泥岩巷道底鼓治理技术
浅谈巷道底臌的治理(底臌的分类)

作者简介:高伟(19r7l一),毕业于山东科技大学采矿工程专业,大
专学历,注册安全工程师,山东富安煤炭有限公司生产矿长。曾从事
防治水工作多年,经验丰富。
最大,所以巷道开挖后要尽早加固煤帮和角部。通过 加固巷道帮、角,减少由于两帮破裂围岩压缩下沉所造 成的底鼓、体积膨胀量、顶板的破裂和离层,从而减少 巷道底鼓和顶板下沉。
中图分类号T研45+.21
老空突水是煤矿常见的水患事故。因此分析老 空积水条件,查清积水范围,计算积水量是矿井水文地 质工作一项重要内容。 l目前所用老空区积水量预计公式
中,裂、冒两带积水空间是有差异的。冒落带以岩块间 的空洞储水为主,裂隙带以裂隙为主,显然储水空间不 同,充水系数亦不同,因此应分别计算。但由K值的 计算式可知其未考虑到这个问题,因此K值不反映 裂、冒两带储水量的差异性。 2公式的修正
*收稿日期:2009—03—30 作者简介:张成(1sr75一)男,大专.山东科技大学.采矿专业。助理 工程师。
万方数据
2009年第4期
击区积水量在防治水工作中的应用
高 伟,邵长华,刘 勇
(山东富安煤炭有限公司.山东滕州277521) 摘要该文重点介绍了煤矿采空区积水的计算方法,对防治老空区积水有非常重要的指导性作用,采取安全、可靠、经济可行的安全技术措 施.能有效避免水患发生。 关键词准确计算 采空区 积水量 文献标识码B
(5)加大巷道断面:为了不影响巷道使用,通过以 前的矿压观测资料,设计时在巷道使用断面的基础上 要考虑巷道最大变形量。
万方数据
浅谈巷道底臌的治理
作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 张成, 刘勇, 张勇 山东富安煤炭有限公司,山东,滕州,277521 山东煤炭科技 SHANDONG COAL SCIENCE AND TECHNOLOGY 2009(4)
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。
巷道底鼓类型及治理措施

巷道底鼓治理底板一般做成水平的,从形状上看不如拱形稳定,而且底板跨度比边墙高度要大,因此底板支护难度比顶板和两帮不小。
底鼓问题的出现与人们对底板支护不重视有关,顶与帮支护力度都比较大,底板则是一个薄弱部位。
经常是不采取任何支护措施.1.底鼓类型1)低强度或破碎软岩挤入性底鼓第一种情况底板岩石强度低、破碎,如软砂岩等,两帮和顶板岩层完整、强度大大高于底板。
底鼓机理是两帮的压模效应和在水平应力作用下底板被挤入巷道内。
淮北芦岭矿6号交岔点,顶、帮用U钢支护,底板为后6m的粘土岩,并且没有支护,在两帮压模效应和地应力作用下,巷道底板鼓起1200mm。
第二种情况整个巷道位于极软岩层中淮南谢桥矿c组大巷位于松软的泥岩中,层理发育,埋深440m,断面高4m,宽5.6m。
全断面锚喷支护,缝管锚杆长1.8 m,0.5×0.5 m布置,顶帮喷浆厚度20 mm,底板100mm。
巷道开挖70天后底鼓1000mm,.原因缝管锚杆支护强度不足。
第三种情况碎张性底鼓巷道整个围岩(顶、底、帮)都在破碎岩层中,此时不存在压模效应,顶和帮施加支护,底板不支护,在地应力作用下底板岩石挤入巷道内。
徐州柳新况211工作面运输巷位于断层附近,围岩破碎,在地应力作用下,破碎围岩产生显著碎胀变形,底板没有支护措施,碎岩从底板挤入巷道,巷道由梯形变为矩形。
(2)遇水膨胀性底鼓当底板是遇水膨胀岩石时,由于水的作用,岩石体积增大,底板挤入巷道。
(3)薄层状岩石溃折性底鼓(结构性失稳底鼓)当底板是层状岩体时,岩层厚度小于巷道跨度的1/8~1/15时,在水平应力作用下,岩层发生溃折失稳,底板鼓起。
实例:龙口洼里矿底板为层状页岩,开挖后底板鼓起1000mm。
此类底鼓与巷道跨度关系密切。
(4)剪切错动性底鼓(高应力剪切性底鼓)底板岩石较完整,层厚大于巷道跨度的1/7,不会形成溃折性底鼓。
在高应力作用下,底板角部应力集中,被剪切破坏,形成底鼓。
13.2 有限元研究的某些结论在底板角部形成应力集中也时在角部最大集中系数达4,底板出现塑性区。
回采巷道底鼓特性及其整治方案

