论巷道底鼓原因分析及治理对策

论巷道底鼓原因分析及治理对策

作者：陈六四

来源：《建筑建材装饰》2015年第03期

摘要：小华煤矿随着开采深度不断延深，生产片盘向下接续延深，收作片盘的石门、主要运输巷将要作矿井总回风巷片盘，收作片盘的部分巷道围岩压力增大，巷道发生底鼓的现象日益增多，严重影响巷道的正常运输、行人、通风的要求。本人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：巷道底鼓；水理作用；支护 前言

2013年9月30日起，矿井+580m水平的主要石门作矿井总回风巷道。对+580m水平总回风巷转发前巷道受力分析。2003年掘露的+580m西北石门，由于巷道掘露时间长达10年并受周边采掘影响，巷道顶底板和两邦岩体变形严重，并向巷道中心线产生位移，巷道底板向上隆起的现场即称巷道底鼓。巷道底鼓不仅会导致巷道到断面缩小，阻碍运输、行人、通风，给巷道维护带来一定困难，严重时能将巷道断面全部跨落封闭、给回风巷道巷修修的安全生产带来严重威胁。因此，了解掌握巷道底鼓的原因并采取措施，防治巷道底鼓具有重要意义。 1巷道底鼓的分类 1.1轻微底鼓

矿井+580m片盘西北块段45#层间石门底鼓量200～300mm。其特点是巷道底鼓速度明显加快。2～3天即可鼓起10～40mm，底板变化较为明显，肉眼可看出巷道稍微倾斜、水沟被挤、顶板稍有下沉，两邦围岩开始开裂、侧压稍微内移、断面缩小1/8～1/10。影响运输、行人，及时退底架11#矿工钢框架棚支护维护（已投入28架框架棚） 1.2严重底鼓

矿井+580m西北回风石门底鼓量300～600mm。其特点是巷道底鼓发展快。持续时间长，1天可鼓起50～100mm，巷道两边围岩发生开裂变化大、内移速度加快、轨面鼓扁倾斜，枕木被鼓起歪止鼓断，水沟挤坏，顶板下沉、开裂、掉危石、巷道断面缩小1/5～1/8。影响运输、行人、通风、排水要求，及时退底、扩刷、挑顶架框架11#矿工钢棚支护维护。（已投入42架框架棚）

2巷道底鼓的影响因素

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小华煤矿随着开采延深不断掘露表明，影响巷道底鼓的主要原因有：底板岩性、水理作用、构造应力、支护强度。 2.1底板岩性

围岩的矿物成分、结构状态和软程度对巷道底鼓起决定作用。当底板位于坚硬的沙岩或灰岩中时，一般处于稳定状态、通常不会发生底鼓，矿井+535m片盘48#NS运巷掘露底板巷的巷道围岩完好。而当底板位于软弱的泥岩、页岩或断层破带中时，由于岩体强度底、吸水率高，裂隙发育、在地应力作用下极易产生底鼓，矿井+580m西北回风石门及+535m片盘北回风石门极易产生底鼓，要经常开挖退底日常维护。 2.2水理作用

在巷道的掘露或使用过程中，由于岩层自身含水，使底版岩层透水后体积膨胀，导致围岩强度降低塑性增大，最终底板向上鼓起。巷道沉水后围岩变化表现3个方面：

（1）底板岩层沉水后，岩层节里以及节理与裂隙间的摩擦力会减少，岩体结构变松散，岩体强度减弱。矿井+580m片盘北石门45#～48#层间石门、+535m片盘北石门40#～48#层间石门、+500m片盘主石门48#～49#层间石门、+460m水平北集石门40#～45#层间石门易底鼓。

（2）泥质胶结的岩层在渗水后容易破碎、泥化、崩解，甚至完全丧失强度。+500m片盘40#NN3运巷火尘岩段易底鼓。

（3）底板岩层中含有蒙脱石、伊利石等膨胀性矿物岩层，沉水后体积极易膨胀。 2.3支护强度

巷道支护只注重巷道顶板，未对底板进行任何有效的支护，这样的底鼓通常处于敞开不支护状态，从而导致巷道底鼓量大于顶板下沉量。在巷道的支护上，矿井+580m总回风西北石门45#～49#石门段采用11#矿工钢支架有效地对巷道顶板进行支承，钢棚没下底梁，对底板未进行支护，钢棚支护要承受住来自其周边的压力，为使其不被破坏，只得将各种受力向未进行支护的底板即弱面传递，体现在顶板下沉，破坏了底板原有的应力平衡，以致底板向有空间的巷道内隆起，造成巷道底鼓。 2.4构造应力

构造应力是由于地壳构造运动在岩体中引起的应力。在软岩和

厚煤层中，底板岩层在水平构造应力作用下，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。

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3巷道底鼓的防治措施

巷道底鼓的防治措施是在巷道发生显著的底鼓现象之前，采取一些措施阻止底鼓的发生和延缓底鼓发生的时间、在巷道产生底鼓显著之后，采取一些措施维护减少和控制底鼓维护工程量。

3.1合理布置巷道

（1）在时间和空间上尽量避开采掘活动的影响为减少巷道围岩应力，最好将巷道布置在煤层开采后所形成的应力降低区域内。矿井+460m水平及以下片盘主石门布置要比+500m以上片盘主石门布置合理优化，在空间上尽量避开受采动影响。

（2）根据各煤层在上片盘赋存煤层走向、构造分析，可在下片盘掘露各煤层低板巷进行组织施工，使整条各煤层下运输巷道围岩应力较稳定，不易受采动影响巷道周边压力。 3.2支护加固

支护加固是指对具有底鼓趋势的软岩巷道底板或两邦岩层松、裂进行支护。矿井+580m水平总回风巷北回风石门巷道掘露时间长、且围岩性差，所以用11#矿工钢棚框架支护，从而增加底板岩层强度并改善受力状态，达到围岩应力稳定效果。 3.3加固巷道顶、邦

矿井开拓巷道、主要石门及回风斜巷支护钢架上的顶、邦可用旧钢轨道、旧风管、水泥板进行过顶、背邦，可以有效加固巷道。作用是：

（1）提高巷道两邦与顶部围岩的来压承受能力，尽量减少两邦的变形。

（2）可减少由于两邦破裂压缩下沉所造成底鼓体积膨胀、顶板的破碎和离层，从而减少巷道底鼓和顶板下沉量。 4结语

巷道底鼓是在煤矿深层开采或围岩破碎开采时常遇到的现象，对煤矿的安全生产带来了一定程度的影响。本文通过对巷道底鼓的分类、分析、简述了巷道发生底鼓的原因，主要包括底板的岩性、水理作用、支护强度等。指出了“起底法”治理巷道底鼓不足并结合本矿的地质、构造、岩性层里发育，提出了防治机巷道发生底鼓安全措施。有利于煤矿生产中更好的控制巷道低鼓，减少巷道破坏变形，减少维护量，保证煤矿生产，促进经济效益。 参考文献：

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[3]康红普，王金华，林健.煤矿巷道锚杆支护应用实例分析[J].岩石力学与工程学报，2010（04）