分析煤矿巷道底鼓原因及对策

分析**煤矿巷道底鼓原因及对策
摘要:**煤矿于1982年进行矿井技改扩建,1986年9月竣工投产。

随着开采深度不断延深,生产片盘向下接续延深,收作片盘巷道的主要石门、主要运输巷将要
作为矿井总回风巷下延接续回风片盘,收作片盘的部分主要石门巷道受周边上
下揭露、采动影响其围岩压力增大,巷道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:巷道底鼓岩性水理作用支护
1引言
**煤矿根据地质普终报告和实际开采揭露表明,主要可采煤层为36#、38#、40#、45#、48#、49#煤层,均属于中等灰分,低硫、中磷、中灰熔点,较高发热量的无烟煤。

井田区域内主要构造形态为**—溪口背斜西翼中的一倒转背向斜,褶皱构造和次生断层较为发育,区内断距大于30m的断层有12条,其中:F1断层贯穿于整个井田,对区内地层破坏性最大,以及较发育的褶皱构造和次生断层造成矿井围岩普遍破碎;此外,还受火成岩侵入影响,临近华溪井田强变质带内煤层被石墨化。

由于受地质构造影响,矿井煤层赋存极不稳定,煤层厚度、倾角变化较大,局部块段煤层倾角达80°以上,平均倾角为23°,总体倾向为东西向,整体围岩相对较松软、破碎。

矿井2007年7月以来,矿井+615m片盘巷道的主要石门作为矿井总回风巷道。

目前矿井+580m生产片盘采、掘收作,将要接续作为矿井总回风巷道使用。

由于巷道揭露时间长并受周边采、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。

巷道底鼓给正常生产带来一系列的安全影响,不仅会导致巷道断面缩小,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、给复采及回风的安全生产带来严重威胁。

因此,充分掌握巷道底鼓的原因并采取有效措施,防治巷道底鼓具有一定的重要意义。

2巷道底鼓的分类
2.1轻微底鼓
矿井+580m片盘西北块段48#层间石门受周边采、掘影响,巷道底鼓量
200-300mm。

其48#顶板岩性为泥岩或砂质泥岩,厚度0.6-5.6米,隐蔽水平层理。

见有椭球状、云雾状黄铁矿结核。

底板岩性为细粉砂岩、泥岩,厚度0.7-4.5米。

层里不发育。

含较多不规则、椭球状黄铁矿结核。

由于该块段受F15断层影响,顶底板岩性受其破坏,围岩整体性质变差,出现裂隙、顶板破碎漏顶等现象。

压力显著,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1/10-1/8。

影响运输、行人,及时退底架11#矿工钢棚维护。

所以根据上片盘+580m掘露的巷道及石门,其围岩破碎段容易发生底鼓的地带,在下片盘+535m、+500m片盘相对应的巷道支架上加设底梁。

目前
+535m38#NS、+500m48#NS煤运巷围岩较破碎,在掘进施工支护矿工钢棚上加设木底梁。

如图1-1
架矿工钢棚巷道1-1
木底梁
2.2严重底鼓
矿井+615m片盘生产已收作完毕,于2007年7月作为矿井总回风巷,其中北回
风石门长度180m,石门巷道底鼓量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1/8-1/5。

影响运输、行人、通风、排水要求,及时退底、扩刷、挑顶架11#矿工钢棚165棚,其中架框架(钢底梁)97棚进行维护。

对底板进行下钢梁支护,框架钢棚支护要承受住来自其周边的压力,为使其不被破坏底板原有的应力平衡,不易受周边压力挤出造成巷道底鼓。

因此,严重底鼓的巷道进行退底、扩刷、挑顶架设的矿工钢支架上须加设钢底梁。

如图1-2
架矿工钢棚巷道1-2
钢底梁
3巷道底鼓的影响因素
**煤矿随着开采延深揭露表明,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。

3.1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。

矿井对+535m片盘48#S运巷施工是沿着48#底板进行揭露巷道。

从2008年揭露巷道至今,巷道周边不受采、掘影响,围岩周边完好不要支护。

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+615m回风片盘北回风石门极易产生底鼓,要经常进行退底维护。

