层状围岩松动圈规律：声波测试在煤矿巷道的应用

"煤矿巷道层状围岩松动圈范围的发育规律" 本文详细探讨了煤矿巷道层状围岩的松动圈发育规律，主要关注如何通过声波速度突变来判断围岩松动圈的范围。研究以贵州织金煤矿作为案例，选取了直墙拱形断面和圆拱形断面两种常见的巷道类型，进行了多样本的声波测试，以了解不同条件下巷道围岩的松动特性。 在巷道开挖过程中，岩体内的原始应力状态发生改变，由三向应力转变为二向应力，导致径向应力显著增加。当这种应力超过岩体强度时，围岩开始变形和破坏，形成一个不规则的环形区域，即围岩松动圈。松动圈的大小和形态受到构造应力、围岩性质、结构特征以及时间与应力变化的影响，表现为从表面向内部、从局部到整体的发展特征。 确定松动圈的方法主要有物理检测和理论解析计算。物理检测如超声波、地质雷达、地震波等可以直接反映出围岩的状态，而理论解析计算则包括弹塑性应力解析、强度折减法等多种理论模型。尽管理论研究存在一定的局限性和假设偏差，但声波监测由于其直观性和在实际工程中的应用效果，被广泛应用来确定围岩松动圈。 研究中，通过对贵州织金煤矿巷道的声波测试，发现在不同角度下，巷道轴线与岩层走向之间的夹角（记为α）会影响松动圈的分布。夹角α从小到大变化的过程中，顺倾侧壁和拱顶的松动范围逐渐减小，反倾侧壁的松动圈范围则逐渐增大。当达到一定角度时，两侧壁的松动范围趋于一致。通过对这些数据的统计分析，可以绘制出松动圈在不同夹角α下的发育规律图，为层状巷道围岩的开挖设计和支护提供了科学依据。 总结来说，该研究通过实测数据揭示了层状巷道围岩松动圈的发育规律，对于优化煤矿巷道的支护策略和确保开采安全具有重要意义。未来的研究可以进一步结合其他监测手段和理论模型，以提高预测松动圈范围的精度，减少因围岩松动引起的工程风险。