回采巷道底鼓特性及其整治方案
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)
底鼓巷道围岩综合治理措施研究

底鼓巷道围岩综合治理措施研究摘要:涡北煤矿长期受巷道变形影响,如何提高围岩强度、制定围岩治理方案,使巷道在有效地服务年限内服务生产,避免前掘后改的现象,满足矿井安全高效生产,显得尤为重要。
本文分析了巷道的受力特征,重点从治理巷道底鼓这方面来论述。
关键词:围岩;底鼓;研究;治理方案1巷道围岩结构稳定特征从巷道围岩空间状态来看,巷道是由顶板、帮部和底板组成的复杂结构体,各部分在矿山压力作用下的受力状态不同,其围岩性质往往也存在着很大的差异。
当巷道顶板岩性为强度较低的泥岩,其他部位为砂岩时,巷道顶板发生明显的弯曲下沉,直接影响到巷道上部的稳定性,顶板过度弯曲下沉将导致其断裂和破碎,顶板低强度部分应作为支护重点管理。
当巷道底板为软弱层时,巷道支护的重点应在底板,底板在水平集中应力作用下的地鼓变形十分明显,围岩控制的重点将是地鼓。
当巷道两帮结构为软弱岩层时,巷道围岩变形主要表现为两帮岩层在垂直集中应力作用下的内移,两帮变形在中部和上部比较突出,巷道支护和让压的重点在两帮。
当巷道围岩性质没有显著差异时,围岩各部分都会发生相应的变形,可以采用通常的支护理论于设计方法进行加固支护设计。
2巷道围岩加固措施无论是回采巷道还是准备巷道,都存在仅有某-局部稳定性差的问题。
这种情况下,若仅为了巷道局部的稳定性而采取保守的支护方式会造成浪费,若对该局部考虑不够又容易导致局部破坏从而影响整条巷道的使用,因此有必要针对性地控制局部稳定,另一方面充分发挥稳定部分的自承能力。
对局部稳定性差的围岩进行控制有三种方法:(1)改善局部围岩应力状态,进行卸压保护;(2)加固巷道局部围岩;(3)前两条共同作用。
巷道围岩加固及卸压的重点在底板。
因为对于稳定性较好的巷道来说,一般不需要采用封闭式支架,这样顶板及两帮均能得到有效的支护,唯有底板在自身属于不稳定类别时容易引起地鼓,造成顶底板移近量过大。
我矿三条巷道的地鼓形式不同,虽然存在绝对的底板鼓出和屈曲破坏的情况,大多数情况下地鼓是两者的组合,支架腿部钻底也使地鼓问题恶化。
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。
底鼓治理措施

回采巷道底鼓治理措施的探讨(黄成军)摘要:回采巷道底鼓是煤矿巷道底板常见的矿压现象之一,强烈的底鼓导致巷道断面缩小,阻碍通风、运输和井下交通。
随着支护技术的发展,已经能够将顶板下沉和两帮移近控制在某种程度内,然而对于防止底鼓却一直缺乏既经济又有效的办法。
在煤矿生产中,几乎所有回采巷道都会出现不同程度的底鼓,因此有必要探索引起回采巷道底板鼓的真正症结,进而为防治巷道底鼓提供科学依据。
本文在大量了解前人对底鼓所作研究的基础上,详细的分析了底鼓产生的原因及其机理,总结了不同的治理措施,为巷道底鼓的治理提供理论依据及技术参考。
关键词:回采巷道,底鼓,治理措施1概述底鼓是煤矿巷道中经常发生的动力现象。
底鼓的主要原因为采掘影响顶板压力经两帮传至底板产生底鼓。
巷道的强烈底鼓导致断面缩小,阻碍运输、通风和人员行走,底鼓严重的矿井需要进行繁琐的巷道翻修工作,甚至有的巷道因底鼓严重而报废,给企业带来巨大的经济损失,甚至造成事故,严重影响煤矿的安全生产。
近年来,国内外很多学者和煤矿技术人员对巷道底鼓的机理、防治措施等进行了卓有成效的研究,提出了很多底鼓控制技术,这些成果对巷道底鼓的控制起到了很好的指导作用。