3.2水理作用
根据矿井工程地质资料和实际情况,矿区构造复杂,褶曲发育,而且含水层和隔水层相间,使地下水迳流中承受压力,形成裂隙承压水。

含水层组的孔隙裂隙水就成为影响巷道掘进与支护的主要影响因素。

由于巷道所处位臵围岩大部分为泥质胶结,对水非常敏感,岩体遇水泥化现象十分明显。

而巷道在掘进过程中,遇到掘进迎头裂隙水较丰富的地段,围岩遇水即破碎成泥,一方面使已松散破碎的岩体泥化,而出现流变现象,另一方面使得较大块度的岩石出现软化,大大降低了岩块的强度和承载力,从而使得岩块更易于破坏,加剧了围岩裂隙的发育程度,从而形成恶性循环,使得岩体特性显著劣化,无法满足巷道支护的要求。

造成局部底鼓的破坏现象更严重,再加上底板没有支护,底角内挤显著,也严重影响了巷道支护结构的整体稳定,是造成巷道发生严重变形破坏的关键因素。

在巷道揭露或使用过程中,由于岩层各种充水因素,使底板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:
3.2.1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34#-38#层间石门易底鼓。

3.2.2 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。

3.2.3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。

3.3支护强度
巷道支护只注重巷道顶板、边帮,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+615m片盘总回风巷主石门45#-48#石门段采用11#矿工钢支架有效地对巷道顶板进行支承,矿工钢棚没下底梁,对底板未进行支护,矿工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,导致底板向有空间的巷道内隆起,造成巷道底鼓。

3.4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。

4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。

4.1合理布臵巷道
4.1.1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,最好将巷道布臵在煤层开采后所形成的应力降低区域内。

矿井+615m以下片盘主石门布臵比+645m以上片盘主石门布臵合理优化,在空间上尽量避开受采动影响。

4.1.2根据各煤层在上片盘赋存煤层走向、构造分析,可在下片盘揭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。

4.2支护加固
支护加固是指对所揭露巷道,具有底鼓趋势的软岩巷道的底板或两邦岩层松、裂进行支护。

矿井+615m片盘总回风巷北回风石门巷道揭露时间长、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,从2007年至今已有5年的时间,北石门回风巷巷道周边达到围岩应力稳定效果。

4.3加固巷道顶、邦
矿井各片盘生产巷道支护矿工钢架上的顶、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:
4.3.1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。

4.3.2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。

5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,提出了防治巷道发生底鼓的安全措施。

有利于煤矿生产中更好的控制巷道底鼓,减少巷道破坏变形,减少维护量,确保煤矿安全生产,提高矿井的经济效益。

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深井软岩巷道底鼓治理技术探讨

深井软岩巷道底鼓治理技术探讨

深井软岩巷道底鼓治理技术探讨摘要:目前,随着煤炭需求的增多,我国煤矿以10-25m/a的速度向深部延伸,矿井开采强度和开采速度逐年增大,井下岩体环境表现为“三高一扰动”的特性,据统计深部永久巷道返修率高达90%,大部分为底鼓治理工程。

这类问题给深采矿井,特别是软岩矿井的建设和生产带来极大困难。

因此,巷道底鼓的预防、控制和治理已经成为深部巷道稳定控制的重点。

关键词:深部矿井;软岩巷道;底鼓机理;技术深井软岩巷道由于其地应力大,容易受水、风,超前支承压力、机械扰动等作用极易发生底鼓。

底鼓是矿井巷道中常发生的一种动力现象。

在巷道顶、底板移近量中,人们已经能够将顶板下沉和两帮移近控制在某种程度内,目前多数还是由于底鼓引起的。

这类问题给深采矿井,特别是软岩矿井的建设和生产带来极大困难。

因此底鼓治理问题对于我国建设高产高效矿井,提高人员安全保证有着重大的理论意义和实际应用价值。

1 巷道底鼓形成机理在底鼓的形成机理方面,众多学者开展了大量研究,一方面根据岩石本身力学特性,分析岩层压曲、扩容和膨胀各个过程中应力与变形相互作用,预测巷道底鼓程度;另一方面应用弹塑性薄板理论、梁理论和流变理论建立巷道底板力学模型,系统分析底板岩层极限承载力、变形以及制约底鼓发生的条件。

