巷道底鼓分析及控制
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。
巷道底鼓防治措施
、 、
力就 越 大
主 要 有 以下
。
当围 岩 压 力超 过 岩 石 本 身 的 强 度
时
,
岩 层 的 稳 定 状 态 就 会被 破 坏
,
对 于 一般
3
:
的 煤 系地 层
开 采 深 度 每 增加
0
.
米
,
压力
岩 石 本 身 的 机 械 物 理 性质
、
如岩 石
、
就 升高0 0 7 公斤 / 厘 米 气 根 据巷 道 底 板 的 岩性 和 围岩 压 力 的 作 用
粼百
( 1 )
Z
·
公斤
刀一炸 药包 的 爆 破效 率
0 (
.
7 ~ 0 7 6 8 )
.
双 排 爆破 孔 深 h 式中
G
K
,
=
10 K
·
,
·
K
K。
·
粼万
( 2 )
一 般 可 用 下列 经 验 公 式 计 算 空 洞 直 径 :
D
=
7
4
.
ZK
,
·
K
Z·
K
4
粼百
,
.
( 6)
h
一 炮眼 深 度
,
,
米
,
式中
2
K
,
一 与孔 深 有关 的 系 数
K
`
当孔 深 小 于
,
一装药 量
。
公斤
米时
=
0 5 5~ 0
.
56
一据 炸药 种 类确定 的 系数
0
58
硝 馁炸 药
,
K
巷道底鼓原因与控制技术
１ 巷 道 底 鼓 的 原 因
１ ２ 人 为 因 素 ．
１ ２ １ 巷 道 布 置 ． ．
ｐ ｉ ｒ ｎ ｒ ｔｅ ｔ ｎ ｈ ｔｐ ｐ ｒｅ ｐ ｕ ｄ ｈ ａ ｓ ｆｔ ｅ ｂ ｔ ｍ ｅ ｖ ，ａ ｄ ｐ ｔ ｏ ｗａ ｄ ｔ ｅ ｃ ｕ ｔ ｒ ａ ｕ ｅ ｆｐ ｅ ｅ ｔ ｎ ａ ｄ ｃ ｎｒ ｌｍｅ ｓ ａ ｄ ｍｏ ｅ ａ ｄ ｍｏ ｅ ａｔ ｎ ｉ ．Ｔ ａ ａ ｅ ｘ ｏ ｎ ｓｔ ｅ ｅ ｕ ｅ ｏ ｈ ｏｔ ｈ ａ ｅ ｎ ｕ ｓ ｆｒ ｒ ｈ ｏ ｎ ｅ ｍｅ ｓ ｒ ｓｏ ｒ ｖ ｎ ｉ ｎ ｏ ｔ ａ — ｏ ｏ ｏ ｏ ｕ ｅ ｆｔ ｅ ｂ ｔｏ ｈ ａ ｅ，ｈ ｐ ｎ ｎ ｔ ｅ ｂ ｔ ｍ ｅ ｖ ｏ ｅｎａ ｃ ａ ｅ ｔ ｉ ｐ ｌ ａｉ ｎ ｖ ｌ ｅ ｒ ｓ ｏ ｈ ｏ ｔｍ ｅ ｖ ｏ ｉ ｇ ｉ ｈ ｏｔ ｈ ａ ｅ ｇ ｖ ｒ ｎ ｅ ｈ ｓｃ ｒａｎ ａ ｐ ｉ ｔ ａｕ ． ｏ ｃ ｏ
１ ４２
。
糸 科技 瞧晨
２１年第１ ０ ２ 期
巷 道 底 鼓 原 因与 控 制 技 术
黄 贤锋 ， 立 程 研 究 院 ， 东 泰 安 山 山 摘 要 ２ １１ ） ７ ０ ９ 底 鼓 现 象 由 来 已久 ， 对 矿 井 的安 全 生 产 构 成 重 大 威 胁 ， 其 引起 的 灾害 也 受到 人 们 越 来 越 多 的 重视 。该 文 详 细 阐述 了底 鼓 的成 因 ， 出 提 底 鼓 控 制 技 术 文 献 标识 码 注浆 Ａ 反底 拱
煤矿巷道底鼓测试及治理技术研究
煤矿巷道底鼓测试及治理技术研究煤矿是我国重要的能源产业，其发展对于国民经济的贡献不可忽视。
但同时，由于煤矿工作条件极其恶劣，存在众多安全问题，如瓦斯爆炸、煤层突出等，严重影响到矿工的生命安全和工作稳定性。
