矿业论文范文巷道底鼓地质原因与防治

　　随着矿井开采深度增加，地应力相应增大，底鼓日趋严重。某矿井属急倾斜开采，设计年产100万t，由于地质情况复杂，煤层赋存不稳定，现年产80万t。含煤共13层，分为A、B、C，3组。煤系地层为粉砂岩、砂泥岩互层、页岩、泥岩、高岭土等，岩性以中硬及中硬以下为主，岩性硬度系数f2～6。岩石倾角在70～85°之间，部分地层倒转，原岩主应力方向垂直于岩层面，这一特点决定了矿井的运道比石门巷道底鼓严重。-

　　【摘要】近年来，随着采矿工程向着煤田深处不断延伸，巷道围岩压力逐渐增大，巷道发生底鼓的现象日益增多，严重影响巷道的正常使用和矿井的安全生产。本文简要叙述了巷道底鼓的类型、破坏形式，分析了巷道发生底鼓的原因并提出了针对巷道底鼓的几点防治措施，为维护巷道的正常使用提供了一定的依据。

　　【关键词】底鼓,卸压,防治措施

　　前言

　　250m东运道、-400m东运道，-530m东、西运道均布置在A3槽顶板与B4b底板之间，受原岩主应力及其它构造应力影响，底鼓均很严重。底鼓严重程度与埋深成正比关系，-250m东运道较轻，-530m东、西运道较严重，底鼓高度0.6～0.9m不等。

　　1巷道底鼓的原因

　　引起巷道底鼓的主要原因有：构造应力、水的影响、弹性变形

　　1.1构造应力的基本特点是以水平应力为主，具有明显的方向性和区域性。

　　水平应力是影响巷道底板鼓起、两帮内挤的主要因素。在软岩和厚煤层中，底板岩层在水平应力作用下与形成褶曲构造相类似，向巷道空间鼓起。如果底板岩层呈粘——塑性变形，底板岩层进入蠕变状态。高水平应力是造成底板岩层破坏和强烈底鼓的主要原因。

　　1.2水对岩石强度的影响。

　　（1）由于水的作用减少了岩石层理、节理和裂隙间的摩擦力，使岩石的整体连接强度降低，使岩体沿岩层的节理面、层理面和裂隙面形成滑移面，并将原来层间连接紧密的岩体分为很多薄层，甚至完全丧失强度。

　　（2）岩石中的某些矿物成分遇水产生膨胀。

　　2底鼓破坏的形式

　　2.1断裂式底鼓

　　断裂式底鼓一般发生在地板岩层分层厚度较小的砂页岩地板或存在弱面、薄煤层的底板中。巷道开掘后受两侧岩柱传递的水平压力的作用，使巷道两边内移，底板岩层从表面向深部发生离层，并在巷道的中部鼓起并断裂，底版的压力卸载，应力集中区逐步向深部转移，破坏区逐渐增大，直到围岩应力平衡后才停止。

　　2.2软岩体向巷道空间整体流动

　　当巷道底板是松软的黏土层或其他强度较低的岩石（特别是巷道底板岩层有积水使底板软化）或处在矿井深部的巷道，其底板岩层呈典型的蠕变状态，在围岩压力作用下这些软化了的岩石便向巷道空间产生整体流动，巷道的两帮也随底鼓产生内移。

　　由于岩体流动而产生的底鼓在巷道中往往看不到岩层折断的现象，只看到较平缓的鼓起，两帮的内移量也较大。这种底鼓的延续时间很长，当巷道底鼓无支护时，底鼓量很大，并不因卸载而稳定。因此，具有这种底鼓的巷道用卧底的方式往往不能达到满意效果。

　　上述两种底鼓形式有可能混合出现，巷道刚开掘时，底板岩层出现离层向巷道空间折断，并没有整体移动，随着水从裂隙中向围岩深部渗入，岩石的强度降低，底鼓由折断形式转化为向巷道空间整体流动形式。应需指出的是，影响巷道底鼓的因素除水、围岩特性和应力外，矿车行走时的震动有时也是不可忽视的影响因素。这是因为震动使岩层的连接强度降低、松脱，产生裂隙给水的侵入形成通道，从而削弱了岩体的整体强度。

　　3巷道底鼓的防治措施

　　巷道底鼓的防治措施即是在巷道产生显著底鼓之前，采取一些措施阻止底鼓的发生和延缓底鼓发生的时间；或在巷道产生底鼓显著之后，采取一些措施减小和控制底鼓为了保持底板岩层和整个巷道围岩的稳定性，应以预防为主，治理为辅。

　　该矿先后采用以下几种方法防治底鼓：向底板打底脚锚杆；向底板注水泥浆液或水玻璃加水泥混合液浆；砌瓦石或反底拱；底板切缝或穿孔卸压；卸载爆破；采用反底拱钢梁和撑木加固底板；底板锚杆和注浆综合防治；底板锚杆和切缝综合防治；铺架全圆型1000#高强度砼弧板支架。进入-530m深水平后，针对在强地应力作用下巷道底板发生变形、鼓起，并带动上部支护结构变形、破坏等情况，在-530m西运道采用自然卸压与分次底锚联合防治技术，取得较好的效果。

　　4自然卸压与分次底锚联合防治的施工顺序

　　为使锚杆加固底板既能自然卸压，又能使上部支护不破坏，采用分次底锚：

　　（1）发现巷道底鼓或巷道掘进后，立即施工两侧墙脚处的锚杆，即锁边锚杆，阻止墙体内移。

　　（2）让底鼓稳定后，称自然卸压（卸载），以释放地应力。

　　（3）在底鼓趋于稳定后，进行卧底，打中间区域的锚杆。

　　（4）在底板中，浇注150～200mm厚砼作保护层，以防起底后，底板围岩风化、分解。

　　5锁边锚杆的作用原理

　　底鼓巷道打上锁边锚杆，使自然卸压顺利进行，卸压以后，底板鼓起0.3～0.7m，上部支护结构完好无损。锁边锚杆具有以下作用：

　　（1）固定作用在一定地应力作用下，围岩将产生破坏，根据破坏程度把底板围岩分为不稳定区、较稳定区和稳定区，锁边锚杆可将墙体固定在稳定区岩层中，阻止了墙体内移。

　　（2）组合作用通过锚杆的挤压作用，可形成组合连续墙，加深了墙体的基础，使上部墙体通过“组合墙”插入稳定的基岩中，增加了上部支护结构的稳定性。

　　（3）缓冲作用“组合连续墙”形成之后，阻止水平地应力的作用。由于墙内无支护，避免了硬碰硬，起缓冲作用。

　　6结语