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文檔簡介

1、27/27礦壓觀測方案觀測目的為進(jìn)一步掌握巷道圍巖在掘進(jìn)及回采過程中的變形規(guī)律,檢驗(yàn)支護(hù)形式和參數(shù)是否合理,驗(yàn)證在采動(dòng)影響下的支護(hù)可靠度。開展巷道圍巖觀測工作通過監(jiān)測巷道圍巖變形、錨桿(索)受情況,及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常,采取措施以保證支護(hù)有效,施工安全,同時(shí)為今后巷道支護(hù)設(shè)計(jì)優(yōu)化提供參考。工作面概況1.205工作面XXX煤礦205工作面為二盤區(qū)第五個(gè)回采工作面,回采長度1445m,面寬180m,面積約26.06萬m2。采用綜采放頂煤采煤工藝,長壁后退式采煤法開采,全部垮落法管理頂板。205工作面概況如表1-1所示,工作面布置示意圖如圖1-1所示。表1-1 205工作面概況表煤層名稱4煤水平名稱+120

2、m水平采區(qū)名稱二盤區(qū)工作面名稱205 地面標(biāo)高(m)+996.8+1180.6m工作面標(biāo)高(m)+69.7m+134.3m地面位置205 工作面地面位置位于槐莊村以東 910m,南塬村以西 460m,米家墩村以北870m,西塬邊村正下方。井下位置四鄰采掘情況205工作面東部為已經(jīng)停采的204工作面,西部為二、三盤區(qū)隔離煤柱,北部為西區(qū)開拓大巷,西南為4煤沉缺邊界。圖1-1 205工作面布置示意圖2.301工作面XXX煤礦301工作面為三盤區(qū)第二個(gè)回采工作面,現(xiàn)已完成井巷掘進(jìn)施工,回采長度1461m,面寬147m,面積約21.6萬m2。采用綜采放頂煤采煤工藝,長壁后退式采煤法開采,全部垮落法管理

3、頂板。301工作面概況如表2-1所示,工作面布置示意圖如圖2-1所示所示。表2-1 301工作面概況表煤層名稱4煤水平名稱+120m水平采區(qū)名稱三盤區(qū)工作面名稱301 地面標(biāo)高(m)+1035+1147工作面標(biāo)高(m)+36.77+158地面位置301工作面地面位于槐莊村以東671m,西塬邊村以西104m,米家墩以北901m。主要為梁塬溝壑地形,大部分被農(nóng)田覆蓋,掘進(jìn)工作面正上方無村莊及其他建筑物,距離最近的西塬邊村正在搬遷。井下位置四鄰采掘情況301工作面位于正在回采的三盤區(qū)302工作面東南方向;301工作面東南部為正在回采的二盤區(qū)205工作面,中間由二、三盤區(qū)隔離煤柱將其分開。圖2-1 3

4、01工作面布置示意圖3.302工作面XXX煤礦302回采工作面為三盤區(qū)首采面,回采長度1261m,面寬180m,面積約24.61萬m2 。采用綜采放頂煤采煤工藝,長壁后退式采煤法開采,全部垮落法管理頂板。302工作面概況如表3-1所示,工作面布置示意圖如圖3-1所示。表3-1 302工作面概況水平名稱+120m水平盤區(qū)名稱三盤區(qū)標(biāo)高(m)井下標(biāo)高+50m+151.5m;地面標(biāo)高+950.0+1170.0m地面位置及建筑物302工作面地面位于槐莊以東60m,西塬邊村以西250m,米家墩以北1050m。主要為梁塬溝壑地形,大部被農(nóng)田覆蓋,無村莊及其他構(gòu)建筑物。地勢南高北低。井下位置及采掘?qū)Φ孛嬖O(shè)施

