潘一东矿软岩巷道底鼓机理与控制方法

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灵东矿软岩巷道底鼓机理与治理方法

引言灵东矿位于内蒙古自治区东北部，采取巷道围岩属于典型的软岩。煤层顶底板围岩强度低于煤层强度，不得不将巷道底板布置在煤层中。
向外部变形，围岩只得向内部变形，这样就产生了底鼓可见，巷道两帮的压力会传递给底板，底板的强度不足于承受上不传递的压力时，就会变形破坏，变现为底板的煤或岩石像巷道内部移动，从而形成了我们看
工
灵东矿软岩巷道底鼓机理与治理方法
１．中煤三建南龙铁路项目部福建三明陈琛’ 黄莲莲３６５０５９２．中煤三建二十九工程处安徽宿州２３４０００
【摘要ｌ灵东矿ｗ１ｏ１采取位于软岩中，采区内大部分巷道掘进一个月
后底鼓量达到１２ｍ。为了解决运输和通风等问题，采用太沙基理论分析了底
坏极为严重，其变形破坏特点与前面相似。其他部分巷道虽然没有这两
段严重，但是表现出类似的破坏类型。鼓产生的机理，针对底板岩层的受力特征设计了连体底板注浆锚杆的布置２．３巷道变形破坏机理分析方式。在巷道返修的过程中，严格按照设计图纸使用，保证了底板锚杆的施根据太沙基理论，当墙体受力时会把压力传递给地基．墙体下的地工质量。实践证明，连体注浆锚杆是解决软岩巷道底鼓有效的方法。基会产生变形，一般会产生两个对称的滑移面，土体滑移从而在地面上【关键词ｌ软岩；底鼓；锚注支护产生鼓包。在巷道施工过程中，当地压较大而底板的围岩强度较低时，同样会产生类似的效应，不过因为巷道帮部的外侧是围岩，阻止了围岩

潘一东深井软岩巷道修复技术研究

２巷道变形破坏特征及其原因分析
通过对风井环形车场现场调研，井底车场巷道破坏形
式主要表现为：
１）巷道底鼓严重，并沿纵向产生张裂现象，观测记录
表明，一周内最大底鼓量能达到３０ｍ左右。造成环形车０ｒａ场巷道底鼓的原因主要如下：一是由于巷道拱顶及两帮个方向是有支护的，而底板是 “ 面 ” 弱，在两帮围岩的挤压
煤
炭
工
程
２１０１年第ｌ２期
潘一东深井软岩巷道修复技术研究
沈景钊，杨张杰
（．淮南矿业集团潘一东区，安徽淮南１２２０；２３０１．安徽省煤炭科学研究院，安徽合肥２００３０１）
摘
要：针对潘一矿东区环形车场失修严重的问题，在现场观测的基础上，分析其破坏特征
ｄｆｒｔｎｏｅｒａｗａｕｒｕｄｎｏｋａｄｇｏｕｐｒｅｆｃａｂａｎｄｅｏｍａｉｆｔｏｄｙｓｒｏｎｉｇｒｃｎｏｄｓｐｏｔｆｔｗｓｏｔｉｅ．ｏｈｅＫｅｗｏｄ：ｓｆｒｃｏｄａｆｄｅｎｈｆｍｉｅｒｐｉｅｈｏｏ；ｂｌ／ｔｅｓａｃｏｏｉｅｕｐｒ；ｙｒｓｏｏｋｒａｗｙｏｅｐｍｉｅｓａｔｎ；ｅａｒｔｃｎｌｇｔｙｏｔｓｅｌｍｅｈｎｈｒｃｍｂｎｄｓｐｏ／ｔｓｐｏｔｐｂｔｐｕｐｒｓｙｓｅｔｅ

软岩巷道底鼓治理机理分析

软岩巷道底鼓治理机理分析孙广龙【摘要】In recent years, with increasing depth of min-ing, kick drum phenomenon has become one of the main fea-tures in the form of soft rock tunnel with weak structure roadway deformation and destruction, in order to control the soft rock roadway floor heave, the article analyzes the dynamic pressure and causes of soft rock roadway floor heave. By engineering ex-amples, this paper illustrates the variation of the roadway and the top and bottom of the drum on the floor heave between two roles, and made for the anchor net support on the floor heave deformation affected. This paper provides basis for roadway sup-port and the bottom drum control.%近年来，随着矿井深度的不断增加，底鼓现象已成为软岩巷道与弱结构巷道围岩变形和破坏的主要特征与形式之一，为了控制软岩巷道底鼓，本文分析了动压及软岩巷道底鼓的成因，依据工程实例，来阐述巷道底鼓的变化规律及顶板和两帮对巷道底鼓的作用，并提出了针对锚网索支护对巷道底鼓变形的影响。

