井巷围岩变形量测仪表分析
时间：2021-01-27 04:00:26 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：为了保证岩体在挖掘以及使用过程中的安全性，需要对岩体的形变程度进行研究，而围岩形变量测仪表则能够很好的显示出岩体挖掘过程中的形变量，并能够对围岩形变的日后发展做分析，以保证岩体在使用过程中的安全性能。本文主要井巷围岩的形变特征做简要的介绍，对井巷围岩保持长期稳定的条件进行阐述，对井巷围岩变形量仪表的检测内容进行概述。
关键词：井巷围岩；变形量；形变特征；稳定条件
岩体在进行挖掘的过程中，很容易因为外力而产生岩体变形、扭曲等现象，因而，在进行岩体挖掘的过程中常常是以支护来使固定岩体，减少岩体在挖掘中的变形程度。但是，仅仅凭靠支护仍然不能够保证岩体工作人员以及日后使用的安全性，因此，还需要对岩体的形变程度进行研究，而岩体形变程度测量仪表则很好的解决了这个问题，通过研究岩体形变程度测量仪表所显示出来的数据就能够很好的知道岩体的形变程度，以及形变的未来趋势，为岩体的挖掘以及使用的安全性提供了可靠的保障。
1.井巷围岩的形变特征
深部巷道非对称变形主要是指以过巷道竖直中轴线的平面为对称面，其左右两帮的变形量不一致，一帮变形量大而另一帮的变形量小，致使巷道整体向一侧偏斜。同时在一些局部关键部位变形最最大，导致巷道整体变形形态呈现非对称的特征。根据对深部巷道工程的现场调查分析，发现深部巷道均有不同程度的非对称变形破坏特点，而且随巷道所处深度的增大和岩层倾角的增大，这种非对称变形特征逐渐明显。
1.1左右两帮形变不对称
因为井巷围岩巷道两帮的变形量差值较大，故而，很容易导致井巷围岩的巷道在开采的过程中向围岩整体的一侧进行偏移，而这种偏移在宏观上则呈现出明显的非对称变形特征。对于这种左右两帮变形的不对称性，在井巷围岩的刚开采时可能表现的还不明显，但是随着时间的推移，左右两帮形变的不对称性也就表现的十分明显了。
1.2底鼓严重且左右变形不对称
在井巷围岩在向深处进行挖掘时，井巷围岩的底鼓现象就会逐渐的显现出来，而且底鼓的发生往往是出现在底板的一侧，这就会加剧井巷围岩左右两边的形变，使得井巷围岩左右两边的形变呈现出非常明显的不对称性，这种不对称性是造成井巷围岩轨道以及底板往一侧偏斜的主要原因，进而使得井巷围岩的巷道不能够正常的进行使用。
1.3关键部位变形量大
巷道断面除在整体上变形现非对称外，在某些关键部位往往变形费特别大，而这些关键部位的变形破坏容易造成巷道的整体失稳。此类关键部位一般容品出现在苍道顶板肩角、两帮的底脚等部位。
2.井巷围岩保持长期稳定的条件
2.1不存在扰动影响下保持围岩稳定的条件
在深部巷道中不存在扰动影响的情况，只要保证巷道围岩应力小于围岩第二段蠕变的阀值应力，即围岩的长期强度，即可使围岩不发生持续的蠕变变形。即使围岩应力超过了岩石的蠕变阀值应力发生了蠕变现象，也只是发生第一阶段的蠕变变形，其应变速率是逐渐减小的，使得变形最后会区域一个较小的稳定值，不会导致围岩的破坏。
2.2存在扰动情况下保持围岩稳定的条件
在有扰动影响的深部巷道中，围岩保持长期稳定的条件是围岩应力处于岩石的"强度极限邻域"范围之外。若强度极限邻域的左边界应力为，围岩应力不能达到演示的强度极限，则可以判断围岩应力小于左边界应力。此时岩石在外部扰动荷载的作用下不会产生相应的不可逆蠕变变形，围岩能够保持稳定状态。相反，如果围岩应力大于左边界应力，则，围岩应力进入岩石的"强度极限邻域"内，扰度产生的蠕变变形与岩石的原有蠕变变形会产生叠加，进而使岩石的入边蠕变速度加快，使岩石产生破坏。