5、的影響302工作面巷道北部為西區(qū)開拓大巷,東部為掘進(jìn)完成的301工作面巷道,西部為計(jì)劃掘進(jìn)的303工作面,南部為4煤沉缺邊界,周圍均為實(shí)炭(巖)區(qū)。本回采工作面,對(duì)地面設(shè)施的影響不大。圖3-1 302工作面布置示意圖 4.403工作面XXX煤礦403工作面為四盤區(qū)首采面,工作面回采長度2255m,面寬180m,面積約39.76萬m2。采用綜采放頂煤采煤工藝,長壁后退式采煤法開采,全部垮落法管理頂板。403工作面概況如表4-1所示,工作面布置示意圖如圖4-1所示。表4-1 403工作面概況水平名稱+120m水平盤區(qū)名稱四盤區(qū)標(biāo)高(m)底板標(biāo)高+60.54+175.8m;地面標(biāo)高+950.0+11

6、70.0m地面位置及建筑物403工作面位于洼邊村,半坡村以東950m,槐莊村以西597m,東升村以北。井下位置及采掘?qū)Φ孛嬖O(shè)施的影響403工作面巷道北部為西區(qū)開拓大巷,東部為尚未掘進(jìn)的402工作面,西部為尚未掘進(jìn)的404工作面,南部為4煤沉缺邊界,停采線位于403撤面道,周圍均為實(shí)炭(巖)區(qū)。圖4-1 403工作面布置示意圖三、礦壓觀測設(shè)計(jì)1、測站布置測站分為綜合測站和日常測站,綜合測站監(jiān)測頂?shù)装逡平?、兩幫收斂變形量、錨桿錨索受力情況等;日常測站監(jiān)測頂板離層情況,監(jiān)測時(shí)間自從巷道掘進(jìn)施工揭煤并具備設(shè)站條件開始直至工作面回采結(jié)束。日常測站巷道頂板離層情況監(jiān)測站。在巷道揭煤位置,沿巷道中心線處打

7、設(shè)一組ACLY-型頂板離層指示儀,作為1#觀測點(diǎn),每掘進(jìn)50m依次打設(shè),斷層及圍巖破碎帶、應(yīng)力集中地段、巷道交叉點(diǎn)及硐室等特殊條件下的巷道進(jìn)行補(bǔ)打一組離層儀,依次編號(hào)。綜合測站巷道表面位移、圍巖變形、錨桿錨索受力觀測站。從撤面道以里100m處為1#測站,每間隔100m設(shè)置一組測站,依次編號(hào)。 2、測站安裝(1)日常測站:ACLY-型頂板離層指示儀,離層儀深基點(diǎn)在頂板中的深度為巷道跨度的1.5倍,淺基點(diǎn)應(yīng)與頂錨桿上端處在同一高度。(2)綜合測站:巷道采用“十字交叉法”進(jìn)行圍巖觀測,每個(gè)測站布置兩組測點(diǎn),測點(diǎn)間距1100mm(圍巖破碎或設(shè)點(diǎn)困難時(shí)可適當(dāng)調(diào)整,間距不大于2排距);測點(diǎn)確定后,在巷道人

8、行路側(cè)第三顆頂板錨桿(靠近巷中,如巷道布置皮帶、管路等影響固線時(shí),可適當(dāng)左右調(diào)整)上固定一條工程線,在頂?shù)装逯g形成一條垂線,即圖5-1中的縱線;在與頂板錨桿同一排的一幫錨桿(幫部中間錨桿)上固定一工程線,并延伸至另外一幫的對(duì)應(yīng)錨桿上固定,形成一條與頂?shù)装逯g垂線垂直的橫線,橫線與縱線形成的交點(diǎn)稱為十字點(diǎn),如橫線與縱線沒有交于一點(diǎn)時(shí),與對(duì)面幫部錨桿保持同一高度,前后移動(dòng)工程線與縱線相交并重新打設(shè)錨桿固定。以十字點(diǎn)為基礎(chǔ)進(jìn)行測量監(jiān)測,形成6組數(shù)據(jù):頂板收斂量a:十字點(diǎn)到頂板的距離;底板收斂量b:十字點(diǎn)到底板的距離;左幫收斂量c:十字點(diǎn)到左幫的距離;右?guī)褪諗苛縟:十字點(diǎn)到右?guī)偷木嚯x;頂板收斂量+底