文章为巷道的支护和底鼓的治理提供了依据。

软岩巷道复合型底鼓破坏机理及控制对策

第1期山西焦煤科技No. 1 2018 年1月Shanxi Coking Coal Science & Technology Jan. 2018•专题综述•软岩巷道复合型底鼓破坏机理及控制对策刘富平(霍州煤电集团辛置煤矿，山西霍州031412)摘要针对软岩巷道变形严重，返修率高且维护困难的问题，通过地质调查及理论分析得出其为剪切滑移-物化膨胀型的复合型底鼓。

通过数值模拟对不同支护方案效果进行分析，得出深浅孔锚索注浆加固方案治理效果最为明显。

现场施工中，在进行反底拱施工后配合深浅孔锚索注浆加固，巷道最终底鼓变形量控制在30 m m左右，有效维护了巷道的稳定性。

关键词软岩巷道；石门底鼓；深浅孔锚索注浆；反底拱中图分类号：TD353 文献标识码：B文章编号：1672 -0652(2018)01 -0049 -041工程概况某矿一水平标高为-823 m，该矿井底车场处于 13#煤层底板、11#煤层顶板，西翼运输石门是井底车场重车线与西翼运输大巷连接的枢纽。

西翼运输石门采用炮掘施工，巷道形状为直墙半圆拱，巷道掘进断面高为4 850 mm、宽为5 800 mm,净断面高为 4 540 mm、宽为5 200 mm,支护方式为U型棚+锚网索+注浆联合支护方式，巷道底板无支护。

运输石门沿1T煤顶板掘进，1。

煤平均厚2.6 m,伪顶为0.3 m 厚的泥岩，直接顶为厚约4 m的灰黑色砂质泥岩，直接底为9.4 m厚的炭质泥岩，老底为15.7 m厚的中细砂岩。

该石门巷道掘成后巷道围岩整体支护效果良好，巷道顶板及两帮变形M较小，但大M级的底鼓严重影响了巷道的正常使用，巷道多处呈现沿底板中央开裂隆起现象，虽然多次卧底维护，但卧底过后巷道扔持续底鼓，且底鼓速度增快，巷道维护困难。

2 石门底鼓机理研究软岩巷道发生底鼓的原因是多样的，通过T.程地质调丧可知，运输石门直接底为泥岩等软弱岩层，且会受到水的作用，因此会最终形成剪切滑移一物化膨胀型的复合型底鼓。

软岩巷道底鼓机理及控制技术研究

软岩巷道底鼓机理及控制技术研究摘要：随着我国煤矿开采逐渐向着根深部发展，软岩巷道底鼓问题表现的日益严重，直接影响了巷道安全和煤矿生产。

因此，本文以依兰第三煤矿西冀辅运大巷工程实际为原型，采用理论分析和现场实践等方法，针对巷道底鼓的影响因素、形式以及底鼓变形过程进行了深入研究。

提出了针对性的巷道支护优化方案，对保障我国深部资源安全开采具有重要的理论意义。

关键词：软件巷道；底鼓；控制引言：软岩是软弱、破碎、松散、膨胀、流变、强风化蚀变及高地应力的岩体的总称[1-2]。

巷道开挖后，破坏了岩体的原岩应力状态，引起应力重新分布，围岩将向巷道内移动缩小导致底鼓现象发生，严重阻碍了运输和人员行走，增大了通风阻力。

矿井不得不投入大量人力、物力进行“卧底”等临时处理，由于软岩巷道一旦发生底鼓，一般是具有持续性很难稳定需反复拉底，而且严重地影响到巷道两帮和顶板的稳定。

因此，如何有效地控制巷道底鼓，保证煤矿软岩巷道稳定和使用寿命，降低巷道维修率，这对处于软岩地层的巷道具有重要意义。

1、工程概括依兰第三煤矿投产时在一采区布置一个上1+上2煤层综放工作面，设计矿井投产时生产能力为1.8Mt/a，井筒落底-595m水平后沿井田东西向布置一组大巷，其中-595m西冀辅运大巷为穿层巷道，断面形状为拱形，净断面宽度为5000mm，高度为4000m，顶底板围岩性质以炭泥岩为主。

作为连接井底车场的重要运输通道，该巷道服务期间巷道两帮非均匀大变形显著，由于底鼓未进行支护导致底鼓现象较为严重，多次修复后仍然具有明显变形。

图1 西冀辅运大巷断面支护示意图2、底鼓影响因素2.1巷道底鼓的影响因素（a）底板岩性西冀辅运大巷穿煤层掘进，其底板主要为松软破碎、岩性较弱、完整性差的炭质泥岩，底板中节理和裂隙均较为发育，再加上炭质泥岩且遇水软化易膨胀，在岩体表面产生裂隙，使底板岩体承载能力降低。

