巷道发生底鼓原因和针对性防治措施

巷道发生底鼓原因和针对性防治措施

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1、巷道发生底鼓原因和针对性防治措施摘要:构造应力、水理作用、底板岩性及支护强度等因素极易引起巷道出现底鼓现象,使得巷道断面缩小,对通风、运输等造成很大障碍,严重阻碍了采掘工程的正常进行,不但会增加成本,还有可能影响到安全。因此,在巷道发生底鼓现象时,应尽快对其原因加以确定,然后采取相应的有效对策,如对巷道进行合理布置、加固底板支护、底板防治水等,通过这些措施,将底鼓部分的岩石彻底清除,或对底鼓量进行严格控制,保证巷道畅通,进而促进采掘工作能够顺利开展。关键词:巷道底鼓;构造应力;支护强度引言煤炭是我国的重要资源,用途极广,在生产生活中起着不可

2、代替的作用,其开采工作难度较大,尤其是近些年,随着开采技术和工艺的不断更新,煤炭正从表面开采向深部开采过度,受地应力等多方面影响,巷道的两侧岩体和顶板底板会受力而挤压,出现变形、位移等现象,以至于巷道底板会因压力而向上隆起,阻碍了开采进度和效率,所以,在当前时代,应结合先进技术采取合适的方法对此现象加以解决。1工程概况某段煤矿厚度约为4m,顶板岩性以泥岩为主,令包括有粉砂岩、砂质泥岩等,底板则主要是泥岩、砂质泥岩、炭质泥岩以及中细粒砂岩等,该段回采巷道存在较严重的底鼓问题,加大了开采难度,尤其是某工作面顺槽,回采时巷道的底鼓量约为1700m

3、m,掘进时需要人工卧底2-3次,回采时仍需卧底2-3次,需耗费大量人力,使得开采效率有所降低,且煤矿安全得不到有力的保障。为使煤矿得到进一步开采,提高安全保证,应对巷道底鼓的产生原因进行分析研究,并做好相应的防范工作。2巷道底鼓的产生原因2.1构造应力地质构造有其自身特点,在运动时会对岩体产生一定的应力,即构造应力,方向性较为明显,多为水平应力。在煤层较厚的地方,受构造应力影响,底板岩层容易褶曲,向上鼓起。构造应力对底板岩层破坏很大,极易引起巷道的底鼓现象。2.2底板岩性底鼓多由巷道两侧的围岩变形位移引起,可见,岩的结构组成及自身强度与巷道

4、底鼓密切相关,如果围岩多是灰岩、砂岩时,因其比较坚硬,状态相对稳定,底鼓发生率较低;若围岩是泥岩或页岩等软弱岩体时,因呈裂隙发育,容易吸水,受到地应力时,以产生底鼓。2.3支护强度在某些开采过程中,对巷道顶板的支护比较重视,但却忽视了底板支护,使得底板多为敞开无支护状态,最终导致巷道底鼓量比顶板下沉量要高。关于巷道支护,因为底板没有支护,而顶部多依靠锚网喷支护或刚性支架作为支撑,在各种压力之下,支护往往会将受力向较弱的底板传递,以至于顶板下沉,底板的应力平衡遭到破坏,最终引起巷道底鼓。2.4水理作用在煤矿开采时,或是施工用水,或是岩石含水,

5、总之在水和底板岩层相接触后,岩层逐渐膨胀,而且体积增大,致使围岩的塑性增加、强度有所减弱,进而引起巷道底板的鼓起。在水的作用下,巷道围岩通常会有几种变化:①若岩层为泥质胶结,遇水易化,或者发生崩解等现象,强度也随之降低,直至完全失去;②底板岩层的构成较为复杂,若其中含有过多的蒙脱石等,由于其膨胀性较强,一旦遇水,体积便会不断膨胀;③当水和底板岩层接触后,岩层节理或节理与裂隙间的摩擦会相对减小,使得岩体趋于松散,自身强度大幅降低,以黏土页岩为例,其含水率每增加1%,岩石的单向抗压强度便会降低65%-85%左右。3如何防治巷道底鼓煤矿开采工作意

6、义重大,鉴于巷道底鼓的危害及其负面影响,需及时对其进行有效处理,采取相关措施降低底鼓发生率,为取得良好的效果,保持围岩的稳定性,应树立起”预防为主、治理为辅”的理念。起底法是处理巷道底鼓的重要方法,但工程量过大,需耗费大量的人力、财力,且对人员安全也有很大的威胁,尤其是底鼓较强烈的巷道中,更为明显,所以应通过其他途径防治底鼓。3.1对巷道进行合理布置构造应力是引起巷道底鼓的重要因素,多呈水平方向,若与巷道的轴向呈不同的夹角,则围岩受到的应力程度也不同。所以在煤矿开采中,尤其是构造应力较强的地方,为减弱应力对围岩的作用,必须加大对巷道布置方向

7、的重视,结合实际适当调整二者之间的角度。另外,在布置巷道时,还应注意一些事项:①若巷道穿过或位于地质构造带内,其轴向需尽量与断层构造带相垂直;②在许可范围内,选择比较稳定的煤层进行巷道布置,要注意膨胀性岩层禁止和水接触;③对于相邻的巷道或碉室之间需合理设置岩柱宽度。3.2对支护进行加固在底板围岩较软的巷道,容易发生底鼓,为改善其受力状态,进一步增加底板围岩的强度,可通过注浆加固或锚杆支护等方式来实现,即支护加固,该方法能够有效地控制底鼓,较为常用。加固措施主要有两种:①加强底板围岩的强度,如底板锚杆、注浆等;②提升对底板围岩的支护力,如底板

8、桁架、全封闭式巷道支架等。3.3底板防治水水理作用也是引起底鼓现象的重要原因,尤其是软若岩层,若与水长期接触,强度必将降低或向外膨胀。所以,底板一旦存在积水,必须及时排掉,在施工

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