9、板收斂量=頂?shù)装逡平縠;左幫收斂量+右?guī)褪諗苛?兩幫移近量f,如圖5-1所示。圖5-1(3)錨桿錨索受力監(jiān)測采用壓力枕式測力計(jì),每個(gè)測站安裝4個(gè),分別對(duì)兩幫錨桿、頂板錨桿錨索受力情況進(jìn)行監(jiān)測。如圖6-1所示:圖6-13、觀測方法(1)日常測站距離掘進(jìn)迎頭50m之內(nèi)的頂板離層觀測點(diǎn),每天測讀一次;距迎頭大于50m的頂板離層觀測點(diǎn),每周測讀一次,測讀結(jié)果登記到臺(tái)帳上,直至工作面回采結(jié)束。頂板離層量超過50mm應(yīng)加強(qiáng)觀測,每天測讀一次直至頂板穩(wěn)定,離層量超過100mm及時(shí)上報(bào)技術(shù)部,由技術(shù)部根據(jù)現(xiàn)場條件確定加強(qiáng)支護(hù)方案,并安排落實(shí);離層量達(dá)到上限或離層儀損壞時(shí)須在離層儀前后2m范圍內(nèi)重新補(bǔ)打一組離

10、層儀。(2)綜合測站采用“十字交叉法”監(jiān)測的圍巖變形監(jiān)測點(diǎn)、采用壓力枕式測力計(jì)監(jiān)測的錨桿(索)受力監(jiān)測點(diǎn)、采用壓力傳感器具備無線傳輸功能監(jiān)測的錨桿(索)受力監(jiān)測點(diǎn),每10天測讀(導(dǎo)出)一次,測讀結(jié)果登記到臺(tái)帳上,若壓力變化較大,及時(shí)匯報(bào)技術(shù)部,巷道掘進(jìn)完成后,測點(diǎn)交由采煤區(qū)隊(duì)繼續(xù)管理并觀測,直至工作面回采結(jié)束。重點(diǎn)監(jiān)測將工作面小煤柱作為監(jiān)測監(jiān)控的重點(diǎn),并制定以下監(jiān)測方案。 (1)301小煤柱監(jiān)測在301運(yùn)輸順槽安裝思科賽德生產(chǎn)的KJ24型煤礦頂板與沖擊地壓監(jiān)測系統(tǒng),對(duì)錨桿、錨索受力、頂?shù)装逡平亢拖飵褪諗孔冃瘟窟M(jìn)行24小時(shí)不間斷監(jiān)測,監(jiān)測得到的數(shù)據(jù)既可以在井下實(shí)時(shí)查看,也通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至地面電腦

11、存儲(chǔ)。另外,對(duì)應(yīng)力在線監(jiān)測數(shù)據(jù)、302工作面日推進(jìn)度、周期來壓、見方、水量變化、地面注漿等有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和整理,作為分析工作面推采與巷道變化的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。設(shè)備布置:自301撤面道以里每50米布置一組錨桿(索)監(jiān)測點(diǎn),共計(jì)15組,小煤柱幫錨桿、頂板錨索采用礦用本安型錨桿(索)應(yīng)力傳感器進(jìn)行監(jiān)測;自301撤面道以里每80米布置一組圍巖變形監(jiān)測點(diǎn),共計(jì)10組,每測點(diǎn)采用一套礦用本安型激光測距儀與頂?shù)装逡平縿?dòng)態(tài)報(bào)警儀組合監(jiān)測。(2)其他煤柱監(jiān)測因設(shè)備數(shù)量有限,無法在所有小煤柱巷道中安裝,因此在其他工作面小煤柱巷道主要采用人工測量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析,每50m一組分別在錨桿(索)安裝指針式壓力傳感器