（b）支护形式目前，该矿大巷顶板和两帮采用锚网喷支护方式，巷道掘进过程中并没有对底板采取加固和封闭措施，仅在底板表面采取混凝土硬化处理，聚集在软岩巷道顶板和两帮的应力未能充分释放，只能向底板传递，底板未采取有效支护手段加以控制，随着时间推移底板岩层在应力集中的作用下，底板岩层内原生裂隙逐渐发育与贯通破坏，大量破碎岩体在应力挤压作用下向巷道内涌入，由于混凝土层厚度小，故而加固效果有限，不足以抵抗底板岩层向上鼓起。

浅析深部软岩巷道底鼓机理及控制技术

６・
科技论坛
浅析深部软岩巷道底鼓机理及控制技术
左超
（安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室，安徽淮南２３２００１）
摘要：进入深部开采阶段，面对日益严重的软岩巷道底鼓问题，本文从巷道底鼓产生机理和底鼓的破坏程度两个方面对巷道底鼓进行了分类，分析了巷道底鼓的影响因素，并在此基础上总结了深部软岩巷道底鼓控制的防治措施。工程实践表明：采用联合支护加固的方法，能有效控制巷道底鼓。关键词：深部开采；巷道底鼓；底鼓机理；防治措施
目前，我国煤矿开采深度逐渐增加，预计未来很多煤矿将转为
千米深井。煤矿在深部开采时，地质环境复杂，在多场、多相耦合作用下，深部巷道支护特别是深部软岩巷道支护更加困难，巷道底鼓现象尤为突出。巷道底板稳定性更加难以控制，强烈的底鼓不仅带来大量的维修工作，增加维护费用，而且底板大量变形经常导致巷道两帮及顶板变形，从而使整个巷道失稳，给安全生产带来严重威胁嘲。因此，在深部软岩巷道的底鼓防治研究对深部矿井的安全生产有着重要的影响和意义。本文在对深部软岩巷道底鼓的产生机理及底鼓类型进行总结的基础上，对巷道底鼓防治方法进行研究，并通过工程实例对综合性加固法的底鼓控制方法进行实验。１巷道底鼓的类型１．１按巷道底鼓产生机理分类。由于巷道地质条件、围岩性质和应力状态的不同，巷道底鼓产生的机理也不同，底鼓主要分为挤压流动性底鼓、挠曲褶皱性底鼓、剪切错动性底鼓和遇水膨胀性底鼓４类。不同类型的巷道底鼓，都有各自不同的特征。１．１．１挤压流动性底鼓。此类底鼓常发生于软弱破碎底板（如煤、粘土岩等），两帮及顶板强度远大于底板岩体强度，底板受到严重挤压形成挤压流动性底鼓，如图１（ａ）。１．１．２挠曲褶皱性底鼓。此类底鼓是在平行于层理方向的压力作用下，底板岩层向巷道内部挠曲褶皱使底板岩体失稳产生的，如图１（ｂ）。底板岩层分层越薄，巷道越宽，底鼓量也越大。１．１．３剪切错动性底鼓。巷道直接底板为厚层岩体，在高应力作用下，底板受剪切作用发生破坏，底板岩层由于剪切破坏出现楔块体，相互错动的楔块体造成巷道底鼓，如图１ｆｃ１。１．１．４遇水膨胀性底鼓。通常，含有蒙脱石、伊利石等的粘土岩层浸水后，岩石强度弱化，同时便随体积的急剧增大。在井下生产中，膨胀岩底板遇水会迅速膨胀。形成膨胀性底鼓。１．２按巷道底鼓破坏程度分类。根据巷道底鼓的破坏程度，巷道底鼓可分为以下４类：１．２．Ｉ轻微底鼓，底鼓量为１００２００ｍｍ，巷道两帮基本没有移动变形，底板出现微小裂痕，顶板局部开裂，底板轨道有轻微鼓偏，断面收缩量小，巷道底鼓不严重，不影响正常使用，如图２（ａ】。１．２．２明显底鼓，底鼓量为２００～３００ｍｍ，巷道底鼓现象明显，底鼓速度增加，３４天底鼓量可达２０～５０ｍｍ。巷道两帮发生内移变形，顶板下沉，巷道底板起鼓，轨道偏斜，水沟被挤，喷层开裂，需要及时进行巷道维护，如图２０）。１．２．３严重底鼓，底鼓量为３００—５００ｍｍ，底鼓速度迅速增大，一昼夜的底鼓量可达５０～ｌＯＯｍｍ，底鼓持续时间长，巷道两帮移近量增大，顶板下沉、开裂，枕木鼓歪、鼓断，轨面鼓偏，水（ｃ）严重底鼓（ｄ）破坏性底鼓沟挤坏，巷道喷层裂缝较大，严重影响煤矿的安全生产，必须及时进图２巷道破坏分类及其示意图行翻修、扩修处理，如图２（ｃ）。１．２．４破坏性底鼓，底鼓量达５００～８００ｕｔｒｎ，底鼓发展迅速，对巷道两帮、顶板及底板结构的稳定性破坏巷道底鼓的形成与发展有一定的影响。２．１底板岩性。巷道底板岩性对巷道底鼓的形成起决定性的作极大，一昼夜的底鼓量可达２００～３００ｍｍ。此类底鼓现象极其严重，巷道两帮岩石开裂、片帮、内移，顶板破裂、下沉，底鼓持续时间较用。２．１．１巷道底板岩层的薄厚以及破碎程度等不同的地质条件，形长，严重时可使巷道垮落并处于半封闭状态，无法正常行人和通风，成了如１．１所述的巷道底鼓的类型。２．１．２巷道为软弱底板岩层时，必须进行彻底翻修和加强支护，如图２（ａ）。其强度远远小于底板深部完整岩层及两帮围岩的强度，在力的作用２巷道底鼓的影响因素底板软弱岩层的变形随着时间的增长而不断增大，故巷道底板巷道底鼓的影响因素众多，其中底板岩性、应力状态及地质条下，岩层的软弱程度在一定意义上决定了巷道底鼓的严重程度。２．１．３件（水理作用）是造成底鼓的主要因素，支护强度和巷道断面形状对作者简介：左超（１９９０一），男，河北石家庄人，安徽理工大学采矿工程专业在读硕士研究生。

