红石岩煤矿巷道底鼓原因分析及其治理
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【摘要】近年来,随着采矿工程向着煤田深处不断延伸,巷道围岩压力逐渐增大,巷道发生底鼓的现象日益增多,严重影响巷道的正常使用和矿井的安全生产。
本文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】底鼓;卸压;防治措施前言随着矿井开采深度增加,地应力相应增大,底鼓日趋严重。
某矿井属急倾斜开采,设计年产100万t,由于地质情况复杂,煤层赋存不稳定,现年产80万t。
含煤共13层,分为A、B、C,3组。
煤系地层为粉砂岩、砂泥岩互层、页岩、泥岩、高岭土等,岩性以中硬及中硬以下为主,岩性硬度系数f2~6。
岩石倾角在70~85°之间,部分地层倒转,原岩主应力方向垂直于岩层面,这一特点决定了矿井的运道比石门巷道底鼓严重。
-250m东运道、-400m东运道,-530m东、西运道均布置在A3槽顶板与B4b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,-250m东运道较轻,-530m东、西运道较严重,底鼓高度0.6~0.9m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——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,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。
(2)岩石中的某些矿物成分遇水产生膨胀。
2 底鼓破坏的形式2.1 断裂式底鼓断裂式底鼓一般发生在地板岩层分层厚度较小的砂页岩地板或存在弱面、薄煤层的底板中。
煤矿开采巷道底鼓原因分析

煤矿开采巷道底鼓原因分析煤矿生产中巷道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、采动影响、开采深度及地质构造等直接相关。
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,所以大约有2/ 3是由于底鼓引起的。
这类问题给生产中的矿井,特别是软岩矿井的建设和生产带来极大困难。
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。
1 底鼓的基本形式及影响因素1.1 底鼓的基本形式根据国内外有关底鼓资料的综合分析,巷道底鼓大致可以分为三类:1.1.1 膨胀性底鼓——由于岩质变态膨胀产生的底鼓。
多发生在矿物成分含蒙脱石的粘土岩层,膨胀岩是与水发生物理化学反应,引起岩石含水量随时间而增高且体积发生膨胀的一类岩石,属于易风化和软化的软弱岩石。
1.1.2 挤压性底鼓——岩壁或刚性衬砌在上部压力下插入底板或挤压底板造成跨中隆起的底鼓。
通常发生在直接底板为软弱岩层(如粘土岩、煤等) ,两帮和顶板比较完整的情况下。
在两帮岩柱的压模效应和应力的作用下,整个巷道都位于松软破碎的底板岩层向巷道内挤压流动1.1.3 张性底鼓——底板岩层由于断面上大压力作用而产生带方向性的强烈褶曲隆起所造成的底鼓,它与顶部张性破坏区处于同一轴线上。
前两类为持续型底鼓,而后一类为应力释放短暂型底鼓。
1.2 底鼓的影响因素1.2.1 围岩性质:围岩性质和结构对巷道底臌起着决定性作用,底板岩石的坚硬程度和厚度,决定着底臌量的大小。
1.2.2 地压:围岩中存在高地压是造成巷道底鼓的决定性因素,深部巷道遇到底鼓的情况比浅部巷道多,这完全是由于地压增高所致。
位于残留矿柱下面的巷道也有底鼓的现象,这是因为存在着一个高地压带。
1.2.3 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,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②岩石中的某些矿物成分遇水产生膨胀。
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。
煤矿巷道底鼓防治的分析及探讨

板铺设 0 . 3 m厚毛石作 为垫层 。该段底鼓 变形 量最大 达到约 0 . 8 m, 对皮带及胶轮车的运输都产生一定 的影 响 。 目前 主斜井 底 鼓 出现 已有 3 个 月 时间 , 膨胀 已基本
趋 于稳 定 。
易 见 的 泥岩 , 开 挖 后 支 护前 易 出现 剥 落 、 片 帮现 象 , 其 表 现为 风化 现 象 , 岩性 变 弱 , 其 实质 为 空气 中水分 子 的
一
据 工艺 的要 求 , 巷道 底 板不 予 以支 护 , 待 整条 巷 道施 工
完, 设备撤 出后 , 再进行施工。由于巷道开挖后对周 围 岩体形 成扰动 , 出现 新 的 自由面 , 而 且 底 板 支 护 的延
