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1、劉橋一礦深部軟巖巷道底鼓的防治 摘要：目前國(guó)內(nèi)外礦山都在進(jìn)行深部資源的開發(fā)。但是礦井在進(jìn)入深部開采后，隨著地下巷道和硐室圍巖應(yīng)力的升高，淺部的硬巖在深部高應(yīng)力的環(huán)境中則可能表現(xiàn)為軟巖的變形特征；尤其是圍巖本身就是軟巖的地下巷道，在到達(dá)深部后，其圍巖出現(xiàn)底鼓、變形嚴(yán)重，本文介紹了煤礦防治底鼓的措施以及效果，指出了防治底鼓的關(guān)鍵問(wèn)題在于找到發(fā)生底鼓的原因，并針對(duì)巷道的具體條件選擇安全可靠、行之有效的底鼓防治措施?！ ￡P(guān)鍵詞：特殊煤層；巷道底鼓；防治技術(shù) 隨著我國(guó)淺部易開采煤炭資源的逐漸減少和枯竭，地下煤炭開采陸續(xù)轉(zhuǎn)入深部開采以及對(duì)特殊
2、巖層賦存煤層的開采。巷道所處的巖層的巖體性質(zhì)多具有軟巖性質(zhì)，隨著開采深度的增大，應(yīng)力也隨之增大，巷道底鼓問(wèn)題日趨突出，嚴(yán)重影響煤礦的安全生產(chǎn)?！ ∫?、底鼓理論 受采掘工程的影響，巷道頂?shù)装搴蛢蓭蛶r體產(chǎn)生變形并向巷道內(nèi)產(chǎn)生位移，巷道底板向上隆起的現(xiàn)象即稱之為底鼓。底鼓所導(dǎo)致的巷道斷面縮小、阻礙運(yùn)輸和行人、妨礙礦井通風(fēng)，使得很多礦井不得不投入大量的人力和物力去做"挖底"等臨時(shí)的處理工作，嚴(yán)重的會(huì)造成整條巷道的報(bào)廢，對(duì)礦山的生產(chǎn)與安全產(chǎn)生很大的制約?！ ￠L(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)外許多專家學(xué)者對(duì)煤礦巷道底鼓機(jī)理和控制技術(shù)作了大量的研究，提出了許多底鼓
3、控制技術(shù)。研究表明，引起巷道底鼓的因素有很多，其中較為突出的幾個(gè)因素是底板巖層性質(zhì)、圍巖應(yīng)力、水理作用、巖體強(qiáng)度和地溫等。有效控制底鼓的方法大致分為兩類：一類是防止，即采取措施將底鼓量減少到允許的范圍內(nèi)；二是清除底鼓，將巷道已發(fā)生底鼓的部分巖石清除，恢復(fù)巷道斷面積。 二、現(xiàn)狀分析 劉橋一礦二水平開拓與延伸巷道由于是延拓工程，埋深大、地壓強(qiáng)、巖性差、斷層與構(gòu)造地質(zhì)條件復(fù)雜，該段已施工巷道普遍存在幫部劇烈位移變形、底鼓等現(xiàn)象，礦壓顯現(xiàn)十分強(qiáng)烈，部分地段底鼓周期較短，已掘巷道失修率極高，形成巷道支護(hù)-底鼓-臥底翻修-底鼓-再臥底翻修的惡
4、性循環(huán)，而且維修周期不斷縮短。該巷道所在巖層屬于典型的松軟破碎巖層，支護(hù)和維護(hù)是十分困難的，給煤礦的安全生產(chǎn)帶來(lái)了嚴(yán)重的影響?！ ∪?、技術(shù)措施及效果分析 巖石普遍具有遇水軟化性。巖石的軟化性是指巖石浸水后其強(qiáng)度降低的性質(zhì)。巖石的膨脹性是指軟巖浸水后體積增大的性質(zhì)，吸水性較大的巖石當(dāng)吸水后往往產(chǎn)生膨脹，它會(huì)給井巷支護(hù)造成很大的壓力。巖石中含水越多，巖石的強(qiáng)度越低?！ 「淖兿锏绹鷰r應(yīng)力狀態(tài)，減小巷道周邊應(yīng)力集中：開巷后，在巷道內(nèi)設(shè)置卸載槽縫，可以改變巷道圍巖應(yīng)力狀態(tài)，減小巷道周邊應(yīng)力集中，降低巷道所受的壓力，起到維護(hù)巷道穩(wěn)定的作用。巷道
