寬溝煤礦+1260下運巷鬆動圈測試
計畫神華新疆烏魯木齊礦業（集團）有限責任公司
西安科技大學
二零零七年八月
礦名： 寬溝煤礦
編制： 楊占國、柴鑫
技術負責： 楊占國、柴鑫
審核：礦總工：
礦長：集團技術部：
時間：2007-8-3
一、概述
2023年3月起，我們（西安科技大學）課題組與神新公司合作研究關於「工作面安全開採技術」專案，根據現場調研實際，我們（西安科技大學）建議採用rsm-sy5智慧型鬆動圈檢測儀檢測頂煤的破碎程度，為後期現場採取合理的巷道支護方案提供可靠依據，從而達到安全、高效開採的目的。
二、地質條件
2.1礦區位置
寬溝煤礦隸屬神新公司，行政區劃隸屬昌吉州呼圖壁縣雀爾溝鎮管轄。地理座標為：東經86°27′12″—86°34′27″，北緯43°45′08″—43°47′33″。
井田位於呼圖壁縣城西南70km，北距大豐鎮50km，東距烏魯木齊市95km。井田與北部12km處的雀爾溝鎮有砂石路面公路相通，雀爾溝鎮與大豐鎮約38km有柏油路相連，礦井工業場地北約2km有一條砂石路面通往國防公路，對外公路交通尚屬方便
2.2 礦區地質概況
褶皺區域位於準噶爾盆地南緣烏魯木齊山前拗陷西段的中部，處於三屯河～寧家河單斜構造帶。中新生代地層由南向北，從老至新依次排列，傾向為北北東向單斜，傾角10～25°。區域西南、東南部見有小型褶曲，對井田構造沒有造成較大影響。
斷裂區域內斷裂構造不發育，在本井田首採區精查及外圍詳查區內沒有發現斷距大於30m斷層，區內未見其它構造，區內構造屬簡單型別。
2.3 煤層及煤質
⑴ 煤層頂板、底板特徵
煤層頂板、底板特徵如下表。
表1⑵ 煤層地質構造特徵
井田含煤地層為中侏羅統西山窯組，含可採及區域性可採煤層7層，煤層編號自下而上依次為b0、b1、b2、b3、b4、b5、b6煤層。
1、b0煤層：可採厚度0.87～1.
66m，平均1.22m，為薄～中厚煤層。頂板為粗砂岩、中砂岩；底板為粗砂岩、粉砂岩、泥質粉砂岩，結構簡單，區域性含1層0.
3m的泥岩。與其上的b1煤層間距為16.72～26.
14m，平均為22.18m。
2、b1煤層：全層厚4.44～9.
21m，平均6.90m，為一特厚煤層。頂板粗砂岩、中砂岩，區域性有粉砂質泥岩、泥岩偽頂；底板為粗砂岩、中砂岩、細砂岩、粉砂岩，區域性有粉砂質泥岩、泥岩偽底，結構簡單，含有1層0.
10～2.52m厚度不等的夾矸，層位穩定，屬穩定煤層，與其上的b2煤層間距為3.93～37.
91m，平均為25.78m。
3、b2煤層：全層厚5.05～14.
58m，平均9.50m，為一巨厚煤層，頂板為粉砂質泥岩、粉砂岩，區域性有含炭泥岩、泥岩偽頂；底板為粉砂岩、中砂岩，區域性有炭質泥岩偽底，結構簡單，不含夾矸，屬穩定煤層。與其上的b3煤層間距為2.
98～38.14m，平均為17.51m。
4、b3煤層：可採厚0.97～3.
22m，平均厚1.90m。為薄～中厚煤層。
頂板為粉砂岩、粗砂岩，區域性有泥岩、炭質泥岩偽頂；底板為粉砂岩、中粗砂岩、粉砂質泥岩；結構簡單，不含夾矸，屬較穩定煤層。與其上的b4煤層間距3.83～19.
84m，平均11.22m。
5、b4 （b41、b42）煤層：全層平均厚10.78m，可採平均厚10.
59m，0線以東煤層厚度變化較大，b41與 b42之和為7.07m，到ⅰ線b42尖滅，其厚度值僅為5.15m。
全層厚度標準差為3.61m，可採厚度標準差為3.75m，東部b41煤層全層標準差為1.