煤矿巷道底鼓被认为是诱发矿井灾害的重要因素之一，因此煤矿巷道底鼓测试和治理技术显得尤为重要。
一、矿井巷道底鼓的特点巷道底鼓是指煤矿巷道底部因矿压作用而形成的凸起，最为常见的一种底部变形。
煤矿中巷道底鼓的形成具有复杂性、难以预测性、破坏性大等特点，主要原因是地压反力小、煤柱底部支撑弱或无支撑、矿石体内部失稳等。
1、巨大性。
底鼓的高度一般在0.5-2m，宽度在2-20m，底面积可达几十平方米以上。
2、成因复杂。
底鼓形成的复杂机理无法直接通过单一的方法描述，可能与非均质煤层厚度、构造及地质构造性质、工作面采煤技术等多种因素有关。
3、寿命短。
底鼓的寿命一般在2周以上，因而及时对其进行治理很有必要。
4、危害性大。
底鼓的存在会引起巷道底部炸裂、巷道支护材料变形破坏、巷道通风难度增大，在排热、通风、排水和瓦斯抽放等方面造成不良影响，使矿井生产受到严重影响，给企业带来经济上的损失。
煤矿巷道底鼓的测试技术主要有以下几种：1、地震勘探法。
利用地震波在煤岩中的传播特性，检测煤岩中的动力学参数，可以得到准确的底鼓位置、形态和强度，并对其发生机理进行分析和判断。
2、测量技术。
利用测量仪器如激光测距仪、全站仪等对巷道底部进行测量，可以得到巷道底部几何形状、高度、宽度、长度等参数。
3、煤岩声学测量。
利用冲击震源和岩石体的声波反射和折射特性，可以检测出底鼓的位置、形态和内结构，以及煤巷顶板的动态变化情况。
4、矿压局部响应测试。
利用安装在巷道壁上的矿压测试仪测定巷壁应力、应变的变化来判断底鼓的位置和大小。
上述检测方法各有优缺点，应综合采用才能得到更加准确的结果。
1、辐射预裂解方法。
利用锚杆和支撑管道将底鼓边缘区域进行预裂解，并在支护杆和锚杆的配合下，达到治理底鼓的目的。
潘一东矿软岩巷道底鼓机理与控制方法
（ 2012 － 03 ）
· 21·
潘一东矿软岩巷道底鼓机理与控制方法
汪良海， 阚甲广， 钱德雨
（ 中国矿业大学 矿业工程学院 ， 江苏 徐州 221008 ）
要：底鼓难题是制约深部矿井安全生产的关键因素之一 。基于固支岩梁力学分析， 分析了影 响巷道底鼓的主要因素， 并针对性地提出了底鼓治理的系统控制法 ， 结合潘一东矿巷道具体地质 摘 条件， 通过数值模拟的方法确定了合理支护参数 。 关键词：底鼓； 固支岩梁； 系统控制法； 有效承载宽度 中图分类号：TD327． 3 文献标志码：A 文章编号：1003 － 496X（ 2012 ） 03 － 0021 － 04
表1
测点水平 /m － 847 最大主应 力 / MPa 30． 02
地应力测试结果
垂直应力 / MPa 16． 83 最小主应 力 / MPa 9． 46 最大水平 应力方向 / （ ° ） NE87
2
力学分析
岩体在长期的地质运动作用下其内部赋存大量 裂隙等初始损伤缺陷， 这些缺陷尺寸相对岩体 节理、 尺寸可近似为低阶小量， 因而可用损伤的宏观效应 ［8 ］ 来研究岩体梁中节理等的总体效应 。 现假设巷 道底板为两端固支的损伤岩梁结构 （ 纵向取单位宽
