巷道底鼓的预防与治理
浅谈巷道底臌的治理(底臌的分类)
作者简介：高伟（１９ｒ７ｌ一），毕业于山东科技大学采矿工程专业，大
专学历，注册安全工程师，山东富安煤炭有限公司生产矿长。曾从事
防治水工作多年，经验丰富。
最大，所以巷道开挖后要尽早加固煤帮和角部。通过 加固巷道帮、角，减少由于两帮破裂围岩压缩下沉所造 成的底鼓、体积膨胀量、顶板的破裂和离层，从而减少 巷道底鼓和顶板下沉。
中图分类号Ｔ研４５＋．２１
老空突水是煤矿常见的水患事故。因此分析老 空积水条件，查清积水范围，计算积水量是矿井水文地 质工作一项重要内容。 ｌ目前所用老空区积水量预计公式
中，裂、冒两带积水空间是有差异的。冒落带以岩块间 的空洞储水为主，裂隙带以裂隙为主，显然储水空间不 同，充水系数亦不同，因此应分别计算。但由Ｋ值的 计算式可知其未考虑到这个问题，因此Ｋ值不反映 裂、冒两带储水量的差异性。 ２公式的修正
＊收稿日期：２００９—０３—３０ 作者简介：张成（１ｓｒ７５一）男，大专．山东科技大学．采矿专业。助理 工程师。
万方数据
２００９年第４期
击区积水量在防治水工作中的应用
高 伟，邵长华，刘 勇
（山东富安煤炭有限公司．山东滕州２７７５２１） 摘要该文重点介绍了煤矿采空区积水的计算方法，对防治老空区积水有非常重要的指导性作用，采取安全、可靠、经济可行的安全技术措 施．能有效避免水患发生。 关键词准确计算 采空区 积水量 文献标识码Ｂ
（５）加大巷道断面：为了不影响巷道使用，通过以 前的矿压观测资料，设计时在巷道使用断面的基础上 要考虑巷道最大变形量。
万方数据
浅谈巷道底臌的治理
作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 张成， 刘勇， 张勇 山东富安煤炭有限公司,山东,滕州,277521 山东煤炭科技 SHANDONG COAL SCIENCE AND TECHNOLOGY 2009(4)
平煤集团各矿井巷道底鼓防治技术
煤炭科技 开拓与开采兖州煤业股份有限公司协办平煤集团各矿井巷道底鼓防治技术赵晓举1,2(1 河南理工大学,河南省焦作市,454003;2 平顶山煤业(集团)有限责任公司,河南省平顶山市,467000)!!摘!要!随着矿井开采深度的不断增加,巷道底鼓问题日趋严重,巷道底鼓已成为巷道支护中最难解决的问题之一。
论文结合平煤集团各矿的生产实际,通过分析巷道底鼓原因和形式,提出了巷道底鼓防治措施,现场应用表明,采用综合防治底板底鼓措施能够有效预防和治理矿井巷道底鼓。
关键词!深部开采!巷道底鼓!矿井支护中图分类号!T D327 3!!文献标识码!CPingdingshan Coal G roup:preventive and control technologyagainst roadway floor heave in its coal minesZhao Xiaoju1,2(1 H enan U niver sity o f Science and T echno lo gy,Jiao zuo,Henan pr ovince,4540032 P ingdingshan Co al(Gr oup)Co L td ,Ping ding shan,H enan pro vince,467000)!!Abstract!Wit h the increase of mining depth,floor heave beco mes mor e and mo re ser ious w hich presents one of the har dest to handle problems in r oadw ay maintenance On the basis of the actual co al pro ductio n practices plus a nalysis of the r easo ns and phino mena of r oadway flo or heaves in the coal mines affiliated to Ping ding