2深井软岩巷道底鼓影响因素2.1 围岩应力当围岩应力达到一定条件时,巷道底板破坏。

围岩应力越大,底鼓越严重。

随着采深增加,上覆岩层重量随之增大,形成的支承压力较大,于是巷道围岩产生压缩变形、剪切破坏等现象。

在加强顶板和两帮支护的情况下,底板强度相对较弱,这样两帮岩体可嵌入底板,因而产生底鼓。

对于深部巷道,构造水平应力一般均大于自重应力。

在构造应力集中带,由于构造应力的作用,薄层页岩顶板一般沿层面滑移,厚层砂岩顶板则以小角度或小断层产生剪切,从而失稳冒落;在高水平应力作用下,巷道首先从支护弱面导致底鼓。

2.2 水理作用由于水的作用减少了岩石层理、节理和裂隙间的摩擦力,使岩石的整体连接强度降低,使岩体沿岩层的节理面、层理面和裂隙面形成滑移面,并将原来层间连接紧密的岩体分为很多薄层,甚至完全丧失强度。

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

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。

亭南煤矿软岩巷道底鼓机理及控制对策

亭南煤矿软岩巷道底鼓机理及控制对策
L i g H NF n —mn U Q a ,C E a g ig n
( h a x C a g u Tn n n C a MiigC mp n t . S an i h n w ig a o l nn o a yLd ,Xi y n 1 6 2 hn ) a a g7 3 0 ,C ia n
S u y o Io a eM e h n s fM i e S f Ro k Ro d y t d n F o r He v c a im o n o t c a wa
a d Co t o un e me s r si n n n M i n n r lCo t r a u e n Ti g a ne
r s t h we ha h o z na tucu e sr s n h tra s r to weln ft e s li ly mi e a ul e t e ul s o d t tte h r o tlsr t r te sa d t e wae b o p in s lig o h welngc a n r lwo d b he s i
煤
炭 工
程
2 1 年第 l 0 1 2期
亭南 煤 矿 软 岩巷 道 底 鼓 机理 及 控 制 对 策
吕 强 , 陈方 明
( 陕西长武亭南煤业有 限公 司,陕西 咸阳 7 30 ) 16 2
摘
要 :亭 南煤 矿软 岩巷 道 底 鼓 剧 烈 ,最 大底 鼓 量 达 50 m,严 重 影 响巷 道 的 正 常使 用 。 0m
Ab t a t sr c :T e e w r e o s f o e v s o c re n te s f r c o d a f T n n n Mi e T e h g e t f o e v h r e e s r u o r h a e c u r d i h o o k r a w y o ig a n . h ih s l r h a e i l t o cud b 0 o l e 5 0 mm n a e o sy af ce ot e n r la p iain o e mi e ra wa . Wi h n i e r g g oo y, a d w s s r u l f t d t h o ma p l t ft n o d y i e c o h t t e e g n e i e lg h n t e s f r c n i e r g me h nc n h h ce c h oi sa d w t h t o o ie i h i n i e r g h ot o k e g n e i c a is a d t e mu i i n e t e re n i t e meh d c mb n d w t t e st e g n e n n s h h a o d c e n t e f o e v eo ma in a d f i r r c s ft e s f r e o d a . T e x mp e e p su y w s c n u t d o h o r h a e d fr t n a l e p o e s o h o o k r a w y l o u t h