记岩梁的损伤程度参量为 D， 且 D = 0 表示岩梁 无损伤； 0 ＜ D ＜ 1 对应于岩梁的不同损伤程度； D = 1 表示岩梁完全断裂。 由损伤力学知， 受损岩梁的 损伤本构关系为： （ 1） σ = E0 （ 1 － D） ε 式中， σ 为受损岩梁的有效应力， ε 为受损岩梁 E0 为无损伤时岩梁弹性模量。 的有效应变， 利用模型的对称性， 记梁中截面的弯矩为 M0 ，
· 22·
（ 第 43 卷第 3 期）
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。
煤矿巷道底鼓问题分析
煤矿巷道底鼓问题分析作者：孙永慧来源：《硅谷》2012年第21期摘要：分析巷道底鼓应将巷道整体作为研究对象，不能只考虑底板因素。
通过侧压力系数将铅垂应力与水平应力联系起来，总体考虑巷道底鼓问题；根据巷道底板岩性将巷道底鼓总体分为挤压流动性底鼓、挠曲褶皱性底鼓、剪切错动性底鼓、遇水膨胀性底鼓四种类型；并详细分析巷道底鼓的影响因素；针对底鼓发生机理，将底鼓治理方法分为加固围岩法、卸压法两种，并介绍各类型典型方法。
关键词：巷道底鼓；发生机理；影响因素；控制技术近年来，随着我国煤矿开采深度的不断加深，巷道压力显现越来越明显，巷道围岩变形量也逐渐增大。
由现场结果分析可知，在深部开采的矿井，如果未进行底板支护，则巷道顶底板移近量的2/3～3/4是由底鼓引起的，这就使得巷道维修量中绝大多数工作量是由底鼓造成的。
1底鼓机理分析巷道开挖后，由于破坏了围岩原始应力，巷道围岩应力重新分布，出现应力集中现象，使得巷道底板向上隆起，巷道断面面积减小，影响矿井的正常生产。
在分析巷道底鼓机理时，我们必须将全部巷道看成一个整体，而不是单独讨论底板的影响。
在巷道开挖后，上覆岩层的集中应力通过巷道两侧煤壁传至巷道底板。
当该集中应力超过底板岩层的极限强度时，底板岩体由弹性状态转变成塑性状态，在底板岩层中将会逐渐的产生连续剪切破坏。
在应力的作用下，底板岩层将沿着底板滑移线被挤出至巷道。
通过上述分析可知，两帮的垂直应力使得底板岩层发生剪切破坏，使得垂向应力的影响转变成水平应力的影响，在水平应力的作用下，底板岩层产生褶皱变形，导致底鼓发生。
为研究最大水平应力与铅垂应力的关系，本文在此引入侧压力系数，它是最大水平应力与铅垂应力的比值。
不同的侧压系数会导致巷道塑性区分布不同：当侧压系数为0时，巷道塑性区主要出现在顶、底板两角；当侧压系数为1时，巷道塑性区较小，沿巷道断面分布较为均匀；当侧压系数为3时，巷道塑性区主要出现在底板处，从而导致大量底鼓发生。
巷道快速底鼓成因及控制措施
２ ４Ｍｔａ 服务 年限 ４ ， ． ／ ， ９ａ 主要开 采二 煤层 ， 煤层 该
为 低 中灰 、 低硫 、 磷 、 熔 融性 、 强度 、 特 低 高 高 弱结 渣
性， 不易 破碎 的高 发热量 三号 无烟煤 。 沿 Ｆ 。 断层 煤 柱 两侧 沿煤 层 布置 的倾 斜 运 输 大 巷 总运输 距 离为 ５２ ０Ｉ， 面为矩 形 ， 宽 ４ ８１， ４ Ｉ断 Ｔ 巷 ． １ １
厚度不 一 ， 节理 发育 ， 完 整性 差 ； 此 相距 １ｍ 之 且 与
一
离煤层 １ 处存在 富含 水 的 Ｌ 灰 岩 。 ４ｍ ０
２ 井 田地 质 特 征 与岩 石 力学 性 质