潘一东矿深部软岩巷道底鼓控制技术

开挖后，顶部变形下沉易垮落；帮也整体向巷空两
水平位于一７以下，８０ｍ井底车场位于１－１２煤
和１— ３１煤层之间，３Ｆ２断层自西向东穿过井底车
方向移动；时，板产生强烈底鼓，底角内移同底两上抬、底板中部凸起。期来压快、形量大；初变稳定
１工程概况
潘一东矿位于淮南煤田潘集背斜的东南部，
为潘一井田东翼的一部分，北部为潘二煤矿。煤含
的钢板。副井马头门二次支护采用双层钢筋混凝
土支护。
ห้องสมุดไป่ตู้
地层总体构造形态为一轴向北西西的不对称背斜
后围岩仍以一定速度长时间持续大变形。巷道开挖一个月内，两帮收敛量累计为４０７０ｍ巷道０～０ｍ，底鼓量为６０１０ｍ，：０～０ｍ５巷道断面收敛量达３％～０
场附近，断层的落差为２倾角６。倾向１０，０ｍ，０，９。断层带宽度８ｍ，断层带充填物破碎，水性差，隔
之东部倾伏端；地层倾向由南翼的倾向南渐变为北翼的倾向北东，角极缓，倾一般在６～８。矿井。。
一
受围岩松软低强度和埋深及地质构造应力大等双重作用影响，锚网喷巷道压力显现强烈，围岩变形具有四周来压和显著的流变时间效应。巷道
泥化、膨胀，同时开掘巷道后应尽早加固巷道软弱

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。

深部软岩井巷工程优化设计与施工的实践

深部软岩井巷工程优化设计与施工的实践根据潘一东矿井特殊的深井地质条件，优化巷道布置结构和巷道的支护形式，选择合适的施工工艺，取得了一定的成效，对类似矿井地质条件的工程有一定的参考。

标签：深井软岩特殊地质优化设计1 概况1.1 矿井地质概况潘一东矿井位于淮南煤田潘集背斜的东南部。

含煤地层总体构造形态为一轴向北西西的不对称背斜之东部倾伏端；地层倾向由南翼的倾向南渐变为北翼的倾向北东，倾角极缓，一般在6°～8°。

矿井井底车场位于11-2煤和13-1煤层之间，F32断层自西向东穿过井底车场附近，断层的落差为20m，倾角60°，倾向190°，断层带宽度8m，断层带充填物破碎，隔水性差，有一定的导水性。

1.2 井底车场岩性F32断层上盘巷道距13-1煤层较近（不足20米），下盘距11-2煤层较近（约10米），加之煤岩层有一定的起伏，主要大巷和硐室难以布置距离煤层20m以外的位置。