后, 在 外 界各 种 因 素 的影 响下 , 在 施 工期 间就 可 能会 出
2 0 1 4 年第 9 期
西部 探 矿工程
8 7
煤 矿 巷 道 底 鼓 防治 的分 析 及 探 讨
徐宜贵
( 新疆煤炭设计研究院有限责任公司, 新疆 乌鲁木齐 8 3 0 0 9 1 )
摘 要: 通 过 对 煤矿 巷道 围岩 的表 现 形 式分 析 了底 鼓 形成 的 原 因 , 并列 出可参 考 的试 验 方法 加 以论
}收 稿 日期 : 2 0 1 4 — 0 6 — 2 5
拱、 工字钢等 , 利用这种原理下的支护 , 主要有 以下几 个缺点 : ①造价太 高 , 钢筋砼反底拱 约 2 万元/ m, 如图
作者简介 : 徐宜贵 ( 1 9 6 6 一 ) , 男( 汉族 ) , 江苏连云港人 , 高级工程师 , 现从事煤炭行业工程设计和 咨询工作 。
国投新疆伊犁皮里青矿井 , 主副斜井的底鼓 主要
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。
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。
浅析煤矿巷道底鼓原因及防治技术

浅析煤矿巷道底鼓原因及防治技术作者:杜艳春来源:《中国科技博览》2013年第30期摘要:随着近些年来煤炭开采逐渐走向深部,巷道底鼓问题日趋严重,严重影响了巷道的正常使用和工作面的正常生产。
因此,研究巷道底鼓的机理及防治措施等问题,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。
关键词:巷道底鼓底鼓原因防治技术中图分类号:TD2630、引言我国是煤炭资源丰富的国家,在煤矿生产中,回采巷道易出现不同程度的底鼓,随着近些年来煤炭开采逐渐走向深部,地应力逐渐增大,巷道底鼓问题日趋严重。
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理去做“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。
?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。
近年来,人们已经能够将顶板下沉和两帮移近控制在某种程度内,而对巷道底鼓的研究和控制仍没有大的进展。
为此给深采矿井,特别是软岩矿井的建设和生产的正常进行带来极大困难。
汾西矿业河东煤矿现采三采区10号煤,位于太原组下段上部,平均厚度3.60m,上距9号煤层0.77-5.11m,顶板泥岩为主,局部为砂质泥岩和粉砂岩;底板泥岩为主,局部为砂质泥岩和粉砂岩、中细粒砂岩、炭质泥岩。
三采区回采巷道底鼓问题十分严重,特别是31006回采工作面材料顺槽,在回采过程中,巷道底鼓量约1500mm,在掘进期间即需人工卧底1-2 次,在回采期间还需随采随卧底1-2次,无形增加了劳动用工,降低了全员功效,直接影响煤矿的安全生产及有效发展。
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。
在煤矿生产过程中,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。
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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红 石 岩 煤 矿 巷 道 底 鼓 原 因 分 析 及 其治 理
张恩强 一, 张军华 ,陈永光 , 郑延 鹏。 , 宋 坤 , 贾一兵
( 1 . 西安科技 大 学 能源 学院 , 陕西 西安 7 1 0 0 5 4 ; 2 . 教 育部 西部矿 井开采及 灾害防治重点实验室 , 陕西 西安 7 1 0 0 5 4 ;
第4 0卷
第 6期
矿 业安 全 与环 保
MI NI NG S AF E T Y& E NVI RO NME NT AL P RO T E C T I O N
Vo 1 . 40 No . 6 De c . 2 01 3
2 0 1 3年 1 2月
张恩强 , 张军华 ,陈永光 , 等. 红石岩煤矿巷道底鼓原 因分 析及 其治理[ J ] . 矿 业安全 与环保 , 2 0 1 3 , 4 0 ( 6 ) : 6 5 — 6 8
中图分 类号 : T D 3 2 2 . 1 文献标 志码 : B 网络 出版 时 间 : 2 0 1 3 - 1 1 - 2 1 1 3 : 2 5 网络 出版 地址 : h t t p : / / w w w . c n k i . n e t / k c ms / d e t a i l / 5 0 . 1 0 6 2 . T D. 2 0 1 3 1 1 2 1 . 1 3 2 5 . 0 2 1 . h t m l
