“经验型”迈向“科学型”。

围岩测试设备与现场部署 围岩参数测试采样记录

一、政策背景:从“要求做”到“必须做”

1.1 政策法规的刚性要求

依据《陕西煤矿五类重大灾害防治的强化措施要点》(矿安陕〔2025〕21号)第四十条与《强化煤矿锚杆支护巷道顶板管理规定》(矿安〔2022〕135号)“一巷一设计”原则,围岩地质力学评估成为支护设计的刚性前置条件。

1.2 技术标准的具体指引

岩样采取、测试方法、数据处理等均有明确规范,确保测定结果科学可靠。

二、技术内容:四个维度构建完整参数体系

2.1 围岩地质力学参数测定(8万元)

  • 强度参数:单轴抗压、抗拉、剪切强度,刻画岩体抗破坏能力;
  • 变形参数:弹性模量、泊松比,支撑变形预测与支护时机;
  • 工程分类:普氏系数等,强调参数的工程指向与可用性。
地质示意图与试验点布设 工作面/巷道布置示意 井下施工与取样

2.2 巷道围岩松动圈测试(7万元)

采用超声波、钻孔摄像等现场实测,精确识别松动圈范围与发育程度。发现松动圈与采动应力场密切相关,为支护参数优化提供依据。

2.3 地应力场测定(10万元)

水压致裂法实测主应力大小与方向,建立矿区地应力场分布模型,为巷道布置与支护方向提供科学依据,深部高地应力问题尤为关键。

2.4 围岩稳定性评价与分类(15万元)

综合采用稳定性指数法、模糊聚类法、松动圈法进行评价与分级,提出“动态分类、及时调整”理念,支撑支护设计从静态到动态的演进。

三维模型与评价区域 实验型巷道与监测点

三、团队优势:二十年技术积累的厚度

3.1 科研实力

中国矿业大学采动巷道围岩控制团队20+年积累,承担国家级课题20余项,省部级奖励20余项,专利与软著40余项,实现科研向工程的有效转化。

3.2 实践经验

在榆林、鄂尔多斯、平凉、银川、宿州、淮北、枣庄、淄博等矿区广泛应用,企业委托课题100+,在软岩、强采动、大断面巷道等复杂条件形成成熟技术体系。

四、项目实施:科学严谨的工作流程

4.1 现场调查与方案制定

详调地质、开采、布置现状,制定具有代表性的测试方案。

4.2 精细化现场测试

以先进设备与标准化流程保障数据准确,尤其地应力与松动圈测试质量控制严格。

4.3 综合数据分析

构建数据库与分析模型,挖掘数据规律与工程意义,形成有价值的信息。

4.4 实用性成果输出

报告包含可执行的支护建议与实施方案,助力安全生产落地见效。

现场勘探与数据核验
现场勘探与数据核验

五、应用效果:从数据到价值的转化

  • 设计科学化:由经验类比转为科学计算,节约支护成本15%+;
  • 安全有保障:失修率下降30%,维修费用节约20%;
  • 效率更提升:掘进速度提升15%,接续更顺畅。

六、技术展望:智能化时代的新机遇

  • 参数测试智能化:物联网/大数据驱动,自动采集与智能分析;
  • 支护设计动态化:基于监测数据的实时参数调整;
  • 平台化决策支持:建设支护设计云平台,集成测试-分析-设计-评价。

结语:科学精神指引下的技术创新

围岩地质力学参数测定不仅是技术,更是科学精神的体现。我们将持续推进技术创新与成果转化,与煤矿企业携手,以准确参数与科学方法守护矿工生命安全,推动煤炭工业高质量发展。

“科学数据是工程决策的基础,准确参数是安全支护的保证。”

需要开展围岩参数测定或优化巷道支护设计?

我们提供从现场测试、室内试验、地应力实测到稳定性评价与动态分级的全流程服务。

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