巷道地質(zhì)剖面圖

本文格式為Word版，下載可任意編輯——巷道地質(zhì)剖面圖近年來，隨著采礦工程向著煤田深處不斷延遲，巷道圍巖壓力逐步增大，巷道發(fā)生底鼓的現(xiàn)象日益增多，嚴(yán)重影響巷道的正常使用和礦井的安好生產(chǎn)。本文簡(jiǎn)要表達(dá)了巷道底鼓的類型、破壞形式，分析了巷道發(fā)生底鼓的理由并提出了針對(duì)巷道底鼓的幾點(diǎn)防治措施，為維護(hù)巷道的正常使用供給了確定的依據(jù)。

底鼓；卸壓；防治措施

前言

隨著礦井開采深度增加，地應(yīng)力相應(yīng)增大，底鼓日趨嚴(yán)重。某礦井屬急傾斜開采，設(shè)計(jì)年產(chǎn)100萬t，由于地質(zhì)處境繁雜，煤層賦存不穩(wěn)定，現(xiàn)年產(chǎn)80萬t。含煤共13層，分為A、B、C，3組。煤系地層為粉砂巖、砂泥巖互層、頁巖、泥巖、高嶺土等，巖性以中硬及中硬以下為主，巖性硬度系數(shù)f2～6。巖石傾角在70～85°之間，片面地層倒轉(zhuǎn)，原巖主應(yīng)力方向垂直于巖層面，這一特點(diǎn)抉擇了礦井的運(yùn)道比石門巷道底鼓嚴(yán)重。-250m東運(yùn)道、-400m東運(yùn)道，-530m東、西運(yùn)道均布置在A3槽頂板與B4b底板之間，受原巖主應(yīng)力及其它構(gòu)造應(yīng)力影響，底鼓均很嚴(yán)重。底鼓嚴(yán)重程度與埋深成正比關(guān)系，-250m東運(yùn)道較輕，-530m東、西運(yùn)道較嚴(yán)重，底鼓高度0.6～0.9m不等。

1巷道底鼓的理由

引起巷道底鼓的主要理由有：構(gòu)造應(yīng)力、水的影響、彈性變形

1.1構(gòu)造應(yīng)力的根本特點(diǎn)是以水平應(yīng)力為主，具有明顯的方向性和區(qū)域性。

水平應(yīng)力是影響巷道底板鼓起、兩幫內(nèi)擠的主要因素。在軟巖和厚煤層中，底板巖層在水平應(yīng)力作用下與形成褶曲構(gòu)造相類似，向巷道空間鼓起。假設(shè)底板巖層呈粘——塑性變形，底板巖層進(jìn)入蠕變狀態(tài)。高水平應(yīng)力是造成底板巖層破壞和猛烈底鼓的主要理由。

1.2水對(duì)巖石強(qiáng)度的影響。

（1）由于水的作用裁減了巖石層理、節(jié)理和裂隙間的摩擦力，使巖石的整體連接強(qiáng)度降低，使巖體沿巖層的節(jié)理面、層理面和裂隙面形成滑移面，并將原來層間連接精細(xì)的巖體分為好多薄層，甚至完全流失強(qiáng)度。

（2）巖石中的某些礦物成分遇水產(chǎn)生膨脹。

2底鼓破壞的形式

2.1斷裂式底鼓

斷裂式底鼓一般發(fā)生在地板巖層分層厚度較小的砂頁巖地板或存在弱面、薄煤層的底板中。巷道開掘后受兩側(cè)巖柱傳遞的水平壓力的作用，使巷道兩邊內(nèi)移，底板巖層從外觀向深部發(fā)生離層，并在巷道的中部鼓起并斷裂，底版的壓力卸載，應(yīng)力集中區(qū)逐步向深部轉(zhuǎn)移，破壞區(qū)逐步增大，直到圍巖應(yīng)力平衡后才中斷。

2.2軟巖體向巷道空間整體滾動(dòng)

當(dāng)巷道底板是松軟的黏土層或其他強(qiáng)度較低的巖石（更加是巷道底板巖層有積水使底板軟化）或處在礦井深部的巷道，其底板巖層呈典型的蠕變狀態(tài)，在圍巖壓力作用下這些軟化了的巖石便向巷道空間產(chǎn)生整體滾動(dòng)，巷道的兩幫也隨底鼓產(chǎn)生內(nèi)移。

