【摘 要】近年來，煤炭采掘不斷深入化，巷道底鼓方面的問題隨之加劇，這直接制約了巷道的正常應(yīng)用及工作面上的各項生產(chǎn)。所以分析巷道底鼓形成機理并提出針對性預(yù)防策略是預(yù)防及降低底鼓現(xiàn)象的關(guān)鍵，這不僅有助于國內(nèi)建設(shè)高產(chǎn)量、高效率礦井，也為各方面操作人員提供了安全保障。本文分析了煤礦回采巷道底鼓機理，并提出了實用性防治策略。

【關(guān)鍵詞】煤礦回采 巷道底鼓 防治策略

底鼓屬于煤礦井巷中常見的動力現(xiàn)象。通常在巷道掘進之后對應(yīng)圍巖會經(jīng)由三向應(yīng)力轉(zhuǎn)為二向應(yīng)力，這些應(yīng)力之間的變換極為復(fù)雜化，導(dǎo)致底板巖層拉伸破壞，進而形成底鼓。巷道形變中三分之二的現(xiàn)象都是底鼓現(xiàn)象，該情況的出現(xiàn)縮減了巷道斷面，甚至導(dǎo)致巷道的報廢，這些都關(guān)乎著礦山的生產(chǎn)安全。

1 巷道底鼓誘因

1.1 巷道圍巖承受荷載量偏大

通常在巷道掘進之后的采動，促使其形成的圍巖荷載較為集中，這也是出現(xiàn)底鼓現(xiàn)象的關(guān)鍵因素。再加上各項采掘活動的持續(xù)深入及地應(yīng)力的增加，導(dǎo)致部分區(qū)域應(yīng)力非常集中，頂壓過大則壓力巷道兩幫就會將壓力傳至底板，底板沒有相關(guān)支護則不能承受更大的壓力，最終出現(xiàn)形變現(xiàn)象且向上鼓起，這就是底鼓現(xiàn)象。由于307工作面?zhèn)纫殉蔀椴煽諈^(qū)，受采動壓力及老采空區(qū)壓力影響，出現(xiàn)底鼓現(xiàn)象是在所難免的。

1.2 巷道底板巖石弱化

隨著采掘程度加深，鉛直地應(yīng)力或者是水平地應(yīng)力隨之加大，導(dǎo)致深層巷道掘進之后圍巖出現(xiàn)松動圈，圍巖承受的荷載力也持續(xù)降低。巷道臨近位置集中荷載量超出了圍巖自身承載力，造成巷道頂板下降和兩幫移動量提升，以至巷道圍巖塑性區(qū)域的范圍加大。加之部分地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力對其所造成的影響，巷道圍巖出現(xiàn)軟巖。采掘深度加深及地溫偏高，最終造成圍巖出現(xiàn)更大的塑性形變。通常巷道底部是沒有任何支護條件的，不能控制塑性區(qū)域擴張外部阻力，導(dǎo)致巷道底部圍巖弱化，從而極易出現(xiàn)底鼓現(xiàn)象。

1.3 巷道形狀和規(guī)格對底鼓造成的影響

通常巷道圍巖荷載一定，寬度過大的巷道均是極易出現(xiàn)底鼓現(xiàn)象，巷道寬度都是要適應(yīng)于工作面上的各項回采工作。所以某些輔助性巷道設(shè)計寬度是應(yīng)該適應(yīng)于各方面回采工作的下限要求，經(jīng)過增大巷道高度來促使其適應(yīng)于通風等，以便于降低巷道底鼓量。所以307綜采工作面在回風順槽底鼓顯現(xiàn)嚴重的區(qū)段進行破底工作后，由于307輔運順槽將做為308工作面的回風順槽，在回采308工作面過程中，也會因為其巷道規(guī)格的變化出現(xiàn)二次底鼓。

1.4 水理作用

通常巷道出現(xiàn)底鼓現(xiàn)象均是由于底板受水浸泡，底板被水浸泡抗壓強度受到影響。巷道底板巖石在受水浸泡之后呈現(xiàn)較為破碎的狀態(tài)，加之巷道底板巖石中具有高嶺土等，這時就會出現(xiàn)膨脹且出現(xiàn)底鼓。307工作面煤層底板巖性由泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂質(zhì)粘土巖等組成。泥巖遇水浸泡后其抗壓強度會相應(yīng)降低，并且會產(chǎn)生膨脹現(xiàn)象，使巷道產(chǎn)生塑性變形，從而造成巷道底鼓。