分析了深部巷道围岩保持长期稳的条件，下一步最重要的工作就是根据现场实际地质开采条件确定围岩的长期强度和"强度极限邻域"范围，然后在巷道地应力测试的基础上判断围岩应力与长期强度"强度极限邻域"的范围关系，如果围若应力较大，超过了围岩的长期强度，处于围岩的"强度极限邻域"范围内，则要采取合理的支护措施，给巷道围岩提供一个较大的支护反力，提高围岩的长期强度，迫使围岩应力退出"强度极限邻域"的范围，从而维持深部巷道的长期稳定。
3.井巷围岩变形量仪表的检测内容
针对支护体对巷道围岩的控制要求，现场监测内容括以下几点：首先是巷道围岩的变形监测：巷道围岩变形监测内容包括顶、底板相对移近、两帮相对移近、巷道表面非对称变形量。其次是锚杆（索）锚固力监测：通过在锚杆（索）上安装锚杆测力计，用来监测锚杆（索）外端受张拉力的情况，对锚杆（索）支护质量进行监控，判断初次支护效果。最后是钢混支架的受力和变形监测：对钢管混凝土支架的承载力和变形量进行监测分析，判断二次支护效果。
3.1围岩变形监测
在巷道顶底板及两帮变形监测采用正十字布点法，在互扣垂直的顶底板和两帮布置测点A、B、C、D，观测顶底板和两帮的相对移近量。巷道非对称变形监测采用斜十字布点法，在巷道的四个肩角位置布置测点E、F、G、H，监测巷道对角的非对称变形量；巷道中轴线AB上布置基点O，通过测量OD和OC的距离可以得到左右两帮的位移量，从而可监测巷道两帮的非对称变形量。如图3-1所示。
3.2锚杆锚固力监测
在A～G共8个测点位置处的锚杆上分别安装锚杆测力计，监测描杆安装过程中的初撑力和在巷道变形过程中锚杆所承载的力，评价锚杆的工作状态，判断初次支护效果。冋时通过对比不同位置的销闹力的大小，可监测巷道闱若应力的集中程度和大小，判断巷道的非对称变形位置。在巷道轴线方向上共布置个断面的测站，每个测站相隔8～10厘米。
3.3混凝土支架受力以及变形监测
支架宏观变形观测也采用十字布点法，测点布置方式与巷道变形测点布置方式相同。测点在钢管上用红漆进行标注。巷道轴线方向井布置个断面的测站，每个测站相隔8～10厘米。
支架受力监测是通过监测支架的压缩变形量，求出支架应变，利用理论计算由应变换算出支架所承受的力的大小。应变测方法为：在支架中间一侧的直线段上垂直距离为500毫米处钻两个直径为Φ8的小孔，将Φ8的钢筋插入小孔内，钢筋末端间距为70毫米，使用电数显千分尺测量支架变形。千分尺的量程为50～70毫米。精度为0.001毫米，用千分尺每隔3天测量一次钢筋的间距。两次测量值之间的差值即为钢管混凝土支架的变形量，再除以500毫米，即为钢管混凝支架的应变量。
结束语：
综合全文的叙述，可以得出以下结论。本文是从三方面来对井巷围岩变形量仪表分析进行探讨的，一方面是井巷围岩的形变特征，井巷围岩的形变特征是不对称形变，其具体的表现为左右两帮形变不对称、底鼓严重且左右变形不对称以及关键部位变形量大等等。另一方面是井巷围岩长期保持稳定的条件，为了使井巷围岩的有效使用时间达到最长，还需要对井巷围岩保持长期稳定的条件进行讨论，文本主要从存在扰动的情况以及不存在扰动情况两方面对其进行讨论。还有一方面是从井巷围岩变形量仪表的检测内容，其主要的检测内容有三个，分别是井巷围岩变形的检测、锚杆锚固力的检测以及混凝土支架的受力以及变形监测。
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