巷道底鼓地质原因与防治措施研究

巷道底鼓地质原因与防治措施研究
5 3 0 m东、西运道均布置在 A 3槽顶 板与 B 4 b底 板之间,受原岩 主应 力及其 它构造应力影响 ,底鼓 均很 严重。底鼓严重程度与埋深 成正 比关系,- 2 5 0 m 东运道较轻 ,一 5 3 0 m 东、西运道较严重 ,底 鼓高度
-
0 . 6 ~0 . 9 m不等 。 1巷道底鼓 的原 因 引起巷道底鼓的主要原 因有 :构造应 力、水 的影响、弹性变形 1 . 1构造应力 的基本特 点是 以水平应力为主 ,具有明显 的方 向 性和区域性。 水平应力是影 响巷道底板鼓起 、两帮 内挤 的主要因素 。在软岩 和厚煤层 中,底 板岩 层在水平应力作用下与形成 褶曲构造相类似 , 向巷道空 间鼓起 。如果底板岩层呈粘一一 塑性变 形,底板岩层进入 蠕变状态 。 高水平应力 是造成 底板岩层破坏和强烈底鼓的主要原 因。 1 . 2 水对岩石强度的影 响。 ( 1 )由于水 的作用 减少了岩石层理、节理和裂 隙间的摩擦力 ,
煤 矿技 术
巷道底鼓地质原因与防治措施研究
袁 鹏飞 李亮亮
( 1 .皖北煤 电集 团朱集 西煤 矿生产技术部 ,安徽 淮南 2 3 2 0 8 7;2 .皖北煤 电集 团恒源股份五沟煤矿 。安徽 淮北 2 3 5 1 3 4)
【 摘 要】 近 年来, 随着采矿工程向着煤 田深处不断延伸, 巷道 围
性和应力外 ,矿 车行走时的震动有时也是不可 忽视 的影响因素。这 是 因为震动 使岩 层的连接强度 降低 、松脱 ,产 生裂 隙给水 的侵入形 成通道 ,从而 削弱了岩体 的整体 强度 。
3 巷道底鼓的防治措施 巷道 底 鼓 的 防 治 措 施 即是 在 巷 道 产 生 显 著 底 鼓 之 前 , 采 取 一 些
矿井属急倾斜开采 ,设 计年产 l O O万 t ,由于地质情况复杂 ,煤层 赋存不稳定 ,现年产 8 O万 t 。含 煤共 1 3层,分为 A 、B 、c ,3组 。

深部开采中巷道底鼓问题之我见

深部开采中巷道底鼓问题之我见

深部开采中巷道底鼓问题之我见[摘要]巷道底鼓问题的实质就是巷道底板的破坏以及底板稳定性破坏,一旦发生底鼓问题,就意味着结构失稳。

为此,在这里本文主要针对深部开采中巷道底鼓问题进行了以下方面的分析与探讨。

[关键字] 深部开采巷道底鼓问题分析在煤矿深部开采中,研究巷道底鼓的机理与特征,探讨科学有效经济的防治方法,是我们面临的一个关键性问题。

因此,对深部开采中巷道底鼓问题的探讨有其必要性。

1 问题背景巷道由于受回采或者说掘进的影响,使得围岩应用力状态发生很大的变化,同时,在维护过程中,围岩的性质也会发生变化,如两帮岩体与顶底板之之间的变形,或者向巷道内移动,又或者是底板向上隆起,这些现象都称之为底鼓。

通常情况下,少量的底鼓并不会对巷道造成很大的危害,比如在巷道底鼓量在200mm以内时,由于其底鼓量级对通风和井下运输影响不大,为此,情况就不需要采用专门的措施进行处理,但是若是底鼓量较大,不仅会对围岩造成危害,而且还会妨碍到生产的进行,与此同时,底板作为整个巷道的基础部分,严重的底鼓必然会影响到整个巷道的稳定性。

目前,随着我国煤矿产业的快速发展,其开采深度也正在以每年8-12米的速度迅速增加,尤其是我国东部地区,其开采深度已经达到了每年10-25米的范围,根据大量的研究调查和数据显示,在未来的20年内,我国煤矿开采深度将会达到每年1000-1500米的深度。

因此,在这样的开采环境下,随着开采深度的增加,会使得巷道的变形量也会迅速加大,比如现有的一些煤矿其巷道变形量已经达到了500mm以上,而有些巷道的变形量位移甚至于高达3000mm以上,比如金川镍铂矿区、铁法小康、淮南矿区等,要想对巷道进行维护是存在着很大困难的。

2 底鼓问题及其本特征根据巷道底鼓的矿压观测以及现场调查发现,底鼓问题的其本特征主要表现为以下几点,具体如下:首先,对于深井软岩而言,在整个巷道变形量中,底鼓量占据主要部分,比如某一矿区的具体情况和相关数据来进行说明,前三个月中,其井锚喷网支护巷道两帮内移、顶板下沉、以及底鼓量的比例具体如下:两帮内移量与底鼓量比为1:2.09,1:2.99,1:2.76,而顶板下沉量与底鼓量比为1:1.86,1:1.24,1:2.11。