井口地面标高为+23.2m，井底车场位于-848m水平，在F32断层上盘以软岩为主（主要为泥岩、砂质泥岩和花斑泥岩），巷道支护难度大。

风井在-856.38m 见11-2煤层顶板，其上5.75m处为1.2m煤层、13.15m处为0.3m煤层、0.45m 泥岩、0.25m炭质泥岩、0.9m砂质泥岩和3.75m粉砂岩，煤层间为砂质泥岩、泥岩、粉砂岩和细砂岩等；副井在-821.57m处为13-1煤层的底板，-887.6m处为11-2煤层顶板，两煤层间可利用的间距为34.81m。

可见，潘一东矿井井底车场主要巷道和硐室所处的地层深，又处于较大的断层附近，而且巷道上下距离煤层较近，巷道围岩又较软，支护难度很大。

2 深部软岩巷道支护的优化设计针对潘一东矿井井巷工程的特殊地质条件，首先在井巷工程设计上进行优化。

2.1 井巷工程尽可能布置在距离断层、煤层较远的岩性较好处副井马头门底板为8.15m厚的砂质泥岩，上部位于13.65m厚的花斑泥岩。

浅析深井开采软岩巷道底鼓机理及防治措施

这样支护的工作原理主要有两个方面：一是将软弱底板岩层与其下部稳定岩层连接起来，阻止软弱岩层向上鼓起；二是把几个岩层连接成一个组合梁，其极限抗弯强度比各个单一岩层的抗弯强度的总和大。比如东三采区变电所，直接底为厚约０．５ｍ的砂质泥岩，０．４ｍ厚的炭质泥岩，３．８ｍ厚的细砂岩，锚杆生根在砂岩中，采用该方式支护底板，经观测，３年内底鼓量约为４０ｍｍ，而同一标高、相同岩性的东三采区下部车场则每年需卧底一次。
况下为２倍）。
根据海姆静水压力假说，上覆岩层垂直应力为：
ｑ＝γＨｇ式中：γ—上覆岩层平均容重，ｋＮ／ｍ３；
（３）
Ｈ—巷道埋藏深度，ｍ；
水平构造应力为；
Ｑ＝２ｑ＝２γＨｇ
（４）
在软岩巷道和厚煤层中，底板岩层在水平构造应力的作用
下，向巷道内空间鼓起，导致产生底鼓。
４底鼓治理措施
近年来根据巷道的用途、服务年限、围岩赋析计算该时刻底板的破
坏范围及底鼓量显示，随着时间的推移，巷道底板破坏范围及
底鼓量将越来越严重。
３．５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。根
据实测垂直应力ｑ统计资料分析，其几乎等于上覆岩层重量；
最大水平主应力Ｑ一般为垂直应力ｑ的０．５～５．５倍（一般情
关键词：深井软岩巷道；底鼓；底板注浆；反底拱；联巷支护
１前景概述目前我国部分煤矿进入深部开采范围，深井软岩巷道底鼓问题成为困扰煤矿生产的一大难题，据统计，深井巷道底板维护量约占巷道整体维护量的２／３。巷道底鼓不仅会导致巷道断面缩小，妨碍行人、运输、通风，还会导致巷道支护失稳、破坏，严重影响矿井安全生产，巷道底鼓防治问题引起了国内外学者的广泛关注。２巷道底鼓类型及机理根据巷道所处的地质条件、底板围岩性质及应力状态的差异，巷道底鼓类型大致分为四类：２．１挤压流动性底鼓有些巷道直接底板为松软岩层，两帮及顶板岩性较稳定，强度远高于底板，在两帮岩柱的应力作用下，底板松软岩层会因挤压而流动到巷道内。

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]。

浅谈巷道底鼓的机理和防治措施

浅谈巷道底鼓的机理和防治措施摘要：随着煤炭开采深度在逐渐增加，巷道底鼓问题一直是矿井巷道维护的重大问题之一。

本文结合工作经验，就巷道底鼓的机理、预测方法及防治措施谈谈自己的认识。

关键词：巷道底鼓机理因素防治措施引言近些年来，随着我国地下煤炭资源的开采，煤炭开采深度在逐渐增加，地应力也相应增大，巷道底鼓问题日趋严重。

巷道底鼓使巷道断面缩小，阻碍井下交通和人员行走，妨碍通风，甚至造成整个巷道报废，严重影响矿山的生产和安全。

大量的实测资料表明，在底板不支护的深部开采中，巷道底鼓量约占巷道顶底板移近量的70%左右，巷道维护中有50%是用于排除底鼓。

长期以来防治巷道底鼓一直是矿井巷道维护的重大问题之一，研究巷道底鼓的发生机理、影响因素及其防治措施等问题，对于我国煤炭资源开采，建设高产高效矿井，提高人员安全保证性有着重大的理论意义和实际应用价值。