12、,傳感器的壓力表量程要大,要具有良好的抗震性能和瞬時(shí)高壓力大范圍波動(dòng)的承受能力,防止出現(xiàn)突然來壓時(shí)爆表。每50m設(shè)置十字觀測點(diǎn),對(duì)頂?shù)装逡平亢拖飵褪諗孔冃瘟窟M(jìn)行測量和統(tǒng)計(jì)。掘進(jìn)期間,以上測點(diǎn)設(shè)置前5天內(nèi),每天觀測一次,剩余時(shí)間5天觀測一次,回采期間,距工作面200m范圍內(nèi)每2天觀測一次,其余每5天觀測一次,確保數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)全面。另外,工作面回采時(shí)對(duì)應(yīng)力在線監(jiān)測數(shù)據(jù)、日推進(jìn)度、周期來壓、見方、水量變化、地面注漿等有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和整理,作為分析工作面推采與巷道變化的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。四、礦壓觀測管理規(guī)定1.技術(shù)部負(fù)責(zé)礦壓監(jiān)測的設(shè)計(jì),礦壓監(jiān)測管理工作的現(xiàn)場指導(dǎo)、監(jiān)督、協(xié)調(diào)及考核。2.分管礦壓監(jiān)測的部室、區(qū)隊(duì)

13、的正職管理人員為礦壓監(jiān)測的負(fù)責(zé)人,分管部室、分管區(qū)隊(duì)?wèi)?yīng)安排專員負(fù)責(zé)礦壓觀測管理工作。3.區(qū)隊(duì)礦壓監(jiān)測專員負(fù)責(zé)系統(tǒng)的日常管理,對(duì)現(xiàn)場存在問題,積極組織解決、落實(shí),并配合技術(shù)部做好礦壓監(jiān)測分析工作。4.由區(qū)隊(duì)礦壓觀測專員負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集工作,對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行存檔,并錄入電子表格,以便于進(jìn)行整理分析;在線礦壓監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)導(dǎo)出并存檔,每月月初3日前將電子版臺(tái)賬上交技術(shù)部。5.區(qū)隊(duì)礦壓監(jiān)測專員應(yīng)按礦壓監(jiān)測設(shè)計(jì)要求及時(shí)測讀測站數(shù)據(jù)。6.所采集數(shù)據(jù)必須真實(shí),嚴(yán)禁作假,發(fā)現(xiàn)作假現(xiàn)象,嚴(yán)肅追究相關(guān)人員責(zé)任。7.技術(shù)部礦壓監(jiān)測專員對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析、上報(bào)、存檔。8.采集過程中發(fā)現(xiàn)有損壞、不正常儀器設(shè)備,在記錄

14、中注明,并向區(qū)隊(duì)、技術(shù)部匯報(bào),及時(shí)進(jìn)行維護(hù)或更換。9.對(duì)于在線觀測、遠(yuǎn)程傳輸設(shè)備應(yīng)及時(shí)查看設(shè)備運(yùn)行情況,及時(shí)深入現(xiàn)場了解設(shè)備工況,做好設(shè)備維護(hù)工作,發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)聯(lián)系廠家解決。10.工作面掘進(jìn)施工完成后,掘進(jìn)區(qū)隊(duì)技術(shù)員繼續(xù)負(fù)責(zé)礦壓監(jiān)測工作,直至工作面安裝完畢后,礦壓監(jiān)測工作由掘進(jìn)區(qū)隊(duì)交接給采煤區(qū)隊(duì)負(fù)責(zé),直至工作面回采結(jié)束。五、測站建設(shè)情況 測站工作面頂板離層觀測站圍巖變形觀測站錨桿(索)觀測站備注205工作面已完成已完成未安裝因壓力表供貨影響尚未完成安裝,預(yù)計(jì)6月底完成安裝完成。301工作面已完成已完成未安裝因壓力表供貨影響尚未完成安裝,預(yù)計(jì)6月底完成安裝完成。小煤柱重點(diǎn)監(jiān)測已回撤403工作面已

15、完成已完成未安裝因壓力表供貨影響尚未完成安裝,預(yù)計(jì)6月底完成安裝完成。XXX煤礦2-5061巷礦壓觀測方案1礦壓監(jiān)測目的礦壓監(jiān)測是實(shí)現(xiàn)礦山生產(chǎn)科學(xué)管理必不可少的基礎(chǔ)工作;礦壓監(jiān)測是正確進(jìn)行采礦設(shè)計(jì)、合理選擇支護(hù)形式及支架類型,加強(qiáng)頂板管理,保證安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。在錨桿錨索支護(hù)的巷道掘進(jìn)施工期間,礦壓觀測可及時(shí)了解和掌握巷道在整個(gè)服務(wù)期間的巷道圍巖變形情況和錨桿錨索的支護(hù)效應(yīng)。對(duì)觀測數(shù)據(jù)的分析,可科學(xué)指導(dǎo)掘進(jìn)施工及錨桿支護(hù)設(shè)計(jì),以保證巷道正常施工及人員安全。XXX礦2-5061巷由于采用液壓鉆車,巷道的控頂時(shí)間、支護(hù)時(shí)間、作業(yè)工序都發(fā)生了改變,因此,需要對(duì)XXX礦2-5061巷進(jìn)行礦壓監(jiān)測,以