然而,由于原岩应力的增加和岩性的多样性、复杂性,在巷道的底鼓控制过程中,必须根据具体的围岩地质条件选择合理的支护方法及治理措施。
2回采巷道底鼓机理分析2.1巷道底鼓原因回采巷道底鼓产生的外在原因是矿山压力。
由于掘进巷道,引起巷道围岩应力的重新分布,其中应力升高区的作用是产生巷道底鼓的主要原因。
此外,由于回采工作面的开采,在工作面前方10~30m的范围受采动影响比较明显。
而影响最剧烈是在工作面后方15~20m处。
这些区段的应力对底鼓起加剧作用。
回采巷道产生底鼓的内在因素是巷道底板强度较低。
这常存在于以下情况:底板岩体自身强度低、深部开采、巷道底板积水和底板硬岩节理发育。
回采巷道底鼓问题可以归结为岩体的力学作用和其自身物理性质变化的结果。
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。
回采巷道底臌的机理和防治
巷道布 置除正常 ห้องสมุดไป่ตู้材料巷 和运输巷外 ,还要 布置一条尾
巷 , 图 2 如 。
水的来源 主要 为工程用水 , 如综掘 机喷雾 、 巷道 内降 尘洒水 、 锚杆钻机施工用水等 。 水的作用 : 底板岩石侵水后其强度 降低 , 容易破坏。 巷 道底板积水 时 , 水不仅 与暴露 的底板 岩体发生接触 , 还要 通过裂隙渗 入到底板 内部 , 加速底板围岩的强度丧失和体 积膨胀 , 这又导致裂隙的进一步扩大 , 形成恶性循环。
文 章 编 号 :0 8 8 8 ( 0 0)1 0 0 — 2 10 —8 12 1 0— 12 0
常生产 , 威胁运输安全 , 必须停产起底 , 翻修处理 。矿井随 着开采强度 的增加 , 尾巷卧底量不断加 大。 尾巷 的底臌 , 严
重影响下一工作 面的正常使用 。 同时在下一工作面使用前
2 . 岩 石 强度 和 性 质 2
质 泥岩 , 平均厚度为 97 岩性坚 . m,
硬 ; 直 接 顶 为 泥 岩 , 平 均 厚 度
53 m, 软 , 跨落 , 理 发育 ; . 9 松 易 层 伪顶为页岩 , 厚度 0~0 m, . 松软 , 4
量
图 1 煤 层 柱 状 图
易跨落 。 直接底为细砂岩 , 平均厚 度 7 坚硬 , m, 有底臌现象 ; 老底为 砂岩, 平均厚度 1 1 坚硬 。 . m, 8 煤层
图 2 工作 面 巷 道 布 置 图
2 . 采 动 影响 4
尾巷既作 上一个面 回采时 回风用 , 又作下一个工作面
随着回采工作 面的逐步推进 , 工作 面两巷形成超前 在
的材料巷使用 , 两次使用 , 务时间较长。 服 尾巷经常发生底
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。
回采巷道底鼓的形变分析及处理方法
回采巷道底鼓的形变分析及处理方法作者:赵亮来源:《中国化工贸易·下旬刊》2020年第01期摘要:煤矿巷道支护中经常遇到巷道底鼓的变形问题,巷道是煤矿行人和运输的主要通道,底鼓变形会带来一系列的问题,巷道能通行的面积会缩小,支护作用降低,无法通风,安全也无法得到保证,严重的底鼓现象会使整个巷道无法使用,重修巷道会影响运输的速度,浪费建筑材料。
对于底鼓的处理,各个国家都在研究,发现底鼓主要是由两个方面的因素导致的,包括巷道自身的情况和巷道周围岩石的质地。
从中也获得了一些新的发现,得出了新的治理方法,但是对巷道底鼓的研究是无止境的。