1 底鼓的机理与影响因素1.1 底鼓的机理与方式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，底鼓的方式及其机理存在根本的不同，一般可分为四大类:1.1.1 挤压流动性底鼓挤压流动性底鼓是在两帮的压模效应和采动影响下，底板软弱破碎岩层挤压流动到巷道内。

此类底鼓常发生在直接底板为软弱破碎岩层(如泥岩、粘土岩、煤等)，而两帮和顶板结构较完整，且强度大大高于底板。

1.1.2 挠曲褶皱性底鼓当巷道底板岩层为层状性岩体时，当应力状态满足一定的条件时，底板岩层在平行层理方向的压力作用下向底板临空方向发生挠曲而失稳。

研究表明，底板岩层的分层越薄，巷道的宽度越大，越易发生挠曲性底鼓。

1.1.3 剪切错动性底鼓此类底鼓主要发生在直接底板，当巷道直接底板为完整岩层且厚度大于1/3的巷道宽度时，即使是整体性结构岩层，在高应力作用下，巷道底板也容易遭到剪切破坏。

1.1.4 遇水膨胀性底鼓在矿井生产中，巷道底板经常积水，遇到矿物成分含蒙脱石的膨胀岩时，就会遇水膨胀而引起膨胀性底鼓。

工程中遇到的膨胀性岩石通常有两种:一种是化学转化膨胀岩石，另一种是指含有强亲水性粘土矿物的粘土类岩石。

对巷道底鼓机理及防治技术的探讨

对巷道底鼓机理及防治技术的探讨摘要：随着近些年来煤炭开采逐渐走向深部，巷道底鼓问题日趋突出严重，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：巷道底鼓机理防治技术0 引言在煤矿生产中，几乎所有回采巷道都会出现不同程度的底鼓，尤其随着近些年来煤炭开采逐渐走向深部，进而地应力相应增大，巷道底鼓问题日趋突出严重，从而暴露出很多影响煤矿安全生产的问题。

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。

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。

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。

宁东矿区回采巷道的底鼓问题是十分严重的，观测资料表明，很多矿巷道顶底板移近量达1300多毫米，平均每天达10多毫米，而底鼓量约占顶底移近量的70%，在掘进期间即需人工卧底1-2 次，在生产期间还需卧底1-2次，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、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。

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。

巷道底鼓原因与控制技术黄贤锋

巷道底鼓原因与控制技术黄贤锋，潘立友，李安民（山东科技大学采矿工程研究院，山东泰安271019）摘要底鼓现象由来已久，其对矿井的安全生产构成重大威胁，引起的灾害也受到人们越来越多的重视。

该文详细阐述了底鼓的成因，提出了防治底鼓的对策和措施，希望在底鼓治理方面有一定的应用价值。

关键词底鼓控制技术注浆反底拱中图分类号文献标识码ABottom heave Reasons and Control Technology of RoadwayHuang Xian－feng，Pan Li－you，Li An－min（Mining engineering research institute，SDUST，Taian，Shandong）Abstract The bottom heave phenomenon has been a long history，which has a significant threat to the mining safety production，causing disasters also paid more and more attention．That paper expounds the cause of the bottom heave，and puts forward the countermeasures of prevention and control meas-ures of the bottom heave，hoping in the bottom heave governance has certain application value．Key words Bottom heave Control technology Grouting Anti bottom arch1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。

1．1地质因素1．1．1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［1］，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。

潘一东深井软岩巷道修复技术研究

潘一东深井软岩巷道修复技术研究针对潘一矿东区环形车场失修严重的问题，在现场观测的基础上，分析其破坏特征及其原因，提出采用锚网索和架棚分步联合支护技术进行巷道修复。

工程实践表明，该套巷道修复技术有效地控制了巷道围岩的变形，取得了良好的支护效果。

标签：深井高应力锚网索支护分步支护1 工况概况1.1 地质概况。

潘一东区风井井底环形车场标高为-842m，地面标高为+23.2m，风井井筒施工至13-1煤层顶板6.7m处揭露F32正断层，该断层面倾向190°，倾角40°，断层落差约20m。

根据井筒注浆孔及风井实际揭露地质资料分析，风井环形车场掘进区域范围内岩层主要为细砂岩、砂质泥岩和煤线，车场直接顶为泥岩，老顶为细砂岩，车场底板以煤线、泥岩和砂质泥岩等软岩为主，煤岩层产状约为170～180°∠6～8°。

