巷道底鼓的预防与治理

巷道底鼓的预防与治理

[摘要]：巷道受掘进或回采影响，常使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称为底鼓。目

前巷道顶板下沉和两帮内移能控制在某种程度内，而防治底鼓仍缺

乏经济有效的办法。在底板不支护的情况下，巷道顶底板移近量中

约2/3～3/4是由底鼓造成的。强烈的巷道底鼓不仅增加大量维修

工作，增大维护费用，而且还影响矿井安全生产。因此，研究巷道

底鼓机理及其防治措施一直是软岩巷道支护的重要内容。

[关键词]：巷道底鼓治理措施

中图分类号：s157.2 文献标识码：s 文章编号：1009-914x（2012）32- 0418 -01

1、巷道底鼓类型及机理

由于巷道所处的地质条件、底板围岩性质和应力状态的差异，

底板岩体鼓入巷道的方式及其机理也不同，一般可分为以下四类。

（1）挤压流动性底鼓。有些巷道直接底板为软弱岩层，两帮和

顶板岩层结构完整，强度大大高于底板的强度，底板软弱岩层会因

挤压而流动到巷道内。如淮北芦岭矿二水平6号交岔点，巷道直接

底为厚度6m、浸水后强度极低的粘土岩，在原岩地应力的挤压作用

下，巷道底鼓量高达1200mm，而顶帮的收敛量只有20mm左右，属

于挤压流动性底鼓。

（2）挠曲褶皱性底鼓。当底板岩层为层状岩体时，即使是中硬

岩体，当应力状态满足一定的条件时也可能发生底鼓。其机理是底

板岩层在平行层理方向的压应力作用下向底板临空方向鼓起。

（3）遇水膨胀性底鼓。膨胀岩石是指那些与水的物理化学反应有关并随时间发生体积增大的岩石，主要是粘土岩，其矿物成分中含有物理化学性质活泼的蒙脱石。由于煤矿巷道经常积水，当巷道底板为膨胀岩时会引起膨胀性底鼓。要完全控制由于膨胀引起的底鼓，支架必须有很高的支护阻力。若允许存在一定的底鼓量，支护阻力可显著减少。

（4）剪切错动性底鼓。当巷道直接底板为完整岩层且厚度大于1/7巷道宽度时，在较高的岩层应力作用下，常使底板出现剪切破坏，由此形式的楔块岩体在水平应力挤压下产生错动而使底板产生的鼓起称为剪切错动性底鼓。

2、底鼓的防治

在具有膨胀性围岩中掘进巷道，多数是要发生底鼓的，因此，一般应安设底拱。目前我国防止底鼓的措施一般是用砌块砌筑底拱。也有个别用锚杆加固的，但效果不好，一旦发生底鼓，锚杆翘起，很难处理。底拱的安置时间应视巷道支护方式而定。若用圆碹或近似圆碹作二次支护，则以先底拱、后墙，最后砌拱的顺序施工，一次完成。若用锚喷支护作初始支护，则可在初始支护完成一段时间，底板应力得以充分释放之后再砌筑底拱，并与二次支护同时完成。不论采用何种底拱结构，都必须使底拱两端压在墙下，与墙连为整体。

在国外也有防止底鼓的例子，例如苏联曾采用过底板钻眼松动

爆破，然后注浆加固底板的方法防止底鼓（图4—6）。这种方法能降低围岩应力和提高围岩强度。受回采工作影响后，在加固地段中部底鼓量仅为70～100mm，而未加固的区段已进行了三次卧底。

3、加强水的治理

对工作面有水的巷道，施工时要及时排水，尽量减少水与岩石的接触，防止岩石遇水膨胀。煤矿井下巷道施工能遇到的水主要有岩层地下水、施工工程用水和空气水分三部分，在施工中应分别加以处理。

①地下岩层水——可采取以下措施：水量大的可以提前打钻疏水；对于巷道水应及时修建永久性水沟或用水管导引外流到永久性水沟；巷道低凹易积水处用小井集中后用水泵排入永久水沟。

②工程水——应尽量减少工程用水，在膨胀岩层中禁止用水冲洗岩面和钻孔，须用干式凿岩与干式吸尘。

③空气水分——巷道开挖后应及时用高强速凝防水喷射混凝土封闭岩面，及时隔离空气造成巷道围岩干湿交替的条件。

井下巷道工作面水的处理是很复杂的，给施工造成很多困难，因此往往不被施工人员重视，但在软岩条件下必须引起注意和采取措施进行处理。