深井软岩巷道底鼓原因及防治技术

深井软岩巷道底鼓原因及防治技术

深井软岩巷道底鼓原因及防治技术王福洁(霍州煤电集团吕临能化有限公司庞庞塔煤矿,山西吕梁033900)摘要:软岩巷道易发生大变形,其底鼓问题向来是软岩工程中难以解决的难题之一,在深井条件下更为突出。

为解决这类问题,开展软岩巷道底鼓影响因素分析及防治技术研究就显得十分必要。

以吕临能化有限公司南延辅助运输大巷为工程背景,率先对巷道底鼓影响因素进行分析,并以此为基础,提出运用切割槽卸压控制底板高应力,联合运用锚杆、锚索与注浆技术对底板进行加固技术措施。

现场应用结果表明:该底鼓防治方案效果良好,返修工程量低,经济效益显著,能够为相似条件下的深井软岩巷道底鼓防治技术提供一定借鉴。

关键词:深井;软岩巷道;底鼓;切割槽卸压;底板高应力中图分类号:TD395文献标志码:B文章编号:973-729X(2929)69-698-05Causes of flooo h eeve in soft rock roadway of deee mineand its prcvvntion and centroi technologyWANG Fu-jiv(Pangpangtd Cool Mine,Liilin Energy Chemical Co.,Std.,Huozhoo Coal Power Groua Co.,Std.,Suliang033200,China) Abstraci:300wch roabway is prone to larye deformaPon,end its floor heave is always one of the difficolt proPlems in soft roch enfineeWnf,especiaPy in deep mine conditions.In order to solve the proPlem of soft roch roabway support,0is neces­sary to caoe oet the analysis of iidluencinf factors and the research of prevention and control techno W ay of soft roch roabway floor heave.Tabinf auxinaw WansuorWUon roabway vs the enfineerinf bachyroeud,this papee analyzes the iidluencinf fac­tors of roabway floor heave,and based on this,puts fowvard the technical measures to control the floor high stress by usinf the pressure relief of cottinf yroove;and to reinforce the floor by combineP support techno W ay of bolt, cable and yroeUnf. The fielW applicaPon results show that the floor heave prevention and control scheme has yoo8efect,Ww repair wo W quanti-ty and remarkaPle economic benefit,which can provide some reference for the floor heave prevention and control of deep mine soft roch roabway uuder similar conditions.Key words:deep mine;soft roch roabway,floor heave;pressure relief of cottinf yroove;high stress of floor0引言随着我国煤炭资源大规模、超强度开采,采掘活动进一步向深部开展,进入深部后煤炭采掘工作受三高一扰动影响更为明显,其中深部软岩巷道支护工程更是需要直接明对,无法完全攻克的技术难题。

石草台煤矿22105回风巷道底鼓原因调查分析

石草台煤矿22105回风巷道底鼓原因调查分析p1 22105回风巷地质情况22105回风巷沿煤层掘进,掘进长度5521m,地面标高1311-1373m,煤层底板标高987-1040m,回风巷沿掘进方向煤层整体呈下坡,煤层赋存较稳定,局部煤层发育受断层影响呈现波状起伏,掘进过程中揭露断层落差均小于3m。

煤层直接顶为砂质泥岩,灰色,泥质结构,层状构造,水平层理,断口平坦,含粉砂质,厚度1.68~22.47m ;老顶为粉砂岩,灰色,以石英长石为主,含云母,泥质填隙,均匀层理,厚度8.51~18.86m;直接底为砂质泥岩,深灰色,中厚层状,泥质结构,参差状断口,含不完整植物化石,与下伏地层呈过渡接触,厚度1.68~16.9m。

见图1。

2 22105回风巷支护情况22105回风巷掘进断面为5.4×3.2m,巷道断面17.28m2,顶板采用“左旋螺纹钢锚杆+钢筋网片+π钢带+锚索”联合支护;正帮采用“玻璃钢锚杆+双抗塑钢塑料网片+木托板”支护;负帮采用“螺纹钢锚杆+双抗塑钢塑料网片+木托板”支护。