由于巖體滾動(dòng)而產(chǎn)生的底鼓在巷道中往往看不到巖層折斷的現(xiàn)象，只看到較平緩的鼓起，兩幫的內(nèi)移量也較大。這種底鼓的延續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)，當(dāng)巷道底鼓無支護(hù)時(shí)，底鼓量很大，并不因卸載而穩(wěn)定。因此，具有這種底鼓的巷道用臥底的方式往往不能達(dá)成合意效果。

上述兩種底鼓形式有可能混合展現(xiàn)，巷道剛開掘時(shí)，底板巖層展現(xiàn)離層向巷道空間折斷，并沒有整體移動(dòng)，隨著水從裂隙中向圍巖深部滲入，巖石的強(qiáng)度降低，底鼓由折斷形式轉(zhuǎn)化為向巷道空間整體滾動(dòng)形式。應(yīng)需指出的是，影響巷道底鼓的因素除水、圍巖特性和應(yīng)力外，礦車行走時(shí)的震撼有時(shí)也是不成忽略的影響因素。這是由于震撼使巖層的連接強(qiáng)度降低、松脫，產(chǎn)生裂隙給水的侵入形成通道，從而削減了巖體的整體強(qiáng)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產(chǎn)生顯著底鼓之前，采取一些措施阻攔底鼓的發(fā)生和延緩底鼓發(fā)生的時(shí)間；或在巷道產(chǎn)生底鼓顯著之后，采取一些措施減小和操縱底鼓為了保持底板巖層和整個(gè)巷道圍巖的穩(wěn)定性，應(yīng)以預(yù)防為主，治理為輔。

該礦先后采用以下幾種方法防治底鼓：向底板打底腳錨桿；向底板注水泥漿液或水玻璃加水泥混合液漿；砌瓦石或反底拱；底板切縫或穿孔卸壓；卸載爆破；采用反底拱鋼梁和撐木加固底板；底板錨桿和注漿綜合防治；底板錨桿和切縫綜合防治；鋪架全圓型1000#高強(qiáng)度砼弧板支架。進(jìn)入-530m深水平后，針對(duì)在強(qiáng)地應(yīng)力作用下巷道底板發(fā)生變形、鼓起，并帶動(dòng)上部支護(hù)布局變形、破壞等處境，在-530m西運(yùn)道采用自然卸壓與分次底錨聯(lián)合防治技術(shù)，取得較好的效果。

4自然卸壓與分次底錨聯(lián)合防治的施工依次

為使錨桿加固底板既能自然卸壓，又能使上部支護(hù)不破壞，采用分次底錨：

（1）察覺巷道底鼓或巷道掘進(jìn)后，立刻施工兩側(cè)墻腳處的錨桿，即鎖邊錨桿，阻攔墻體內(nèi)移。

（2）讓底鼓穩(wěn)定后，稱自然卸壓（卸載），以釋放地應(yīng)力。

（3）在底鼓趨于穩(wěn)定后，舉行臥底，打中間區(qū)域的錨桿。

（4）在底板中，澆注150～200mm厚砼作養(yǎng)護(hù)層，以防起底后，底板圍巖風(fēng)化、分解。

5鎖邊錨桿的作用原理

底鼓巷道打上鎖邊錨桿，使自然卸壓順?biāo)炫e行，卸壓以后，底板鼓起0.3～0.7m，上部支護(hù)布局完好無損。鎖邊錨桿具有以下作用：

（1）固定作用在確定地應(yīng)力作用下，圍巖將產(chǎn)生破壞，根據(jù)破壞程度把底板圍巖分為不穩(wěn)定區(qū)、較穩(wěn)定區(qū)和穩(wěn)定區(qū)，鎖邊錨桿可將墻體固定在穩(wěn)定區(qū)巖層中，阻攔了墻體內(nèi)移。

（2）組合作用通過錨桿的擠壓作用，可形成組合連續(xù)墻，加深了墻體的根基，使上部墻體通過“組合墻”插入穩(wěn)定的基巖中，增加了上部支護(hù)布局的穩(wěn)定性。

（3）緩沖作用“組合連續(xù)墻”形成之后，阻攔水平地應(yīng)力的作用。由于墻內(nèi)無支護(hù)，制止了硬碰硬，起緩沖作用。

6結(jié)語

自然卸壓和分