1.2 试验巷道原有支护形式。

风井环形车场巷道断面形状为直墙半园拱形，巷道净断面：5.6×4.4m，原有支护形式为锚网喷支护，主要支护参数：锚杆间排距为800×800mm，锚杆规格为Φ22×2500mm，钢筋网规格：1700×900mm、钢筋规格:Ф6.5mm，网孔规格：100×100mm，混凝土喷层厚度为150mm，混凝土强度等级为C20，锚索为规格：Φ17.8×6300mm，锚索间排距2400×2400mm。

2 已施工区段巷道变形破坏特征及其原因分析通过对风井环形车场现场调研，总结井底车场已施工段巷道破坏形式主要表现为：2.1 巷道底鼓严重，并沿纵向产生张裂现象，观测记录表明，一周最大底鼓量能达到300mm左右。

造成环形车场巷道底鼓的原因主要如下：一是由于巷道拱顶及两帮三个方向是有支护的，而底板是“弱面”，在两帮围岩的挤压作用下，产生了压模效应，底板岩体沿弱面剪切滑移并挤压其上部破碎岩体从而引起了流变性底鼓；二是底板岩石有膨胀性，水加剧了具有膨胀性岩石的物理化学膨胀和力学膨胀，从而导致底鼓[1]。

潘一东矿井底车场“近”突出煤层顶底板巷道层位控制与预测

潘一东矿井底车场“近”突出煤层顶底板巷道层位控制与预测陶文猛
【期刊名称】《科技信息》
【年(卷),期】2012(000)036
【摘要】在“近“突出煤层顶底板巷道施工过程中,运用多种地质方法和手段对施工巷道进行层位控制和预测,确保巷道顺利施工.
【总页数】2页(P722-723)
【作者】陶文猛
【作者单位】淮南矿业集团潘一矿东区设计二科
【正文语种】中文
【相关文献】
1.潘二矿煤层群开采的层位控制方法 [J], 苏朝晖
2.底车场"近"突出煤层顶底板巷道层位控制与预测 [J], 陶文猛
3.潘三东翼9煤层厚度及顶底板岩性分布特征分析 [J], 张忠文;王来斌;杨晓彤
4.潘一矿8煤层煤体结构特征及煤与瓦斯突出区域性预测 [J], 龙王寅;李东平;曾庆华;刘永庆;徐翀
5.潘一东矿井11—2煤层顶底板岩性组合特征浅析 [J], 刘璐
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例析软岩巷道底鼓机理与治理方法

例析软岩巷道底鼓机理与治理方法引言灵东矿位于内蒙古自治区东北部，采取巷道围岩属于典型的软岩。

煤层顶底板围岩强度低于煤层强度，不得不将巷道底板布置在煤层中。

即使施工中采取一系列防止顶底板破坏的措施，然而巷道施工过程中，仍出现顶板来压较大，造成一段巷道出现大面积垮落、下沉，部分位置下沉量达800mm以上。

采取巷道底鼓嚴重，W10102工作面回风顺槽前期底鼓量达1~2m，严重影响煤矿的正常生产。

为此，组成了治理底鼓的技术攻关小组，对底鼓的原因进行了深入的分析。

试验首先在W10102工作面回风顺槽进行。

在理论指导下完成的巷道底鼓返修支护设计，有望探索出有效的支护技术，为该区和类似地层大断面巷道支护设计提供经验和指导。

1、工程地质条件分析1.1工程地质概况灵东煤矿W10102工作面回风顺槽位于Ⅱ2-1煤层中，该煤层倾角较平缓，一般为2~5°；断裂构造不发育，富含水、导水性较差，断层较可靠。

该巷道水文地质特征与一般煤田的水文地质特征不同，主要特点是煤层含水。

煤层含水层既是主要直接充水含水层和强导水层，又是裂隙含水层。

煤层顶板、底板岩层含水层时以裂隙含水层为主的弱含水层，具有一定的隔水作用。

第四系砂砾含水层也是主要含水层和强导水层。

地下补给水源为煤及围岩露头的大气降水顺层补给。

1.2工程岩石特征W10102工作面回风顺槽穿越的煤层厚度为14.16~18.55m，煤层节理裂隙发育，顶板松软；煤层已块状为主，粉末状次之，透气性差。

煤呈黑褐色，条痕褐色，弱沥青光泽，断口多呈平坦状、贝壳状及参差状，脆性易碎，易风化，可见龟列现象。

见有不发生的内生裂隙。

煤的结构多为水平层理；煤的硬度系数f 值为2.5。

顶板岩性为泥岩，底板为细砂岩、泥岩，顶底板岩石强度比煤层强度低，给支护工作带来很大困难。

2、巷道变形破坏机理分析W10102工作面回风顺槽的支护方式为锚网+钢筋梁+锚索。

锚杆选用直径为Φ18mm，长度为L=2100mm的左旋无纵肋螺纹锚杆；托板为碟型钢板，规格为150mm×150mm×10mm金属钢板；每根锚杆配制2卷K2350型树脂锚固剂。

