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,316 北京科技大学学报 2006年第4期 度，现场探测表明，7,8#层煤顶板中砂岩组成 中国环境科学出版社，2002：179 和厚度较稳定（一般为2.4~7.0m),最大涌水量 [2]冯夏庭.深部大型地下工程开采与利用中的几个关键岩石 为52.8m3h-1;在4*~9层煤的含水层中，含 力学问题∥科学前沿与未来，第175次香山科学会议.北 京：中国环境科学出版社，2002：202 水性不均，浅部风化破碎带含水较大，向深部逐渐 [3]Kidybinski A,DubinskiJ.Strata Control in Deep Mines.Rot- 减溺，单位最大涌水量为0.044Ls1m1;在 terdam:AA Balkema.1990:1 F11的构造带中存在一定耦合作用，采用开采面积 [4]Bronw E T.Hoek E.Trends in relationships between mea 法求得38采区预计涌水量为22m3h-1. sured rock in situ stress and depth.Int J Rock Mech Min Sci Geomech Abstr,1978.15:211 4结论 [5]来兴平.西部矿山大尺度采空区衍生动力灾害控制，北京 科技大学学报，2004,26(1)：1 轨道巷处于大采深、岩层软弱破碎、构造与应 [6]周宏伟，谢和平，左建平，深部高地应力下岩石力学行为 力复杂、高瓦斯、地下水耦合作用等问题严重的地 研究进展.力学进展，2005,35(1)：91 质与工程环境之中，通过实验、监测和定性与定 [7]孟召平，彭苏平，屈洪亮·煤层顶底板岩石成分和结构与 其力学性质的关系.岩石力学与工程学报，2000,19(2)： 量分析结果表明，岩石的物质成分对力学特性、强 136 度特征、变形破坏过程和后期工程注浆的时效性 [8]黄德发，王宗敏，杨彬，等.地层注浆堵加固施工技术.江 有密切关系，尤其对达到高强度支护效果的可注 苏：中国矿业大学出版社，2003：367 性起很大作用.同时，开采扰动下巷道下沉和变 [9]西安科技大学，教有部西部矿井开采与灾害控制重点实验 形比较大，地质构造和断层以及断层水也对其施 室，宁夏煤业集团石嘴山一矿·高应力松软复杂岩层稳定 加了不同的耦合作用，使得左右两帮围岩存在的 性控制及综合支护研究报告.西安：西安科技大学，2006 [10]谢和平，彭苏萍，何满潮.深部开采基础理论与工程实 挤压和收缩变形大小和速率也不相同，且存在异 践.北京：科学技术出版社，2006：15 常突变变形，因而在后期的开挖过程中一定要加 [11]王金安，孟召平，彭苏平.岩石三轴全应力应变过程中的 强构造异常与地下水的探测与综合预测 渗透规律.北京科技大学学报，2001,23(6)：489 [12]Cai M F.Techniques for in situ stress measurement at great 致谢感谢教育部西部矿井开采与灾害控制 depth.JUniv Sci Technol Beijing.2004.6(11):486 [13]来兴平.开采扰动下大尺度采空区衍生动力灾害监测与 重点实验室的苏普正和地质工程实验室的姚改换 控制[博士后研究工作报告]·北京：北京科技大学，2005 [14]宁夏石嘴山矿务局一矿，安徽煤田地质局物探测量队，宁 参考文献 夏石嘴山矿务局一矿旷南部采区二维地震勘探报告，宁夏 [1]谢和平.深部高应力下的开采一现状，基础科学问题与 石嘴山矿务局一矿，1999 展望∥科学前沿与未来，第175次香山科学会议.北京： Mechanical characteristics of soft -rock at excavation disturbed zone in the com- plex stress environment of deep mining in the western coal mine region of China LAI Xingping2),WU Yongping2),REN Fenhua,CAI Meifeng 1)Energy School.Xi'an University of Science and Technology.Xi'an 710054.China 2)West Mining and Havard Control Key Laboratory.the Ministry of Education.Xian 710054.China 3)Civil and Environmental Engineering School,University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China ABSTRACI This paper investigated the comprehensive in situ engineering and environmental characteris- tics of No.38 excavation disturbed zone(EDZ)at the depth of 600 m in Shizuishan Mine in western China. The mineral composition,physical characteristics and mechanical properties in nature and saturation condi- tions of sandstone and mud-stone were analyzed by microscope and material testing machine.The collapsing regularity and stress characteristics of soft rock in the complex stress environment of deep mining were quantificationally gained based on deformation and stress monitoring and tectonic detecting. KEY WORDS western coal region:deep mining:disturbed zone;in situ monitoring;tectonic detection度．