16、對(duì)現(xiàn)有巷道支護(hù)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),達(dá)到安全生產(chǎn)的目的。2礦壓監(jiān)測內(nèi)容和方法2.1 巷道礦壓監(jiān)測內(nèi)容巷道礦壓監(jiān)測包括巷道表面位移觀測、巷道頂板離層監(jiān)測、錨桿(索)受力監(jiān)測、煤巖體應(yīng)力監(jiān)測等內(nèi)容。 (1) 巷道表面位移觀測。巷道表面位移包括頂?shù)装逑鄬?duì)移近量、頂板下沉量、底臌量、兩幫相對(duì)移近量、幫位移量等。巷道表面位移的測量方法比較簡單,可采用鋼尺、卷尺等測量。(2) 巷道頂板離層監(jiān)測。巷道開挖后,圍巖產(chǎn)生變形,頂板出現(xiàn)下沉。頂板不同深度的位移是不相同的,一般淺部巖層的位移較大,深部巖層的位移較小,導(dǎo)致淺部巖層與深部巖層出現(xiàn)位移差。位移差由煤巖體的彈塑性變形、結(jié)構(gòu)面(層理、節(jié)理、裂隙等)變形等組成。在

17、結(jié)構(gòu)面比較發(fā)育的條件下,結(jié)構(gòu)面變形占主要部分,而且是影響頂板穩(wěn)定性的主要因素。巷道頂板離層包括錨固區(qū)內(nèi)離層值和錨固區(qū)外離層值,可采用頂板離層指示儀測量,如圖1所示。圖1 頂板離層指示儀 (3) 錨桿(索)受力監(jiān)測。錨桿與錨索受力監(jiān)測是巷道礦壓監(jiān)測的重要內(nèi)容。通過監(jiān)測支護(hù)體受力大小與分布,可比較全面地了解錨桿與錨索工作狀況,判斷錨桿是否發(fā)生屈服和破斷,評(píng)價(jià)巷道圍巖的穩(wěn)定性與安全性,錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)是否合理。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)提出對(duì)支護(hù)設(shè)計(jì)修改的建議。測量錨桿(索)受力儀器有測力錨桿、錨桿(索)測力計(jì)等。用于測量錨桿(索)受力的壓力傳感器如圖2所示。圖2 錨桿(索)壓力傳感器 (4) 煤巖體應(yīng)力監(jiān)測。對(duì)于采

18、準(zhǔn)巷道,隨著與采掘工作面空間和時(shí)間關(guān)系的不同,煤巖體內(nèi)的應(yīng)力發(fā)生變化?,F(xiàn)場監(jiān)測煤巖體內(nèi)應(yīng)力變化,對(duì)分析巷道圍巖變形與破壞特征,評(píng)價(jià)巷道的穩(wěn)定性和安全性具有重要意義。采用鉆孔應(yīng)力計(jì)測量煤體應(yīng)力變化,鉆孔應(yīng)力計(jì)如圖3所示。圖3 鉆孔應(yīng)力計(jì)2.2 測站布置與具體觀測方法2.2.1 測站布置初步設(shè)計(jì)布置3個(gè)測站,第一個(gè)測站在距巷道迎頭20m布置,其后每個(gè)測站相距30m。2.2.2 測站具體儀器布置方式及觀測方法(1) 巷道頂板及兩幫離層監(jiān)測頂板及兩幫離層儀安裝如圖4所示,在巷道頂板兩邊和中間位置分別安裝離層儀。離層儀在鉆孔中布置兩個(gè)測點(diǎn):一個(gè)設(shè)置在距頂板2.5m深處,另一個(gè)設(shè)置在距頂板4m深處。儀器自