（ ） 质特征 。该矿 地 面标 高 ７ １地 ５～１０ ｍ， 区 ０ 全 呈北 高 南 低 缓 慢 倾 斜 地 势 ， 形 简 单 ， 地 自然 坡 度
０ ５ 一 ． ％ 。该 区属 海 河 流 域卫 河 水 系 ， 内 主 ． ％ ０８ 区
近 年来 ， 随着 我 国浅 部 煤 炭 资源 储 量 的 逐年 递
减 ， 多 矿 区煤矿 开采 深 度正 以每 年 ８—１ 的速 许 ２ｍ 度增 加 ， 预计 在未来 ２ ０ａ内我 国很 多煤 矿 的 开采 深 度将 在 １ ０ １５ ０ｍ 范 围… 。伴 随而来 的顶 板 冒 ０～ ０ ０ 落、 下沉 、 鼓帮 、 帮 、 片 底鼓 、 断裂 等顶 底板矿 压灾 害 ， 也 随着煤 矿开 采深 度 的 增加 而 变 得 越来 越 突 出 ， 尤 其是 底鼓 造成 的底 板隆起 、 面缩小 ， 断 巷道 围岩变 形 量 急剧增 加 ， 重 阻 碍运 输 、 响 通 风及 人 员 行 走 ， 严 影 已经 成 为 深 井 巷 道 急 需 解 决 的 主 要 动 力 灾 害 之
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２００８年第９期
煤炭工程
巷道底鼓分析及控制
黎开勋，党昌志
（贵州水城矿业集团公司，贵州六盘水５５３００１）
摘要：文章综合国内外关于巷道底鼓现象的资料，详细阐述了对巷道底鼓的分析和认识，
介绍了常见巷道底鼓的类型，结合贵州水城矿区大河边煤矿的实际，提出了预防巷道底鼓的对策
和措施，经过现场的实践检验，证明具有很好的效果。
关键词：巷道；底鼓；回采
中图分类号：ＴＤ３２２＋．１
文献标识码：Ｂ文章编号：１６７１—０９５９（２００８）０９－００５１－０２
底鼓是煤矿井巷中常发生的一种动力现象，它与围岩
的性质、矿山压力、开采深度及地质构造等直接相关。底鼓使巷道变形、断面变小，影响通风、运输，制约矿井安全生产。多年来，人们提出多种治理底鼓的方法和措施，但效果不明显，这主要是对巷道底鼓的分析和认识还不够深入，以至很难从根本上治理巷道底鼓，因此，除“一通三防”、顶板管理外，对巷道底鼓的分析和治理，在煤矿生产中也是我们从事煤炭工作技术人员的一项重点工作。１对巷道底鼓的认识关于巷道底鼓，国内外许多专家提出了不同的看法：①前苏联的Ｍ．ＪＩ．兹包尔什奇克等认为：巷道底板岩层突然鼓起是由于底板中塑性层对下部移动的阻力，以及底板
岩层暴露的面积与周长的比例急剧变化时岩层储存的弹性
能释放的结果造成；②德国的Ｍ．奥顿哥特运用相似材料模
拟实验研究了巷道底鼓的全过程，他认为巷道岩层的破坏
顺序为：首先是两帮岩层由于垂直应力作用被压裂，之后
是巷道顶板由于水平压力的作用向巷道间鼓出，其中较先
破坏的是直接底板岩层；③我国康红普经过分析计算得出
结论，底鼓是由于失稳的底板岩层向巷道内压曲，偏应力
作用下的扩容，岩层自身的遇水膨胀；④而贺永年、何正
昌通过实测和研究认为，巷道底鼓由两帮岩柱传递顶板压
驴驴矿护驴护妒护驴矿驴妒、护驴妒矿矿护护驴护妒妒驴驴妒驴妒妒妒护护护妒护护护妒酽护泸护护泸妒、８，ｏ
放的抽放泵为１４采区井下抽放泵，为２台２ＢＥＣ一４２型的