shan Coa l Gr oup,the o n-site application o f t he preventiv e and contr ol measures ag ainst roadwa y floo r heave pr oposed by this pa per indicates that the emplo yment of these comprehensive measures against ro adw ay floo r heav e can effectively prevent and contro l the said lo ng standing pr oblemKey words!deep mining,r oadway flo or heave,mine suppo rt1!平煤集团软岩巷道底鼓现状平煤集团大部分矿井地质条件复杂,特别是己组煤层采深已超过800m,赋存区域煤质松软破碎,煤层普氏系数f∀1,顶底板岩层普氏系数f =4~6,巷道在开挖后2~3个月就开始变形失稳,显现出底鼓量大、两帮收敛、顶板下沉,很快就造成巷道破坏。
巷道底鼓的处理方法
巷道底鼓的处理方法嘿，巷道底鼓的处理方法，这可真是个让人头疼的问题呢。
咱先说说为啥会有巷道底鼓吧。
一般来说，可能是地压太大啦，或者是水的影响啥的。
反正这底鼓起来了，可不好办，得赶紧想办法处理。
一个办法呢，就是用锚杆加固。
在巷道底部打上锚杆，就像给它钉上钉子一样，让它别再鼓起来。
锚杆的长度和直径得根据具体情况选好哦，不能随便乱用。
打锚杆的时候要小心，别打到不该打的地方。
还可以用混凝土浇灌。
把底鼓的地方挖开，然后用混凝土填上，等混凝土干了，就结实了。
不过这混凝土的配比可得弄好，不然不结实。
浇灌的时候也要注意，别弄得坑坑洼洼的。
另外呢，也可以用支架支撑。
在巷道底部安装一些支架，把底鼓的地方顶住。
支架的种类有很多，可以根据实际情况选择。
安装支架的时候要牢固，不能松松垮垮的。
还有哦，如果是水的问题，就得把水排出去。
可以挖一些水沟，或者安装排水管道，让水别积在巷道里。
不然水一直泡着，底鼓会越来越严重。
我给你讲个事儿吧。
有个煤矿，他们的巷道底鼓得可厉害了。
一开始他们也不知道咋办，就试着用锚杆加固，但是效果不太好。
后来他们又用混凝土浇灌，可还是不行。
最后他们请了专家来，专家一看，原来是水的问题。
他们赶紧挖了水沟，把水排出去，然后又用支架支撑了一下，这下底鼓的问题终于解决了。
大家都松了一口气。
所以啊，巷道底鼓的处理方法有很多，要根据具体情况选择合适的方法。
不能盲目乱搞，不然可能会越弄越糟。
你要是遇到巷道底鼓的问题，就好好想想办法，肯定能解决的。
巷道底鼓类型及治理措施
巷道底鼓治理底板一般做成水平的，从形状上看不如拱形稳定，而且底板跨度比边墙高度要大，因此底板支护难度比顶板和两帮不小。
底鼓问题的出现与人们对底板支护不重视有关，顶与帮支护力度都比较大，底板则是一个薄弱部位。
经常是不采取任何支护措施.1.底鼓类型1）低强度或破碎软岩挤入性底鼓第一种情况底板岩石强度低、破碎，如软砂岩等，两帮和顶板岩层完整、强度大大高于底板。
底鼓机理是两帮的压模效应和在水平应力作用下底板被挤入巷道内。
淮北芦岭矿6号交岔点，顶、帮用U钢支护，底板为后6m的粘土岩，并且没有支护，在两帮压模效应和地应力作用下，巷道底板鼓起1200mm。
第二种情况整个巷道位于极软岩层中淮南谢桥矿c组大巷位于松软的泥岩中，层理发育，埋深440m，断面高4m，宽5.6m。
全断面锚喷支护，缝管锚杆长1.8 m，0.5×0.5 m布置，顶帮喷浆厚度20 mm，底板100mm。
巷道开挖70天后底鼓1000mm，.原因缝管锚杆支护强度不足。
第三种情况碎张性底鼓巷道整个围岩（顶、底、帮）都在破碎岩层中，此时不存在压模效应，顶和帮施加支护，底板不支护，在地应力作用下底板岩石挤入巷道内。
徐州柳新况211工作面运输巷位于断层附近，围岩破碎，在地应力作用下，破碎围岩产生显著碎胀变形，底板没有支护措施，碎岩从底板挤入巷道，巷道由梯形变为矩形。