19、動(dòng)記錄巷道圍巖離層值。同時(shí)要測量監(jiān)測斷面距采掘工作面的距離,記錄監(jiān)測時(shí)間。(2) 巷道表面位移監(jiān)測巷道表面位移采用十字布點(diǎn)法進(jìn)行監(jiān)測,如圖5所示。在頂?shù)装逯胁看怪狈较蚝蛢蓭退椒较虬惭b測量基點(diǎn)。布置兩個(gè)監(jiān)測斷面,沿巷道軸向間隔1.0m。每天觀測并記錄巷道圍巖變形量,同時(shí)要測量監(jiān)測斷面距采掘工作面的距離,記錄監(jiān)測時(shí)間。圖4巷道離層儀布置位置圖 圖5巷道表面位移監(jiān)測的十字布點(diǎn)法(3) 錨桿與錨索受力監(jiān)測測力錨桿、錨索測力計(jì)、錨桿測力計(jì)安裝如圖6所示。因測力錨桿安裝時(shí)要保證桿體上的應(yīng)變片面向兩幫,因此在巷道頂板位置安裝兩個(gè)測力錨桿,同時(shí)在頂板錨索位置安裝兩個(gè)錨索測力計(jì),在巷道幫側(cè)對(duì)應(yīng)錨桿位置安裝兩個(gè)

20、錨桿測力計(jì),全方位的測量錨桿、錨索受力狀況。 (4) 煤巖體應(yīng)力監(jiān)測采用鉆孔應(yīng)力測量煤體應(yīng)力變化。鉆孔應(yīng)力計(jì)安裝位置如圖6所示。在巷道側(cè)幫安裝兩個(gè)鉆孔應(yīng)力計(jì),監(jiān)測巷道所處應(yīng)力水平及圍巖應(yīng)力變化情況。鉆孔應(yīng)力計(jì)安裝后,每天觀測1次,記錄應(yīng)力計(jì)讀數(shù),同時(shí)記錄測量時(shí)間、應(yīng)力計(jì)鉆孔距工作面的距離等。繪制煤巖體應(yīng)力變化隨時(shí)間、掘進(jìn)工作面距離的變化曲線,分析煤體應(yīng)力變化特征等。圖6 測站具體觀測儀器布置圖表1 礦壓觀測設(shè)備匯總表設(shè)備名稱型號(hào)數(shù)量離層儀KJ32715荷載傳感器(錨桿錨索測力器)GYM40024測力錨桿CM-16鉆孔應(yīng)力計(jì)GMC206附:礦壓觀測數(shù)據(jù)記錄附表附表1 頂板離層儀數(shù)據(jù)記錄 測站:

21、巷道名稱: 距掘進(jìn)面距離/m日期淺部位移/mm深部位移/mm表2 錨桿(錨索)受力監(jiān)測記錄(單位:kN)測站: 巷道名稱: 距掘進(jìn)面距離/m觀測日期頂板錨桿左(上)幫錨桿右(下)幫錨桿設(shè)計(jì)值實(shí)測值設(shè)計(jì)值實(shí)測值設(shè)計(jì)值實(shí)測值表2 錨桿(錨索)受力監(jiān)測記錄(單位:kN)測站: 巷道名稱: 距掘進(jìn)面距離/m觀測時(shí)間頂板錨索1頂板錨索2頂板錨桿1實(shí)測值/kN實(shí)測值/kN實(shí)測值/kN裝好6小時(shí)裝好12小時(shí)裝好24小時(shí)裝好2天裝好3天裝好4天裝好5天裝好7天裝好9天裝好11天裝好13天裝好15天裝好18天裝好21天裝好24天裝好27天裝好30天裝好35天裝好40天裝好50天表2 錨桿(錨索)受力監(jiān)測記錄(單位:kN)測站: 巷道名稱: 距掘進(jìn)面距離/m觀測時(shí)間頂板錨桿2頂板錨桿3頂板錨桿4實(shí)測值/kN實(shí)測值

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