水环真空泵，流量１２６ｍ３／ｍｉｎ，真空度１６ｋＰａ，转速
３９０ｒｐｍ，功率１６０ｋＷ。４瓦斯抽放效果考察４．１本煤层瓦斯抽放效果上下巷本煤层顺层倾向钻孔和工作面浅孔钻孔经上下巷本煤层抽放管路并联后瓦斯抽放参数检测，瓦斯浓度在２％～５％的范围，流量４５～５０ｍ３／ｍｉｎ，瓦斯纯量０．９—２．５ｍ３／ｍｉｎ，平均瓦斯纯量１．７ｍ３／ｍｉｎ。４．２上拐角埋管和高位钻孔瓦斯抽放效果经上巷上拐角埋管和高位钻孔瓦斯抽放参数检测，瓦斯浓度在１．２％～５．６％的范围，流量４９～６６ｍ３／ｍｉｎ，瓦斯纯量０．６～３．６ｍ３／ｍｉｎ，平均瓦斯纯量２．１ｎ１３／ｍｉｎ。４．３抽排风机瓦斯抽放效果经瓦斯检查员人工检测，排放口瓦斯浓度在０．５％一１．１％的范围，风量１２０ｍ３／ｍｉｎ，瓦斯纯量０．６～１．３ｍ３／ｍｉｎ，平均瓦斯纯量１．Ｏｍ３／ｍｉｎ。４．４总体瓦斯抽放效果分析该面原始瓦斯含量８—１２．１１ｍ３／ｔ，平均１０．１ｍ３／ｔ，残存瓦斯含量１．５～３．Ｏｍ３／ｔ，平均２．３ｍ３／ｔ，绝对瓦斯涌出量
７．７—１１．６ｍ３／ｍｉｎ，平均９．７ｍ３／ｍｉｎ，各种抽放方法抽出瓦
斯纯量４．８ｍ３／ｍｉｎ，其中本煤层顺层孔和浅孔１．７ｍ３／ｍｉｎ，
占绝对瓦斯涌出量的１８％，上拐角埋管和高位钻孔２．１ｍ３／
ｍｉｎ，占绝对瓦斯涌出量的２２％，抽排风机１．０ｍ３／ｍｉｎ，占
绝对瓦斯涌出量的１０％，风排瓦斯量平均降到４．９ｍ３／ｍｉｎ，
配风量１２５０ｍ３／ｍｉｎ，风排瓦斯浓度平均降到０．３９％，解决
了上拐角、工作面、回风流的瓦斯超限问题。
５结语
新安煤矿１４１５１综采工作面采取上拐角埋管抽放、低
位钻场高、低位钻孔抽放、高位钻场高位长钻孔抽放采空
区瓦斯、上下巷本煤层顺层倾向钻孔预抽煤层瓦斯、边采
边抽钻孔、工作面浅孔抽放、抽排风机抽放上拐角瓦斯等
瓦斯综合抽放技术，通过综合抽放，取得了较好的瓦斯治
理效果。其瓦斯综合抽放技术可供类似条件的煤矿借鉴。
（责任编辑潘启新）
收稿日期：２００８—０２—１９
作者简介：黎开勋（１９５７一），男，贵州湄潭人，工程师，现任贵州水城矿业集团公司副总工程师，从事煤矿开采技术
及安全管理工作。
５１
万方数据
煤炭工程２００８年第９期
力开始，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，然后底板隆起。２巷道底鼓分析现以水城矿区大河边煤矿为例，并结合现场实践观测，提出对巷道底鼓的分析。２．１矿井概况大河边煤矿于２０世纪６０年代末建成，７０年代初投产。现已开采到＋１３１７ｍ水平，距地表垂深超过５００ｍ，井田内地质构造较为复杂，围岩多以泥岩和泥质砂岩为主，遇水极易膨胀。在回采期问，各主干石门及回采巷道均有不同程度的底鼓变形。２．２底鼓分类２．２．１回采巷道底鼓以１１４煤层回采巷道底鼓进行分析，１１。煤层厚２ｍ，煤层倾角平均２６。，顶板为凝灰岩，厚８ｍ，属Ｉ类顶板，底板为泥灰岩，厚３ｍ，遇水极易膨胀，巷道断面形状为不规则四边形，支护形式为锚杆＋ｗ钢带，设计断面为上宽３．４ｍ，中高２．３ｍ，下宽４ｍ。