01m，b42煤層標準差為0.81m，屬較穩定煤層。上述表明煤層東部變薄，夾矸變厚，從區段煤層變化規律明顯考慮，將b4和b41煤層底板連成一體，定為穩定煤層，b42為較穩定煤層。
6、b5煤層：主要分布在0線以西，可採煤厚1.82～9.
92m，平均4.37m，為一厚煤層。頂板為泥岩、粉砂質泥岩、泥質粉砂岩、粗砂岩；底板為粉砂岩、粉砂質泥岩，區域性有含炭泥岩偽底；區域性含有1層0.
14～2.83m厚的粉砂岩、含炭泥岩夾矸，煤層結構較簡單，屬不穩定煤層。與其上的b6煤層間距9.
7～23.50m，平均為16.60m。
7、b6煤層：主要分布在0線以西，可採平均厚2.42m，為一中厚煤層。
含有0.18～1.15m厚的炭質泥岩、泥質粉砂岩夾矸0～3層；頂板為粉砂岩、粉砂質泥岩、區域性含炭泥岩偽頂；底板為粉砂岩、粉砂質泥岩、泥岩。
煤層結構較複雜，屬不穩定煤層。與其上的b7煤層間距為9.7～2350m，平均16.
60m。
8、b7煤層：可採厚1.79m，為一中厚煤層，頂板為粉砂岩；底板為粉砂岩、粉砂質泥岩。為可採的不穩定煤層。
2.3目的與意義
巷道鬆動圈測量主要是為巷道的合理支護提供有效可靠的資料引數。通過對巷道鬆動圈範圍的測量可以確定合理可靠的支護方式，並為支護引數的選擇提供合理可靠的依據。
三、技術方案
巷道鬆動圈檢測
為了礦井的安全生產，為巷道支護提供現場資料和合理的支護引數，利用鬆動圈檢測儀來合理的確定巷道岩層鬆動圈範圍，為巷道選擇合理的支護方法提供合理可靠的現場觀測依據。依據現在生產工作面巷道的支護形式和支護引數，確定鬆動圈檢測鑽孔深度10m，鑽孔設計直徑45~50mm。
圖1 順槽鬆動圈檢測鑽孔布置平面圖
圖2 掘進巷道鬆動圈鑽孔布置平面圖
圖3 巷道鬆動圈檢測鑽孔布置剖面圖
四、專案採用的主要儀器及裝置
針對工作面頂煤和相關回採巷道特點，我們選用武漢岩石力學研究所研製的rsm-sy5智慧型鬆動圈檢測儀進行煤體和岩石強度及缺陷檢測。
rsm-sy5智慧型鬆動圈檢測儀見圖4。
圖4 rsm-sy5智慧型鬆動圈檢測儀
工作原理：利用專用一發雙收換能器在鑽孔中測量岩土孔壁滑行波的波速來判斷空周圍岩石的破碎程度。由於聲波在不同介質中傳播速度的差異性，只需檢測出鑽孔中出現異常波速的位置即可確定岩石的破碎範圍。
聲波監測資料經處理後可直觀顯示岩石鬆動圈範圍及鬆動情況，如圖5所示：
圖5儀器配件：一發雙收換能器、資料採集線、輸水軟管、輸氣軟管、氣筒、智慧型聲波採集儀。
需單位解決問題：鑽孔（φ45~50mm）、不小於10m的鋼管（φ19mm）、防爆潛水幫浦。
五、安全措施
（1） 入井前，必須佩帶好勞動防護用品，掌握避災防護知識。
（2） 入井後，嚴格遵守乘車、井下行人等各項安全規定。
（3） 進入工作地點時觀察頂板及圍岩情況，確保安全後方可進行作業。
（4） 嚴格按照《煤礦安全規程》、《煤礦作業規程》、《煤礦操作規程》規定進行作業。
（5） 鑽孔前後灑水防塵；
（6） 個人配戴防塵口罩；
（7） 鑽孔眼方向盡量垂直於煤層，嚴禁空頂作業。
（9） 檢測儀開機前認真檢查機器線路，發現有明接頭、破皮現象嚴禁開機工作。
（10） 檢測儀必須在頂、支架完好、通風暢通的情況下進行工作。
（11） 嚴禁帶電檢修和搬遷檢測儀相關裝置。
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