（2）遇水膨胀性底鼓当底板是遇水膨胀岩石时，由于水的作用，岩石体积增大，底板挤入巷道。
（3）薄层状岩石溃折性底鼓（结构性失稳底鼓）当底板是层状岩体时，岩层厚度小于巷道跨度的1/8~1/15时，在水平应力作用下，岩层发生溃折失稳，底板鼓起。
实例：龙口洼里矿底板为层状页岩，开挖后底板鼓起1000mm。
此类底鼓与巷道跨度关系密切。
（4）剪切错动性底鼓（高应力剪切性底鼓）底板岩石较完整，层厚大于巷道跨度的1/7，不会形成溃折性底鼓。
在高应力作用下，底板角部应力集中，被剪切破坏，形成底鼓。
13.2 有限元研究的某些结论在底板角部形成应力集中也时在角部最大集中系数达4，底板出现塑性区。
回采巷道底鼓特性及其整治方案
回采巷道底鼓特性及其整治方案针对我国煤炭开采过程中，回采巷道底鼓现象的特性研究，探讨底板岩层鼓入巷道的方式及机理。
总结巷道底鼓现象的防治措施：（1）底板锚杆；（3）底板注浆；（2）巷道底板开卸压槽（孔）。
标签：回采巷道底鼓底板锚杆卸压1引言随着我国地下煤炭的开采，近些年来煤炭开采逐渐走向深部，进而地应力相应增大，巷道底鼓问题日趋严重，从而暴露出很多影响煤矿安全生产的问题[1]。
底鼓是煤矿井巷中经常发生的一种动力现象。
巷道掘进后，围岩由三向应力状态转变为二向应力状态，在复杂的集中应力影响下，底板岩层拉伸破坏形成底鼓。
大量实测数据表明，巷道变形大约有2/3体现为底鼓。
底鼓的主要危害是缩小了巷道断面，致使行人、运输、供排水、井下通风等都受到影响，因底鼓而造成巷道报废的现象也时有发生，严重影响了矿山的安全生产。
因此，研究巷道底鼓的机理、预测方法及防治措施等问题，对于我国深部资源开采，建设高产高效矿井，提高人员安全保证有着重大的理论意义和实际应用价值。
回采巷道的底鼓主要发生在工作面回采期间，是主要由工作面超前支承压力等原因而诱发的岩层运动。
回采巷道是否底鼓及底鼓的强弱与底板岩层的应力分布有关，而底板岩层的应力分布除了与本身的力学特性有关外，还与两帮、底板及顶板的力学特性有关。
众所周知，当水平应力垂直于巷道轴线时，巷道最不利于维护，这个因素设计者已考虑到这一点，但地应力往往比较复杂，尤其是局部的应力集中，再加上回采时的扰动，应力状态在局部区域常常发生变化，所以采取避开高应力区布置巷道，条件有时是不允许的。
另一方面由于开采系统的综合布局，不可避免的有一些巷道与最大水平主应力的方向垂直或斜交[2]。
所以要针对实际情况，采取主动的控制，而不是被动地去适应。
我省矿井绝大多数矿井巷道有底鼓现象，因其安全隐患远低于顶板事故，所以往往被人忽略，生产中发现产生底鼓，只好被动地采取掘底，甚至进行二次或三次掘底以满足生产需求，尤其是皮带运输顺槽，在回采动压的作用下，巷道底鼓更为严重，直接影响皮带的运输，采取的措施就是停止生产，掘底重新安装皮带架，虽然造不成事故，但严重影响生产效率。
安全巷道底鼓的防治措施
引 曹
要因素 。 巷道开 挖使得 底板岩层 局部 和部分卸 载 ， 随即将产 生弹性 恢复 。 当应力 超 过岩层 的屈 服强 度时 ， 就 会产生 塑性 变形 ， 软岩 在应力 偏量 达到 一定数 值后 会产 生扩容 现象 ， 造成岩 石体积 增加 。 巷道开 挖后 ， 导致底 板岩层局 部 区域 垂直 应力 降低 ， 水平 应力增 加 ， 必 然引起应 力偏量 的增加 ， 因而 扩容变 形是 引起巷 道 底 鼓 的一个重 要原 因 。 而浸水 后 的巷道底 板往 往产 生严 重的底 鼓 ， 一般表 现为
二 个方 面 ：
底鼓 、 冒顶及 侧突 是巷道 发生 变形破 坏 的三种主 要表现 形式 。 大 量实 测数 据表明， 巷 道变 形破 坏大 约有２ ／３ 是 由底 鼓 引起的 。 底 鼓的主 要危 害是 缩小 了 巷 道断面 ， 致 使行人 、 运 输、 供 排水 、 井下 通风等都 受到 影响 ， 严 重影 响矿 山的安 全 生产 。 因此 ， 研究 巷道底 鼓 发生机 理及 其影 响 因素 ， 做 出合 理的 防治措 施 ， 对 保 证我 国深 部资 源开 采 ， 提高人 员安 全作 业 ， 有 着重 大的 理论 意义和 实 际应用 价值。