本文简单介绍一下回采巷道底鼓形变的原因和一些处理方法。
关键词:回采巷道底鼓;形变分析;处理方法1 回采巷道底鼓的认识不论是国内还是国外,都有专家对底鼓的现象做过专门的研究,并且发表过一系列的文章。
康红是我国著名的煤炭专家,他是从数学逻辑运算着手的,底板不稳定,导致地板周围的岩层向地板弯曲,是底鼓形成的原因之一。
何用年、贺正昌也是研究煤矿回采巷道底鼓想象的专家,他们二位是从实验着手去研究的,实验得出结论认为,巷道底鼓是由两帮岩柱传递顶板压力,两帮围岩在挤压底板的同时一起下沉,底板在严重挤压变形的情况下发生断裂,然后出现底板隆起即底鼓。
德国的奥顿哥特通过运用相似材质模型模拟实验观察底鼓的全过程,他理解的巷道底鼓是因为,两帮岩柱在垂直应力的作用下完整性被破坏,后来巷道底板在水平应力作用下向巷道间鼓出。
2 回采巷道底鼓的形变分析2.1 巷道底鼓的分类2.1.1 膨胀性底鼓日常用水和顶板都可以让巷道发生底鼓,掘进的时候和回采的过程这些时间段为是产生底鼓的外在条件。
有了水,底板就会膨胀,围岩和底板的的质量变低,给底板留下了膨胀的空间,底鼓就形成了。
蒙脱石黏土型岩层也会经常发生这种现象,它是软弱岩石的一种,这种岩石不能沾水,沾的水越多,接触水的时间越长,岩石就会越大,越来越疏松。
采动巷道底鼓机理与控制技术
采动巷道底鼓机理与控制技术采动巷道是指因采矿活动而形成的地下空间,包括矿井、巷道、采掘面等。
在采动巷道作业过程中,底鼓是一个普遍存在的问题。
底鼓会导致采动巷道断面缩小、支护困难,严重时甚至会引发安全事故。
因此,研究采动巷道底鼓机理及控制技术对保障矿山安全生产具有重要意义。
采动巷道底鼓的主要机理包括应力、应变和顶板支护等因素。
在采矿过程中,上覆岩层压力、采动应力等会传递到巷道底板,导致底板产生变形和应力集中。
底板岩层的物理性质、层理和节理等也会影响底鼓的发生。
当采动巷道的顶板支护不足以支撑上覆岩层压力时,底板也容易发生鼓起。
目前,针对采动巷道底鼓的控制技术主要包括卸压减载、注浆加固和矿山法等。
卸压减载:通过降低采动巷道上覆岩层的压力,减少底板的应力集中,从而达到控制底鼓的目的。
具体措施包括改善采矿方法、加强顶板支护等。
注浆加固:通过向底板注射浆液,提高底板岩层的强度和稳定性,防止底鼓的发生。
注浆材料可以选择水泥、树脂等,根据底板岩层的性质和施工条件进行选择。
矿山法:通过采取矿柱、支撑柱等措施,增加采动巷道的支撑力,防止底鼓的发生。
同时,可以对底板进行局部加固,提高底板的稳定性。
以某矿山的采动巷道为例,该矿山的采动巷道在使用过程中经常发生底鼓现象。
通过对其底鼓机理进行分析,发现主要是由于上覆岩层压力过大,顶板支护不足所致。
因此,采取卸压减载和注浆加固相结合的方法对底鼓进行控制。
具体实施如下:对采矿方法进行优化,降低采场顶板的暴露面积,减少上覆岩层压力对底板的影响。
加强顶板支护,采用强度更高的支护材料和工艺,提高顶板的支撑能力。
对底板进行注浆加固,采用高强度水泥和树脂混合浆液,对底板进行加固处理。
经过上述措施实施后,该采动巷道的底鼓现象得到了有效控制。
通过对其后续使用情况的监测,发现底鼓率明显降低,采动巷道的断面和支护状态得到了有效改善。
本文对采动巷道底鼓机理及控制技术进行了简要分析和实例探讨。
通过卸压减载、注浆加固和矿山法等措施,可以有效控制底鼓现象的发生。
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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。