22105回风巷受二次采动影响,在22104工作面回采期间超前进行锚索补强支护,顶板补强支护形式为“锚索+π型钢带”支护,1m/排,每排5套,锚索规格Φ22*8000mm,钢带为8mmπ钢带。

负帮补强支护形式为“锚索+π型钢带”田字锚索支护,锚索规格:Φ22×6500mm,横向π型钢带规格4600×140×8mm,横向施工3排锚索,锚索间距2m,纵向π型钢带规格2400×140×8mm,排距2m。

4300米向大巷方向负帮补强支护取消纵向锚索+π型钢带补强支护。

3 22105回风巷矿压观测本次矿压观测从2012年1月26开始,观测的主要内容为22105回风巷的顶底板移近量,测点位置沿22105回风巷顶板距离负帮1m位置每10m一个测点,观测频率为6天/次。

3.1 观测方法22105回风巷顶板设固定测点,定期测量记录顶底板距离建立数据表,计算下沉量,生成顶底板移近量曲线图。

敏东一矿软岩巷道底鼓机理与防治方法

敏东一矿软岩巷道底鼓机理与防治方法邵力(内蒙古蒙东能源有限公司敏东一矿,内蒙古呼伦贝尔021000)摘要:针对敏东一矿回采巷道严重底鼓问题,对现场巷道底鼓量进行分析,发现其底鼓剧烈,且变形时间长。

为研究I0116300回采巷道底鼓机理,分别对巷道底板岩石进行矿物成分分析和围岩强度测试,依据测试结果,认为底鼓的主要原因是:①底板岩层中含有较多的粘土成分,遇水易软化、膨胀;②巷道底板围岩强度低,巷道塑性破坏范围较大,抵抗变形能力差。

根据敏东一矿地质条件及煤层赋存特点,考虑采用留设底煤掘进的方式防治底鼓,利用数值模拟确定I0116300回采巷道底煤留设厚度应大于1.2m。

关键词:底鼓;数值模拟;软岩;围岩强度中图分类号:TD353文献标志码:A文章编号:1009-0797(2020)04-0083-04Mechanism and prevention of floor heave in soft rock roadway in Mindong No.1MineSHAO Li(Inner Mongolia Mengdong Energy Co.,Ltd.Mindong No.1Mine,Inner Mongolia Hulunbeier021000)Abstract:In view of the serious bottom drum problem in the mining roadway of Mindong No.1Mine,the bottom drum volume of the on-site roadway was analyzed,and the bottom drum was severe and the deformation time was long.In order to study the bottom drum mechanism of I0116300mining roadway,the bottom rock of the roadway was analyzed for the mineral composition and the strength test of the surrounding rock.According to the test results,the main reasons for the bottom drum are:①the bottom rock layer contains more clay components,which is easy to meet water Softening and expansion;②The strength of the surrounding rock of the roadway floor is low,the range of plastic failure of the roadway is large,and the resistance to deformation is poor.According to the geological conditions and coal seam occurrence characteristics of Mindong No.1Coal Mine,consideration is given to the use of reserved bottom coal driving to prevent the bottom drum.Numerical simulation is used to determine that the remaining thickness of the bottom coal in the I0116300mining roadway should be greater than1.2m. Key words:kick drum;numerical simulation;soft rock;surrounding rock strength0引言矿井采掘活动将会导致应力重分布,在应力与围岩的相互作用下将会发生不同程度的矿压显现,而底鼓是巷道剧烈矿压显现的一种形式[1]。