软岩巷道底鼓的机理与控制探讨

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从受力分析，以知道，可软岩巷道底鼓的过程大致如下：（）１巷道在开挖后改变了岩体的初始应力状态，引起底板岩层卸载，产生弹塑性变形，向巷道内鼓起。（）２巷道两帮在垂直应力作用下挤压底板，使底板受水平应力作用沿滑移面向巷道内鼓起。（）３底板岩体在向上鼓起的过程中破碎，体积扩大。（）板岩层的流变性又导致底鼓量随时间延长而增加。４底（）道底板出现拉应变以及两帮下沉导致底鼓。５巷另外，对于含有某些粘土矿物（如伊利石，蒙脱石）的底板，遇水后体积膨胀，并使围岩强度降低，结构松散，易崩解、破碎，会形成膨胀地压．对巷道由于力学效应引起的底鼓推波助澜。 ’ ２软岩巷道底鼓的控制．底鼓控制技术，归纳起来可分两个方面：一是清除底鼓，将巷道底鼓的部分岩石清除，复巷道断面积。对于底鼓量不大的巷道，恢只需进行卧底即可，但是对于底鼓量较大的软岩巷道，如果只是卧底，而不采取有效的控制措施，以奏效。二是防止底鼓，难即采取措施将底鼓量减少到允许范围，如加固法、卸压法、联合法和加固巷道帮、在此，角。主要介绍防治底鼓的方法。（）固法１加加固法的基本原理是相对增大底板岩层厚度以及改变围岩的力学性质，大致可以分为以下３种： ①增加对围岩的支护力，如带底拱的ｕ型钢可缩型支架，混凝土碹和弧板等全断面支护法。② 提高围岩强度，如底板锚杆，板注浆，注结合等等。上述两种方法结合，底锚 ③ 如全封闭闭锚喷联合支护，网全封闭金属可缩性支架联合支护等。喷

潘一东矿深井软岩马头门复合支护新技术

潘一东矿深井软岩马头门复合支护新技术潘一东风井马头门位于-848m水平。

巷道埋藏深,受地应力影响较大,加之岩石局部强度低,层理发育,地质条件相对复杂,又是双交叉点,顶板松动圈范围大,易掉顶,成形差。

为了安全高效地对此马头门进行支护,采用锚网喷与钢筋混凝土砌碹复合支护形式。

一次支护采用锚、网、喷支护,待围岩基本稳定后再进行钢筋混凝土砌碹。

使锚网喷与围岩形成的组合拱提供一个经留变形空间,从而改善了混凝土支护体的受力状态,提高了支护体的承载能力,使混凝土刚性支护的强度能充分发挥作用。

此支护形式能有效控制松动圈的扩大,改善了巷道围岩的稳定性。

掘进后巷道维护了长期稳定,支护效果良好。

标签：复合支护锚网喷混凝土砌碹马头门1 工程概况潘一东区矿井风马头门,净底板绝对标高为-842.02m(累深为864.22m),方向为东、西向,两侧各施工16.0m。

马头门拱部处于砂泥岩互层中,墙部为细砂岩,为一层含水层,注浆前预计涌水量为2.94m3/h。

巷道附近岩性情况如表1所示。

风井井筒揭露13-1煤底板标高为-789.2m,煤厚4.9;11-3煤揭露底板标高为-849.6m,煤厚1.2m,中间夹0.3m厚的泥岩夹矸;根据风井井筒前探资料,风井井筒11-2煤底板标高为-857.8m,煤厚为1.7m。

风井井筒实际揭露11-3煤底板标高为-849.6m,煤层厚度为1.2m。

风井井筒前探11-2煤底板标高为-857.8m,煤层厚度为1.7m。

附近有钻孔及三维地震资料,11-2煤层控制可靠。

本区段位于潘集背斜转折端南翼,总体上为一南倾的单斜构造形态,风井井筒施工至13-1煤层顶板6.7m处揭露F32正断层,断层面倾向190°,倾角40°,断层落差约20m,预计F32断层对巷道施工影响不大。

根据井筒检查孔、注浆孔资料、实际揭露和三维地震勘探资料,11-2煤层控制可靠,构造地质条件简单,煤岩层产状170～180°∠6～8°。