2底板岩层鼓入巷道的方式及机理
引起巷道底鼓的因素很多,其中影响最大的有底板岩层性质、围岩应力、水理作用、支护强度、采动压力、顶底板采空情况等[3]。
其形式主要有:
(1)挤压流动性底鼓。
通常发生在直接底板为软弱岩层(如粘土岩、煤等),两帮、顶板比较完整的情况下,在两帮岩柱的压模效应和远场应力的作用下,整
个巷道都位于松软破碎的底板岩层向巷道内挤压流动[4]。
(2)挠曲褶皱性底鼓。
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,向底板临空方向挠曲而失稳,底板岩层的分层越薄,巷道宽度越大,所需的挤压力越小,越容易发生挠曲性底鼓。
(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,但在高应力作用下,巷道底板也易遭到剪切破坏,或者在巷道底角产生很高的剪切应力而引起楔形破坏[5]。
3巷道底鼓的防治措施
(1)底板锚杆
要求底板岩层具有较好的完整性,如果底板岩层破碎,锚杆将失去锚固作用,因此在使用底板锚杆前首先要对巷道进行评价。
同时,巷道底板岩石对水的敏感程度也很重要,这包括了顶板淋水和施工用水,当底板岩层遇水泥化,则要考虑用干式打眼或悬浮剂冲洗钻孔的方法。
巷道底板锚杆的形式,应根据巷道服务年限、用途和生产条件选定。
底板锚杆的长度应能穿过全部底鼓的巖层,锚杆的尾端应在底板以下0.6—0.8m,这样做的好处是,必要时还可以卧底。
为了充分发挥锚杆对底鼓的作用,同时考虑到现场打眼的方便,底板锚杆应按图布置,当底板为砂页岩时,锚杆密度不应小于1根/m2。
当岩层破碎时,应适当加大锚杆的密度,排距一般为0.8—1.2m,当底板岩层间连结强度较低时,锚杆的排距应在1m以下。
(2)底板注浆
底板注浆一般用于加固已破碎的岩石,提高岩层抗底鼓的能力。
当底板岩石承受的压力超过岩体本身的强度,产生裂隙和裂缝时,应采用注浆的办法使底板岩层的强度提高,达到防治底板底鼓的目的。
由于所选择的注浆形式、注浆材料、注浆压力和注浆时间长短不同,岩层中的裂隙可能全部或部分被粘合,当注浆压力高于围岩强度时,就产生新的裂隙并有浆液渗入。
注浆的作用可分为三种情况:
①注浆只起到部分效果,即注浆后重新结合的强度只比岩石产生离层、裂隙后的残余强度稍高。
产生这种情况的主要原因是注浆压力太低,注浆液浓度太大,或注浆钻孔的布置不合理。
底板注浆后对减少底鼓有一定的效果,但不显著。
②注浆后破碎的岩石全部被加固,在岩层中极微小的裂隙也被粘和起来。
注浆后岩层的结合强度与原始强度相等。
在这种情况下,底板注浆起到了显著的效果,巷道底鼓量明显减少。
(3)巷道底板开卸压槽(孔)
在巷道底板开槽,不仅使支承压力峰值向深部转移,降低应力集中;卸压槽还为巷道围岩变形提供的补偿空间,从而使巷道围岩变形量减小。
通常采用垂直切槽防治底鼓,卸压效果主要取决于卸压槽的宽度b、深度h、对于中硬岩层,槽宽b=200—300mm,对于软岩层b>200—300mm。
当切槽深度h小于巷帮到切缝的间距a,即a/h>1时,开槽后的底板视作从卸压槽下方受到横向载荷p作用的岩石悬梁,承受弯曲应力,岩石抗弯强度小,底板上翘,甚至下面岩层向上断裂。
岩层受剪力作用,当a/h<1时,岩石抗剪强度一般大于抗拉强度,岩石底板稳定。
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