5、周邊巖體的強(qiáng)度要比巷道深處同樣巖體的強(qiáng)度低。開巷時(shí)，產(chǎn)生最大應(yīng)力的位置在巷道周邊，而開挖卸載槽縫后，卸載槽縫則把產(chǎn)生最大應(yīng)力集中的位置轉(zhuǎn)移到深部三向應(yīng)力狀態(tài)的巖體中，使巷道周邊巖體在較小的應(yīng)力作用下免遭破壞，從而達(dá)到維護(hù)巷道的目的。采用切槽卸壓技術(shù)來(lái)代替臥底的辦法，大大節(jié)約了支護(hù)材料，有利于提高成巷速度，與臥底相比，可合理改變巷道圍巖的應(yīng)力及變形分布，達(dá)到防止底鼓的目的。該礦采用的切槽方式為底板垂直切槽，有效的改善了巷道圍巖的穩(wěn)定性，并通過(guò)模擬得出，當(dāng)切槽深度為巷道寬度的一半時(shí)，巷道頂?shù)装逡平考暗坠牧慷甲钚?，?duì)于深井巷道，垂直切槽對(duì)
6、防治巷道底鼓有明顯的效果?！ o(wú)論是回采巷道還是準(zhǔn)備巷道，都存在僅有某一局部穩(wěn)定性差的問(wèn)題。這種情況下，若僅為了巷道局部的穩(wěn)定而采取保守的支護(hù)方式會(huì)造成浪費(fèi)，若對(duì)局部考慮不夠又容易導(dǎo)致局部破壞從而影響整條巷道的使用，因此有必要一方面針對(duì)性地控制局部穩(wěn)定，另一方面充分發(fā)揮穩(wěn)定部分的自承能力。對(duì)局部穩(wěn)定性差的圍巖進(jìn)行控制有三種方法：（1）改善局部圍巖應(yīng)力狀態(tài)，進(jìn)行卸壓保護(hù)；（2）加固巷道局部圍巖；（3）前兩點(diǎn)共同作用?！ ∠锏谰植考庸碳靶秹旱闹攸c(diǎn)在巷道底板。因?yàn)閷?duì)于整體穩(wěn)定性屬于穩(wěn)定的巷道來(lái)說(shuō)，一般不需要采用封閉式支架，這樣頂板及兩幫均能
7、得到有效的支護(hù)，唯有底板在自身屬于不穩(wěn)定類別時(shí)容易引起底鼓，造成頂?shù)装逑鄬?duì)移近量過(guò)大?！ 〉坠牡闹饕泄某?、屈曲和柱腿鉆底等形式，雖然存在絕對(duì)的底板鼓出和屈曲破壞的情況，但絕大多數(shù)情況下是兩者的組合，支架腿部鉆底也可使底鼓問(wèn)題惡化。對(duì)底板的局部處理可按以下過(guò)程進(jìn)行?！ 〉装迩锌p能有效緩解水平方向的圍巖應(yīng)力，基角爆破成縫能使圍巖應(yīng)力向深部轉(zhuǎn)移。在底板破碎、裂隙發(fā)育的情況下進(jìn)行注漿可以提高底板的完整程度及整體強(qiáng)度。當(dāng)采用底板錨桿加固層狀特征顯著的較弱底板時(shí)，應(yīng)采用全長(zhǎng)錨固的形式。 在大松動(dòng)圈條件下，支護(hù)不當(dāng)時(shí)總會(huì)出現(xiàn)巷道底鼓問(wèn)題，而采用
8、臥底的方法治理底鼓。其結(jié)果往往會(huì)加速巷道支護(hù)的破壞。從圍巖松動(dòng)圈理論的觀點(diǎn)出發(fā)，水平原巖應(yīng)力造成了對(duì)稱的頂?shù)装宓乃蓜?dòng)圈厚度值，其中底板受水的影響很大，但是底板巖石自重可以平衡一部分碎脹變形力，因此底板所需支護(hù)參數(shù)與其它部