其巷道变形特点为两帮向内挤压，底板隆起，在掘进期间，每间隔ｌＯｄ就要对巷道卧底一次，平均每天底板鼓起达２０—５０ｍｍ，在回采期间，平均每间隔５ｄ就要卧底一次，平均卧深２００ｍｍ，否则无法满足生产的要求。２．２．２主干石门巷道底鼓各区段石门巷道变形主要集中在煤系地层带及地质构造带，以北采区＋１３１７运输石门为例，设计断面形状为半圆拱，锚网喷支护，宽３．６ｍ，高３．６ｍ，该石门于２００１年施工完毕并投入使用，一年后，巷道开始变形，主要为顶帮破裂脱落，向内挤压，底板向上鼓起，平均每年均要修复卧底３—５次方能维护正常生产，到２００５年，煤系地层带巷道断面已变形到不足１ｍ２，只得对巷道进行彻底大修，通过测量校核，该石门底板增高了２ｍ多（与施工初期相比）。该石门上覆煤岩层及周围地质情况，在该石门西翼有落差达４ｍ的断层，以至于各层煤在回采时均未进行跨采，留设了煤柱。２．３底鼓分析１）在开巷后，由于围岩的“本构关系”即应力一应变关系发生变化，破坏了原有的应力平衡，围岩应力变化造成巷道底板、两帮岩层卸载产生了弹塑性变形向巷道内鼓起。２）水理作用。在掘进或使用过程中，由于岩层自身含水及施工用水，使底板岩层遇水后体积膨胀，使围岩强度５２降低，塑性增大，以至底板向上鼓起。３）支护强度也是影响底板鼓起的因素，一些巷道支护
只注重巷道顶板，未对底板进行任何有效的支护。在巷道
的支护上，一般均采用锚网喷及各种钢性支架有效地对巷
道顶帮进行支承，底板未进行支护，而各种支护要承受住
来自其周围的压力，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（自由面）进行传递，体现在顶板
下沉，钢性支架下钻底板，破坏了底板原有的应力平衡，
以至底板向有空间的巷道内隆起，造成巷道鼓底。１１
ｖ煤层
及各石门的底鼓即是这样。
４）巷道设计布置也是影响巷道底鼓（破坏）的因素，
尤其是地质构造带及煤柱留设的是否合理以及应力集中区
的存在，容易造成巷道底鼓破坏。
３巷道底鼓的对策及控制
通过对巷道底鼓的分析，结合底鼓的特点，并查阅国
内外各种控制底鼓措施，提出治理措施如下：
１）在设计上尽量将巷道布置在远离地质构造带或应力
集中区域。
２）控制施工期间的用水，将各种汇集水进行集中排
放，减少水对巷道围岩的侵蚀。
３）在巷道断面设计上，从经济角度出发，充分考虑巷
道的变形量，力求最优化。
４）回采巷道在布置上优先选择沿空留（送）巷，如不
能沿空留（送）巷的，要充分分析受力情况，留设合理的煤
（岩）柱，通过实践，大河边煤矿煤柱留设一般在（倾斜方
向）２０～２５ｍ之间，如已回采的原４１３２Ｎ里下工作面回风巷
和４１１３Ｓ外工作面回风巷，其煤柱留设（倾斜）分别为２２ｍ
和２４ｍ，在掘进及回采期间，巷道底鼓变形得到了控制（和
未留设煤柱的同一煤层相比），减少了卧底修复量。
４结论
通过对巷道底鼓的认识和分析，并掌握巷道底鼓的特
点和了解影响巷道底鼓的原因，结合矿井的自身特点，在
煤矿生产中有助于在设计及支护上更好的控制巷道底鼓，
减少巷道破坏变形，保证安全生产。
参考文献：
［１］王卫军，候朝炯，冯涛．动压巷道底鼓［Ｍ］．北京：煤炭
工业出版社，２００３．
［２］张学言．岩土塑性力学［Ｍ］．北京：人民交通出版社，
１９９３．
（责任编辑潘启新）
万方数据