浅析回采巷道底鼓机理

, 可将岩层分 为被 切割 的和未被切割的岩层。对 于被切割岩层 , 可以向 平行于层理的方 向延伸。在 缓斜 岩层 中, 被 切割 层的厚度即为巷道 开掘的高度 , 而未切 割的岩层 ( 即在平行层理方向不可能延伸的岩层) 则是指巷 道 的顶板 和底 板 。 ( 1 ) 首先是开掘巷道的被切割岩层( 指巷道两 帮) , 由于 垂直应 力 而被压 裂 。 ( 2 ) 由于水平应力作用 , 顶底板将 向巷道空间 鼓 出。 ( 3 ) 对巷道底板更深处的岩层 , 由于水平应力 而将 继续 向 巷 道 空 间 鼓 出 , 最 后 达 到 底 鼓 的 最 终 破 坏深 度 。 ( 4 ) 在 巷道 两 侧 及 在 巷 道 底 板 发 生 褶 皱 处 的 裂缝( 被切割岩层的整个区域 ) 发生了错动 。 3巷道底 鼓 治理措 施 每一种减少顶板下 沉、 侧帮位移或底 鼓的支 护措施 , 都对 整个巷 道 周围发 生的破 坏有影 响。 其共 同点 是 : 当采 用 一 种 措 施 可 以 使巷 道 底 鼓 显 著地减小 , 或当巷道侧帮岩体的移动受到阻碍时 , 则巷道两侧的裂缝与楔 形裂 隙体 同样显 著减少。 在 软岩 中 , 当巷 道 底 板 阻 止 了 由于 应 力 解 除 形 成 的破坏 , 将导致较大 的侧帮位移和顶板下 沉。在 硬岩层中 , 当底板被控制不发生剪切破坏 , 则不会 形成剧烈的侧帮位移 与顶 板下沉。相反 , 对底板 破 坏 的控 制 , 可 以改 善巷道 的围岩 性能 。
3 . 1 底 板 锚杆
巷道掘进使岩 体的原岩应 力状态 受到干扰 , 在巷道空 间的 周边形成新 的垂 直 与水平 应力高 峰。根据弹性圆孔理论 , 在不 利的情况下( 侧向压 力系数 入=1 ) , 在巷 道空 间周边 的底板 ( 及在顶 板) 所 作 用 的切 向应 力 , 相 当于 未开 采 时 岩石 压 力 的两 倍 。 当巷 道 周边 处 切 向作 用应 力 比 岩石 的强 度小时 , 形成了巷道空间周边的弹性应变变形。

沿空窄煤柱大断面掘进工作面底鼓破坏因素及防治对策研究

沿空窄煤柱大断面掘进工作面底鼓破坏因素及防治对策研究摘要:针对沿空窄煤柱巷道底鼓破坏的问题,以门克庆煤矿3107回风巷为研究背景,通过现场观察和微震监测,对沿空窄煤柱底鼓变形的因素和围岩变形特征进行了分析研究。

研究结果表明:门克庆煤矿3107回风巷底鼓为非对称底鼓,底鼓呈现生产侧大于煤柱侧;巷道的底板岩性强度弱、破碎鼓起、开挖变形大等特点,关键的影响因素主要为底板岩性和结构状态、支护强度、水理作用、巷道支护强度、地质构造、帮部卸压滞后等,根据底鼓成因分析从煤岩层应力分布和支护强度两个方面提出了“底角锚杆+帮部大直径钻孔卸压+底板爆破”防治巷道底鼓的方案,结合巷道底板岩层位移发现采取上述措施处理后的底鼓量明显小于原支护条件下巷道底鼓量。

关键字:沿空窄煤柱;巷道底鼓;破坏因素;防治对策Study on damage factors and prevention countermeasures of large face along the narrow coal pillarWang Jiancheng1Abstract: In view of the problem of the bottom of the drum alongthe empty narrow coal column, the factors of the deformation of the bottom and the surrounding rock are studied through field observation and microseismic monitoring. The research results show that the bottom drum of 3107 return air lane in Menkeqing Coal Mine is asymmetric bottom drum, and the production side is greater than the pillar side; weak strength, crushing, excavation and large deformation. The keyinfluencing factors are lithology and structure state, support strength, water function, roadway support strength, geological structure, pressure discharge lag, etc., according to the bottom From the aspects of stress distribution and support strength, the control scheme of "bottom corner bolt + large diameter drilling pressurerelief + bottom plate blasting" is proposed. Combined with the displacement of the bottom slab, the bottom drum after the above measures is significantly less than that of the bottom drum under the original support condition.Key words:narrow coal pillar along the air; roadway bottom drum; damage factors and prevention countermeasures在矿井开采过程中,巷道底板围岩稳定性控制一直是煤矿安全高效生产亟需解决的问题之一,随着矿井的不断开采,矿山压力导致的底鼓现象越来越多[1]。

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