不同， 治理方法也应有所不同。
能否有效地控制软岩巷道底鼓， 主要取决于底板岩层性质和底鼓的类型。 综上所述将治理措施总结为 以下五点 ： （ １ ） 增加底板的变形阻力。 主要措施有砌筑可伸缩件的混凝土反拱、 架设可
缩性封 闭 支架 等 。 （ ２ ） 提高底 板 围岩 的强度 。 使用 合格的支护 材料 、 打底板锚 杆 、 底 板注浆加 固
（ ２ ） 饶曲褶皱性底鼓。 通常发生在巷道底板为层状岩石 ， 其底鼓机理是底板 岩层在平行层理方向的压力作用下， 向底板临空方向饶曲而失稳， 底板岩层 的 分层越薄 ， 巷道宽度越大， 所需的挤压力越小 ， 越易发生饶曲性底鼓Ｉ （ ３ ） 剪切错动性底鼓。 主要发生在直接底板。 即使是整体性结构岩层 ， 但在高
底鼓的原因与防治
底鼓1.定义与介绍受采掘工程的影响，巷道顶底板和两帮岩体产生变形并向巷道内产生位移，巷道底板向上隆起的现象即称之为底鼓，也有文献称底臌。
底鼓所导致的巷道断面缩小、阻碍运输和行人、妨碍矿井通风，使得许多矿井不得不投入大量的人力和物力去做“挖底”等临时的处理工作，严重的会造成整条巷道的报废，对矿山的生产与安全产生很大的制约。
2.巷道底鼓的原因引起巷道底鼓的原因主要来源于两方面: 地质因素和人为因素。
2.1地质因素2.1.1 地质构造地质构造主要表现为断层和褶曲，在支承压力影响下，岩体就由弹性应力状态转变为塑性应力状态，导致岩体中出现连续剪切滑动面，最终因底板岩层失稳、破裂而引起严重底鼓。
2.1.2 水理作用巷道在施工过程中，由于水的渗入，增强了岩体的塑性流变和膨胀流变，致使岩体的承载能力明显降低，在高支承压力作用下迫使巷道围岩沿四周向巷道内挤压，在岩体薄弱环节形成鼓胀和应力集中释放区，造成底鼓。
2.1.3围岩性质具有底鼓现象的矿井中，巷道底板往往是松软的粘土层、页岩或其它强度较低的岩石。
在围岩压力作用下，导致巷道两帮内移、底板鼓起。
2.2人为因素2.2.1巷道布置巷道布置在地质构造带时，构造应力集中。
在断层带附近，上覆岩层在能量传递过程中阻断了能量传递的连续性，在围岩体薄弱环节尤其是未支护的巷道底板岩层中，产生强烈底鼓; 在褶曲地带，尤其是向背斜轴部也是高应力集中区，如果弹性变形能得不到有效释放，可能在围岩体两帮产生挤压变形，之后能量进一步向底板转移，促使底板抬高、鼓出。
2.2.2支护强度巷道开挖后，围岩暴露于空气中，两帮煤岩体在高支承压力作用下形成一定范围内的破碎区和塑性流动区，如果巷道未采取有效支护或支护强度不足以抵抗外界的变形，围岩体就向巷道内挤压，形成“二次水平应力”，随着时间的推移，巷道两帮支承压力不断向围岩体内部移动，而两帮和底板岩层的塑性流动区也不断扩大，并且伴随着顶板和两帮的下沉，导致底角岩体不断涌向巷道内，形成底鼓。
井巷工程：巷道底鼓的防治
第十三章 巷道维护与维修
3.支护加固方法 支护加固方法是对具有底鼓趋势的软岩巷道底板或
两帮岩层进行锚杆支护，注浆加固和封闭式支架支护， 增加底板岩层强度和改善受力状态。
2．围岩应力状态
3．时间效应 4．软岩物化性质
及力学性质的 相互影响
料石碹支护严重底臌
第十三章 巷道维护与维修
三、软岩巷道底鼓的防治 目前防治底鼓的措施可分为五种方式： 1．起底 起底是现场应用很广泛的一种治理底鼓的方法，是
一种消极的治理底鼓的措施。在具有强烈底鼓趋势的软 岩巷道中，往往需要多次起底，不仅起底工程量大、费 用高，而且还影响两帮及顶板岩层的稳定性。
制的复合类型，有时需要采用联合支护的方法，把不同的 防治底鼓的方法结合起来使用。例如，封闭式支架与锚杆 支护、锚杆支护与注浆、底板药壶爆破与注浆、切缝与锚 杆支护、封闭支架与爆破卸压等。
马蹄形可缩支架 圆形可缩支架 方环形可缩支架 圆环形可缩支架
第十三章 巷道维护与维修
4.应力控制方法 应力控制方法的实质是使巷道围岩处于应力降低区，
达到保持底板稳定的目的。应力控制方法包括采掘布置法、 周边应力转移法和巷旁形成卸压空间等卸压方法。
5.联合支护方法 软岩巷道底鼓的变形力学机制通常是几种变形力学机
第十三章 巷道维护与维修
