【背景】煤炭开采中涉及的矿井开拓部署、巷道布置与支护设计,采煤方法与工艺,采场矿压显现特征、岩层运动与破坏规律及采场岩层控制,冲击地压、煤与瓦斯突出等灾害的机理与防治,均与煤岩层中的地应力有密切关系。弄清煤矿井下地应力分布规律对实现安全、高效开采具有重要意义。国内外有多种地应力测量方法,但用于煤矿井下的地应力测量方法主要是应力解除法与水压致裂法。应力解除法主要采用空心包体应变计进行测量,而对于水压致裂法,煤炭科学研究总院开采研究分院开发研制的小孔径水压致裂地应力测量装置得到广泛应用,获得了大量宝贵的煤矿井下地应力实测数据。

 

  到目前为止,采用小孔径水压致裂地应力测量装置,共完成浅部煤矿地应力测点88个,分布在潞安、晋城、西山、汾西、平朔、神东、伊泰、宁煤及新疆潞新等矿区,涉及山西、陕西、内蒙古、宁夏、新疆5省(自治区)。地应力测量深度最浅仅为38 m,煤层条件从近水平煤层到倾斜煤层;煤岩体强度从软弱、中等,到坚硬类型,具有较好的代表性。根据井下地应力测量数据,有些学者对本矿区井下地应力分布特征进行了研究,取得一些初步研究成果。

 

  下图为煤炭科学研究总院开采研究分院开发的SYY-56型小孔径水压致裂地应力测量装置。该测量装置由小孔径封隔器、印模器与定向仪、高压泵、储能器及数据采集分析装置等组成。测量钻孔直径为56 mm,钻孔深度根据巷道具体条件确定,一般为20~30 m。

 

 

【来源】康红普,司林坡,张晓.浅部煤矿井下地应力分布特征研究及应用[J].煤炭学报,2016,41(6):1332-1340.

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