Ca us e An a l y s i s o f Ro a dwa y Fl o o r He a v e a nd I t s Co nt r o l i n Ho ng s h i y a n Co a l Mi ne
ZHANG En q i a n g j
3 . 红石岩监狱煤矿 , 陕西 延安 7 2 7 3 0 7 ; 4 . 陕西董 东煤业有限责任公 司 , 陕西 澄城 7 1 5 2 0 0 )
摘要 : 红 石岩煤 矿 Ⅳ采 区 1 2 4 0 6回风 巷底 板 经常发 生 大变形破 坏 , 为 此分析 了软岩 巷道 变形破 坏 原 因, 提 出巷 帮 加 固、 底板 卸压 的治理 思路控 制 底鼓 。 采 用数 值 模 拟 的方 法 , 对 巷道 未 支 护 、 原支 护 方 案 , 以及 注浆 加 固+ 卸压 槽联 合支 护 新方案 的顶底板 位 移 、 应力 分布 进行 了对 比研 究 , 模 拟结果 表 明: 采 用 注 浆加 固+ 卸压槽 联合 支 护 , 巷道 底 鼓量 比原 支护减 小 了一半 , 对 底鼓 的控 制作用 明显。对 注浆 参数 、 卸压 槽参数等进行 了计算分析 , 联合 支护实施效果表 明, 控制 了围岩 的强烈变形 , 平均底鼓 量 由原支护的 1 2 0 0—1 5 0 0 m m减 小到 2 4 5 m m, 保 证 了巷道 的稳定 。 关键 词 : 煤矿 巷道 ; 底鼓 ; 软岩; 锚 注加 固; 卸压槽
Ab s t r a c t :S e v e r e d e f o r ma t i o n a n d f a i l u r e o t f e n o c c u r r e d i n t h e l f o o r o f 1 2 4 0 6 a i r —r e t u m w a y i n I V wi n n i n g d i s t ic r t o f Ho n g s h i y a n Mi n e .f o r t h i s r e a s o n,a n a l y s i s f d e f o m a r t i o n a n d f a i l u r e o f t h e s o f t r o c k r o a d w a y wa s ma d e a n d t h e c o n t r o l me a s u r e b y r e i n f o r c i n g t h e r o a d wa y s i d e a n d r e l i e v i n g t h e l f o o r p r e s s u r e t o c o n t r o l l f o o r h e a v e wa s p u t or f w a r d i n t h i s p a p e r .Co mp a r a t i v e s t u d y wa s c a r r i e d o u t o n t h e r o o f a n d l f o o r d i s p l a c e me n t nd a t h e s t r e s s d i s t i r b u t i o n o f t h e r o a d w a y i n hr t e e
,
Z HA NG J u n h u a 3,C HEN Y o n g g u a n g 4, ZH ENG Y a n p e n g 3, S O NG K u n 3, J I A Y i b i n g 3
( . S c h o o l o fE n e r g y a n d R e s o u r c e , X i ’ a n U n i v e m i t y fS o c i e n c e a n d T e c h n o l o g y , X i ’ a n 7 1 0 0 5 4 , C h i n a ; 2 .K e y L a b o r a t o r y fW o e s t e r n Mi e n E x p l o i t a t i o n a d n H a z a r d P r e v e n t i o n , Mi n i s t y r o fE d u c a t on i , X i ’ a n 7 1 0 0 5 4 , C h i n a ; 3 .H o n g s h i y a n P r s i o n C o a l m i e, n Y a h ’ a n 7 2 7 3 0 7 ,C h i n a ; 4 .S h a n x i D o n g d o n g C o a l C o . , L t d . ,C h e n g c h e n g 7 1 5 2 0 0 ,C h i n a )