第三节 巷道底鼓的防治
一、巷道鼓的基本形式
巷道底鼓 的形状
折曲型 直线型 弧线型
底鼓按其 力学机制
挤压流动性底鼓
物化膨胀型 应力扩容型 结构变形型 复合型
底鼓的基 本形式
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
巷道底鼓的预防与治理
[摘要]：巷道受掘进或回采影响，常使顶底板和两帮岩体产生
变形并向巷道内产生位移。
巷道底板向上隆起的现象称为底鼓。
目
前巷道顶板下沉和两帮内移能控制在某种程度内，而防治底鼓仍缺
乏经济有效的办法。
在底板不支护的情况下，巷道顶底板移近量中
约2/3～3/4是由底鼓造成的。
强烈的巷道底鼓不仅增加大量维修
工作，增大维护费用，而且还影响矿井安全生产。
因此，研究巷道
底鼓机理及其防治措施一直是软岩巷道支护的重要内容。
[关键词]：巷道底鼓治理措施
中图分类号：s157.2 文献标识码：s 文章编号：1009-914x（2012）32- 0418 -01
1、巷道底鼓类型及机理
由于巷道所处的地质条件、底板围岩性质和应力状态的差异，
底板岩体鼓入巷道的方式及其机理也不同，一般可分为以下四类。
（1）挤压流动性底鼓。
有些巷道直接底板为软弱岩层，两帮和
顶板岩层结构完整，强度大大高于底板的强度，底板软弱岩层会因
挤压而流动到巷道内。
如淮北芦岭矿二水平6号交岔点，巷道直接
底为厚度6m、浸水后强度极低的粘土岩，在原岩地应力的挤压作用
下，巷道底鼓量高达1200mm，而顶帮的收敛量只有20mm左右，属
于挤压流动性底鼓。
（2）挠曲褶皱性底鼓。
当底板岩层为层状岩体时，即使是中硬
岩体，当应力状态满足一定的条件时也可能发生底鼓。
其机理是底
板岩层在平行层理方向的压应力作用下向底板临空方向鼓起。
（3）遇水膨胀性底鼓。
膨胀岩石是指那些与水的物理化学反应有关并随时间发生体积增大的岩石，主要是粘土岩，其矿物成分中含有物理化学性质活泼的蒙脱石。
由于煤矿巷道经常积水，当巷道底板为膨胀岩时会引起膨胀性底鼓。
要完全控制由于膨胀引起的底鼓，支架必须有很高的支护阻力。
若允许存在一定的底鼓量，支护阻力可显著减少。
（4）剪切错动性底鼓。
当巷道直接底板为完整岩层且厚度大于1/7巷道宽度时，在较高的岩层应力作用下，常使底板出现剪切破坏，由此形式的楔块岩体在水平应力挤压下产生错动而使底板产生的鼓起称为剪切错动性底鼓。
2、底鼓的防治
在具有膨胀性围岩中掘进巷道，多数是要发生底鼓的，因此，一般应安设底拱。
目前我国防止底鼓的措施一般是用砌块砌筑底拱。
也有个别用锚杆加固的，但效果不好，一旦发生底鼓，锚杆翘起，很难处理。
底拱的安置时间应视巷道支护方式而定。
若用圆碹或近似圆碹作二次支护，则以先底拱、后墙，最后砌拱的顺序施工，一次完成。
若用锚喷支护作初始支护，则可在初始支护完成一段时间，底板应力得以充分释放之后再砌筑底拱，并与二次支护同时完成。
不论采用何种底拱结构，都必须使底拱两端压在墙下，与墙连为整体。
在国外也有防止底鼓的例子，例如苏联曾采用过底板钻眼松动
爆破，然后注浆加固底板的方法防止底鼓（图4—6）。
这种方法能降低围岩应力和提高围岩强度。
受回采工作影响后，在加固地段中部底鼓量仅为70～100mm，而未加固的区段已进行了三次卧底。
3、加强水的治理
对工作面有水的巷道，施工时要及时排水，尽量减少水与岩石的接触，防止岩石遇水膨胀。
煤矿井下巷道施工能遇到的水主要有岩层地下水、施工工程用水和空气水分三部分，在施工中应分别加以处理。
①地下岩层水——可采取以下措施：水量大的可以提前打钻疏水；对于巷道水应及时修建永久性水沟或用水管导引外流到永久性水沟；巷道低凹易积水处用小井集中后用水泵排入永久水沟。
②工程水——应尽量减少工程用水，在膨胀岩层中禁止用水冲洗岩面和钻孔，须用干式凿岩与干式吸尘。
③空气水分——巷道开挖后应及时用高强速凝防水喷射混凝土封闭岩面，及时隔离空气造成巷道围岩干湿交替的条件。
井下巷道工作面水的处理是很复杂的，给施工造成很多困难，因此往往不被施工人员重视，但在软岩条件下必须引起注意和采取措施进行处理。