2 巷道底鼓防治策略

2.1 卸壓方式

通常卸壓方式均是利用人為性策略來改變巷道圍巖應(yīng)力，促使底板巖層處在應(yīng)力降低位置，以確保底板巖層的穩(wěn)定性?，F(xiàn)階段的卸壓方式是有著切縫和打鉆孔，或者是爆破和掘巷卸壓等。通常打鉆孔技術(shù)有著較大難度，由于鉆孔之間距離極小時直徑均是五十至六十毫米的孔，但是這樣不出現(xiàn)偏斜極為不易。并且該方式卸壓范圍要比底板切縫小，通常是應(yīng)該考慮鉆孔之后出現(xiàn)底鼓現(xiàn)象的幾率。

2.2 錨桿底板加固

一般情況下的底板均是成層的，所以能夠適應(yīng)于錨桿加固方式。木錨桿是用在巷道范圍之內(nèi)所展開的垂直鉆孔，鋼錨桿是用在斜孔方面，通常是錨進入兩幫下面地層中。該方式能夠有效降低巷道底板出現(xiàn)破碎的幾率。工作原理是：其一，將較為弱化的底板巖層和下端穩(wěn)定巖層有效連接，以便于控制弱化巖層出現(xiàn)擴容或者是膨脹所導(dǎo)致的裂縫開裂和新生裂縫，抑制住弱化巖層持續(xù)向上鼓起發(fā)展；其二，將幾個巖層進行連接且促使其形成一個梁，這樣能夠起到承受彎矩作用。該組合梁極限抗彎能力更為堅固。

2.3 底板注漿

通常注漿形式或者是材料取決于壓力及時間長短，巖層間裂縫極有可能出現(xiàn)被粘合的現(xiàn)象，注漿壓力超過圍巖強度時就會出現(xiàn)新裂縫，更會滲進漿液。注漿之后的巖層實現(xiàn)的結(jié)合強度是由所選用的注漿材料來決定的。通常使用聚氨酯材料，巖層之間的結(jié)合力更高且加固效果良好，不過底板潮濕時的粘合力及強度偏小，致使最終成本偏高。注水泥漿成本偏低，但結(jié)合力也相對偏低。因此材料選用時務(wù)必要依據(jù)具體狀況選擇最適宜的，307綜采工作面內(nèi)煤層總體為由東向西傾斜的單斜構(gòu)造，排水條件較為良好，且底板為泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂質(zhì)粘土巖等，所以更適宜選擇聚氨酯材料進行注漿。

2.4 巷道壁充填

巷道及未采煤柱間巷道壁充填，這關(guān)鍵是將側(cè)翼地層壓力支點合理轉(zhuǎn)為距離巷道較遠位置進行壓力分布改善，提升底板粘土在未采煤柱下端給巷道流動的阻力。再者就是采用永久性巷道底板支護，該方式是巷道底板位置掘出矩形坑槽再填充遇水硬結(jié)材料，以便于形成混凝土反拱。該類支護有著較高且均勻的作用力，用在底板上支護阻力。并且，添加伸縮支撐來提升混凝土反拱以便于得到較大抵抗底鼓殘留形變阻力的能力。

2.5 巷道水控制

通常地下巷道內(nèi)均是有水存在，水也是導(dǎo)致巷道底鼓出現(xiàn)的關(guān)鍵，所以水侵蝕則導(dǎo)致自然界中礦物強度出現(xiàn)弱化。這時應(yīng)該確保地下巷道排水是及時且通暢的，具備較高排水標準。本工作面對應(yīng)地表呈東高西低、南北高、中部低的波狀斜坡狀地形，工作面中部又有水溝橫穿，巷道內(nèi)部水汽過大會加劇暴露的圍巖軟化，所以更應(yīng)確保排水的及時、通暢。

3 結(jié)語

總之，巷道底鼓關(guān)乎著礦井生產(chǎn)的安全，因此應(yīng)更好的處理以確保礦井安全操作，實現(xiàn)高產(chǎn)量、高效率目的。通常巷道底鼓出現(xiàn)的誘因諸多，針對性防治策略是處理巷道底鼓的關(guān)鍵，務(wù)必要依據(jù)具體形成因素和礦山自身技術(shù)經(jīng)濟條件，選用適宜于自身礦井的防治策略，確保煤礦回采巷道底鼓現(xiàn)象得以處理，穩(wěn)固礦井安全生產(chǎn)。

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作者簡介：武利（1985—），男，內(nèi)蒙古鄂爾多斯人，本科，畢業(yè)于太原理工大學(xué)，目前就讀于太原理工大學(xué)礦業(yè)工程在職研究生，初級，現(xiàn)就就職于內(nèi)蒙古李家塔煤礦。