巷道底鼓的综合治理.pdf

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1、总弟138期巷道底鼓的综合治理蒋小平，吴文化，罗连春(徐州矿务集团张集煤矿，江苏徐州221147)摘要：长期以来，底鼓一直是煤矿开采等地下工程中难以解决的问题，巷道底鼓后，断面缩小，影响运输、通风和人员行走，不利于矿井安全生产。随着采深的增加和巷道断面的增大，巷道底鼓现象越来越突出，底鼓已成为该类巷道矿压显现的重要特征，是急待解决的技术难题。文章分析了巷道底鼓的主要因素，为有效防治底鼓措施提供了理论依据。关键词：底鼓；围岩性态；岩层应力；联合支护中图分类号：TD327．3文献标识码：B文章编号：1005—2798(2011)03—0028—02对一般的

2、浅部巷道，由于垂直应力量值不大，因尖角变形、帮部剧烈位移变形、底板破裂臌起、顶板而即使不采取支护措施，也能确保底板稳定，不至于变形尖角等剧烈破坏变形，矿压显现十分强烈。发生大的底鼓量，但对深部巷道，情况则大大不同。1．1围岩性态由于上覆岩体自重及构造应力的共同作用，围岩体围岩性质和结构状态对巷道底鼓起着决定性的内垂直应力很高，在其作用下，巷道底部(尤其是在作用，这主要表现在：应力高度集中的两角处)岩体很容易破裂失稳，产1)底板岩层的结构状态(碎裂结构、薄层状生大的底鼓，因而对深部巷道的底板必须采取有效结构、厚层状结构)决定着底鼓的类型。的支护措施。目前

3、的各种控制底鼓的措施，取得了2)底板岩层的软弱程度决定着底鼓量的大一定的成效，但对巷道底鼓的力学原理缺乏全面的小。认识和深入的研究，因而难以从根本上解决巷道底3)底板软弱岩层的厚度对底鼓量也有重要鼓的控制问题。影响。围岩的变形不仅表现出弹性和塑性，而且也徐州矿务集团张集煤矿年生产能力为60万t，具有流变性质。流变性质就是指材料的应力一应变主要可采煤层有七煤层和九煤层，其中九煤层(东关系与时间因素有关的性质，材料变形过程中具有三采区)平均厚度2．8m。由于回采的相互影响，煤时间效应的现象称为流变现象。岩石的流变包括蠕柱长期受固定支承压力的影响，造成回采巷

4、道围岩变、松弛和弹性后效。蠕变是当应力不变时，变形随应力大，底鼓严重，维护极为困难，严重地影响矿井时间增加而增长的现象。松弛是当应变不变时，应的正常生产。力随时间增加而减小的现象。弹性后效是加载或卸载时，弹性应变滞后于应力的现象。1巷道底鼓影响因素分析张集煤矿东三采区巷道处在采动影响范围之引起底鼓的因素很多，其中影响最大的是底板内，其所处的应力环境变化很大，而在维护过程中巷围岩性态和岩层应力，其次是水理作用，同时支护阻道底鼓量随着时间延长而不断增加，说明该巷道围力和巷道断面形状这两个工程因素对底鼓量的大小岩具有很强的流变性。也有重要的影响。张集矿东三采

5、区巷道的底鼓变形1．2岩层应力全过程是：由两帮岩柱传递顶板压力开始，两帮围岩岩层性态是巷道底鼓的充分条件，岩层应力则在挤压底板的同时一起下沉，底板在严重挤压变形为底鼓的必要条件。只有岩层应力满足一定条件时的情况下发生断裂，然后底板隆起。由于东三采区才会底鼓，岩层应力越大，底鼓越严重。因此，深部现已回采结束，现在是煤柱回采，应力集中、巷道埋开采的巷道比浅部开采的巷道底鼓严重得多。深大(一700lqq)、地压高、岩性差、断层与构造地质2底鼓综合治理措施条件复杂等多种原因，造成东三采区煤柱回采巷道普遍存在喷层开裂、卡缆断裂、支架腿子扭曲、顶梁为有效控制张集煤

6、矿东三采区巷道底鼓，张集收稿日期：2010-09-25作者简介：蒋小平(1982一)，男，甘肃文县人，硕士，助理工程师，从事生产技术工作。28蒋小平等：巷道底鼓的综合治理第20卷第3期煤矿工程技术人员进行了大量的探索研究工作，采度、宽度及形状、切缝与开巷的间隔时间等。取了许多底鼓控制技术，各种防治底鼓的工程措施2)打钻孔。在底板打钻孔的卸压机理与切按照机理的不同，可分为三大类型，即：支护加固法、缝类似，此法可以归结为以下几点：①底板打钻后，卸压煤柱法及联合支护法。周边应力峰值显著减小，应力向围岩深部转移；②2．1加固法打钻孔后，底板内形成一个卸压区，在

7、开孔区域以外加固法目前采用的支护方式主要有底板注浆、附近形成一个高压区，使更大范围的岩层承载，提高底板锚杆、封闭式支架及混凝土反拱等。了围岩的自承能力；③钻孔的直径、孑L深以及数目1)底板注浆。底板注浆主要用来加固比较都影响着钻孔的卸压性能，一般随着孔径、孔深及孔破碎的岩层。浆液渗透到岩层裂隙间，增加了破碎数目的增加，卸压效果越来越明显。岩石之间的粘结力，在底板中形成一个强度比加固3)松动爆破。在底板内进行松动爆破后，出以前大的反拱，从而在一定程度上阻止了下部岩层现众多人为裂隙，使得底板附近的围岩与深部岩体向上臌起。同时由于加固区岩层的抗变形能力增脱离

8、，原来处于高应力状态的岩层区卸载，将应力转加，故该区岩层的扩容、弯曲等位移会减小。移到围岩深部