现场探测表明7＃8＃ 层煤顶板中砂岩组成 和厚度较稳定（一般为2∙4～7∙0m）最大涌水量 为52∙8m 3·h －1 ；在4＃ ～9＃ 层煤的含水层中含 水性不均浅部风化破碎带含水较大向深部逐渐 减弱单位最大涌水量为0∙044L·s －1·m －1 ；在 F11的构造带中存在一定耦合作用采用开采面积 法求得38采区预计涌水量为22m 3·h －1． 4 结论 轨道巷处于大采深、岩层软弱破碎、构造与应 力复杂、高瓦斯、地下水耦合作用等问题严重的地 质与工程环境之中．通过实验、监测和定性与定 量分析结果表明岩石的物质成分对力学特性、强 度特征、变形破坏过程和后期工程注浆的时效性 有密切关系尤其对达到高强度支护效果的可注 性起很大作用．同时开采扰动下巷道下沉和变 形比较大地质构造和断层以及断层水也对其施 加了不同的耦合作用使得左右两帮围岩存在的 挤压和收缩变形大小和速率也不相同且存在异 常突变变形因而在后期的开挖过程中一定要加 强构造异常与地下水的探测与综合预测． 致谢 感谢教育部西部矿井开采与灾害控制 重点实验室的苏普正和地质工程实验室的姚改换． 参 考 文 献 ［1］ 谢和平．深部高应力下的开采－－－现状、基础科学问题与 展望∥科学前沿与未来第175次香山科学会议．北京： 中国环境科学出版社2002：179 ［2］ 冯夏庭．深部大型地下工程开采与利用中的几个关键岩石 力学问题∥科学前沿与未来第175次香山科学会议．北 京：中国环境科学出版社2002：202 ［3］ Kidybinski ADubinski J．Strata Control in Deep Mines．Rotterdam：A A Balkema1990：1 ［4］ Bronw E THoek E．Trends in relationships between measured rock in situ stress and depth．Int J Rock Mech Min Sci Geomech Abstr197815：211 ［5］ 来兴平．西部矿山大尺度采空区衍生动力灾害控制．北京 科技大学学报200426（1）：1 ［6］ 周宏伟谢和平左建平．深部高地应力下岩石力学行为 研究进展．力学进展200535（1）：91 ［7］ 孟召平彭苏平屈洪亮．煤层顶底板岩石成分和结构与 其力学性质的关系．岩石力学与工程学报200019（2）： 136 ［8］ 黄德发王宗敏杨彬等．地层注浆堵加固施工技术．江 苏：中国矿业大学出版社2003：367 ［9］ 西安科技大学教育部西部矿井开采与灾害控制重点实验 室宁夏煤业集团石嘴山一矿．高应力松软复杂岩层稳定 性控制及综合支护研究报告．西安：西安科技大学2006 ［10］ 谢和平彭苏萍何满潮．深部开采基础理论与工程实 践．北京：科学技术出版社2006：15 ［11］ 王金安孟召平彭苏平．岩石三轴全应力应变过程中的 渗透规律．北京科技大学学报200123（6）：489 ［12］ Cai M F．Techniques for in-situ stress measurement at great depth．J Univ Sci Technol Beijing20046（11）：486 ［13］ 来兴平．开采扰动下大尺度采空区衍生动力灾害监测与 控制［博士后研究工作报告］．北京：北京科技大学2005 ［14］ 宁夏石嘴山矿务局一矿安徽煤田地质局物探测量队．宁 夏石嘴山矿务局一矿南部采区二维地震勘探报告．宁夏 石嘴山矿务局一矿1999 Mechanical characteristics of soft-rock at excavation disturbed zone in the complex stress environment of deep mining in the western coal mine region of China LAI Xingping 12）W U Yongping 12）REN Fenhua 3）CAI Meifeng 3） 1） Energy SchoolXi’an University of Science and TechnologyXi’an710054China 2） West Mining and Hazard Control Key Laboratorythe Ministry of EducationXi’an710054China 3） Civil and Environmental Engineering SchoolUniversity of Science and Technology BeijingBeijing100083China ABSTRACT This paper investigated the comprehensive in-situ engineering and environmental characteristics of No．38excavation disturbed zone （EDZ） at the depth of600m in Shizuishan Mine in western China． The mineral compositionphysical characteristics and mechanical properties in nature and saturation conditions of sandstone and mud-stone were analyzed by microscope and material testing machine．The collapsing regularity and stress characteristics of soft rock in the complex stress environment of deep mining were quantificationally gained based on deformation and stress monitoring and tectonic detecting． KEY WORDS western coal region；deep mining；disturbed zone；in-situ monitoring；tectonic detection ·316· 北 京 科 技 大 学 学 报 2006年第4期