使用底板超挖锚注回填技术控制深井巷道底鼓的研究

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1、使用底板超挖锚注回填技术控制深井巷道底鼓的研究:该文笔者通过对底鼓影响因素的理论分析和现场实测，掌握了底板无支护条件下巷道围岩塑性区范围、围岩变形移动规律和巷道周边应力分布状况，提出并试验了控制深部岩巷底鼓的新方法－超挖锚注回填技术．试验结果表明该技术取得了良好的底鼓控制效果和显著的经济和社会效益。　　关键词:岩巷底鼓；超挖锚注；回填技术　　Abstract:thispaperbasedonthebottomdrumeffectfactorsofthetheoreticalanalysisandthemeasured,mastertheflooras

2、sdeformationscope,movingruleandtheperipheryofroadneethod-superdiganchornotebackfillingtechnologies.Thetestresultsshoandremarkableeconomicandsocialbenefits.　　Keydrum;Superdiganchornote;Backfillingtechnologies　　　　：TU74：A：　　１前言　　深部开采中，复杂的地质条件和力学环境，使得巷道围岩稳定性难以控制，尤其是巷道底板稳定性更加难以控制，巷道

3、底鼓量大．强烈的底鼓不仅带来了大量的维修工作，增加了维护费用，而且底板大量变形经常导致巷道两帮及顶板变形，从而使整个巷道失稳，给安全生产带来严重威胁．因此，深部巷道底鼓的控制一直是矿井生产中的重大难题之一．目前通过采用底板锚杆、底板注浆、封闭式支架、松动爆破等技术措施，取得了一定的效果．但大采深高应力软岩巷道如何有效地控制底鼓问题并未得到根本解决．下面以某矿为例介绍，该矿－８１７ｍ水平北翼轨道石门，岩层以泥岩、细砂岩为主．巷道断面形状为直墙半圆拱，采用锚X索及架棚支护，巷道掘进后，底鼓强烈，反复卧底，仍有较大底鼓量。　　２底板无支护时巷道底板围岩力学

4、特征　　巷道掘出２０ｄ左右，克服了底板难成孔的困难，在巷道底板安装多点位移计实测巷道底板岩层　　移动规律，布置多个观测断面，每个观测断面沿巷道跨度在底板布置３个测站，每个测站有１，２，３，３．５，４，５，６，８，１０ｍ共９个深基点，测试结果如图1所示．可以看出，巷道在掘进后底板深部围岩的变形移动可以分为３个阶段：①变形移动剧烈阶段，在巷道掘进后４５ｄ内，巷道底板深部围岩累计变形量急剧增大，底板变形剧烈；②变形移动平缓阶段，在巷道掘进后４５～８０ｄ期间，巷道底板深部围岩变形趋于缓和；③持续变形移动相对稳定阶段，在巷道掘进８０ｄ以后，巷道底板深部围岩变形

5、趋于相对稳定，但巷道底板围岩由深及表仍处在持续变形中．同时可以发现，巷道底板深部围岩累计变形在变形移动剧烈阶段之后仍近似线性增长．　　综上表明，原支护条件下巷道底鼓范围大，底板较深部围岩仍有很大移动量且持续变形，仅靠原　　支护采用的底角锚杆，不能有效地控制底鼓的发生．同时原有的支护参数不能适应巷道围岩变形的要求，导致巷道围岩变形大、底鼓强烈．　　　　图1观测结果　　３巷道底鼓影响因素分析　　1）地应力．巷道埋深大，接近850ｍ左右，围岩受力情况极其复杂．对-817ｍ水平地应力测试，该区最大水平主应力为20.33ＭＰａ，水平应力大于铅直应力，侧压系数约

6、为1.12，应力场以水平应力为主．再加上施工扰动引起的内部应力重新分布，围岩体容易发生卸荷破坏，两帮内挤，底鼓严重．　　2）围岩性质．该巷道围岩以泥岩、细砂岩为主，并且断层及煤线较发育，巷道围岩强度低，稳定性差，软岩的膨胀性显著，底板容易鼓起．　　3）支护形式．巷道采用的锚X索及架棚支护不能适应深井巷道围岩大变形的要求，导致巷道围岩变形大、底鼓强烈．同时，巷道底板岩性差，承受较高的压力，仅靠原支护采用的底角锚杆，不能控制底鼓的发生．且在两帮与顶板支护后，底板成为无支护自由面，使得巷道变形集中到底板，发生强烈底鼓．因此要选择切实可靠的措施控制巷道顶板、

7、两帮及底板，减少巷道顶板及两帮的变形对底板的影响，同时加固底板限制底板岩体的变形．　　4）水．水对巷道底鼓的影响主要通过水理作用表现出来．由于迎头或返修工作面的巷道底鼓量不一，水沟受挤压破坏严重等因素的影响，巷道涌水往往无法及时排出，大部分水渗入巷道底板内，或泡在巷道底板上，使底板围岩和部分巷旁岩体长期受到水理、风化作用，愈发加剧了围岩向巷道自由空间内的挤入趋势，加大了巷道底鼓量．除了迎头积水外，由于小的断裂构造较多，一些含水层中的水通过这些小断裂渗入巷旁围岩，并在巷道周围岩体裂隙中渗透，底鼓程度更严重．　　４深部岩巷底鼓控制　　４．１控制巷道底鼓的

8、途径及措施　　从上述对巷道底鼓机理及底板岩层力学特征的分析可得出控制深井岩巷底鼓的途径为：　　1）释放底板深