回采巷道底鼓特性及其整治方案针对我国煤炭开采过程中,回采巷道底鼓现象的特性研究,探讨底板岩层鼓入巷道的方式及机理。
总结巷道底鼓现象的防治措施:(1)底板锚杆;(3)底板注浆;(2)巷道底板开卸压槽(孔)。
标签:回采巷道底鼓底板锚杆卸压1引言随着我国地下煤炭的开采,近些年来煤炭开采逐渐走向深部,进而地应力相应增大,巷道底鼓问题日趋严重,从而暴露出很多影响煤矿安全生产的问题[1]。
底鼓是煤矿井巷中经常发生的一种动力现象。
巷道掘进后,围岩由三向应力状态转变为二向应力状态,在复杂的集中应力影响下,底板岩层拉伸破坏形成底鼓。
大量实测数据表明,巷道变形大约有2/3体现为底鼓。
底鼓的主要危害是缩小了巷道断面,致使行人、运输、供排水、井下通风等都受到影响,因底鼓而造成巷道报废的现象也时有发生,严重影响了矿山的安全生产。
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。
回采巷道的底鼓主要发生在工作面回采期间,是主要由工作面超前支承压力等原因而诱发的岩层运动。
回采巷道是否底鼓及底鼓的强弱与底板岩层的应力分布有关,而底板岩层的应力分布除了与本身的力学特性有关外,还与两帮、底板及顶板的力学特性有关。
众所周知,当水平应力垂直于巷道轴线时,巷道最不利于维护,这个因素设计者已考虑到这一点,但地应力往往比较复杂,尤其是局部的应力集中,再加上回采时的扰动,应力状态在局部区域常常发生变化,所以采取避开高应力区布置巷道,条件有时是不允许的。
另一方面由于开采系统的综合布局,不可避免的有一些巷道与最大水平主应力的方向垂直或斜交[2]。
所以要针对实际情况,采取主动的控制,而不是被动地去适应。
我省矿井绝大多数矿井巷道有底鼓现象,因其安全隐患远低于顶板事故,所以往往被人忽略,生产中发现产生底鼓,只好被动地采取掘底,甚至进行二次或三次掘底以满足生产需求,尤其是皮带运输顺槽,在回采动压的作用下,巷道底鼓更为严重,直接影响皮带的运输,采取的措施就是停止生产,掘底重新安装皮带架,虽然造不成事故,但严重影响生产效率。
巷道底鼓理论与防治技术

物力做 “ 挖底 ” 等临 时 处 理工 作 , 至 造 成 整 条 巷道 甚 报废 , 重影 响矿 山的生产 与 安全 。 目前 , 严 在巷 道 顶
板下 沉和两 帮 内移 量 方 面 能控 制 在 一 定 的范 围 内 ,
作用 。康 红普 认 为底 鼓 的原 因有 : 稳 的底 板 岩层 失 向巷道 内弯 曲 ( 括 压 曲和挠 曲 ) 应力 偏 量作 用 下 包 ;
中图分 类号 :D 5 T 3
文献 标识 码 : A
文章 编号 :08 4 520 )3 06— 3 10 —49 {080 —08 0 把 底板 岩层看 作 两 端 固支 的岩 梁 进 行分 析 , 论 了 讨
底 板岩层 的 应力状 态及 稳定 性 。Ar zA. 出 引起 f u 指 o 巷道底 鼓 的因 素有 2 , 主要 有 3个 原 因 : 板 1个 但 底 为松 软岩层 ; 巷道 围岩 中存 在较 高 的岩层 应 力 ; 水理
据巷道 所处 的地 质 条 件 、 板 围 岩性 质及 应 力状 态 底
的差异 、 底板 岩层鼓 人巷 道 的方式 将底 鼓 分为 4类 :
挤 压流 动性 底 鼓 ; 曲褶 皱 性 底 鼓 ; 水 膨 胀 性 底 挠 遇
鼓; 剪切错 动性底鼓 。
综 上所 述 , 鼓 通 常 由下 述 的 1个 或 多个 因素 底
1 1 底鼓 机理 … .
5 )两 帮下 沉 而导致底 鼓 。 6 )水对 底 板 的作 用 。一 是 某 些 矿 物 遇 水 后 体
积膨胀 , 膨胀 岩石有 2类 , 类 是含 硬石 膏无 水 芒硝 一
德 国的 M・ 奥顿 哥 特 运 用 相 似材 料 模 拟 实 验 研
究 了巷道底 鼓 的全 过程 , 认为 巷道 岩层 的破坏顺 序 : 首先 是两帮 岩层 由于 垂 直 应力 作 用 被 压 裂 , 后 是 之
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。
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。
巷道发生底鼓的原因与针对性防治措施

巷道发生底鼓的原因与针对性防治措施构造应力、水理作用、底板岩性及支护强度等因素极易引起巷道出现底鼓现象,使得巷道断面缩小,对通风、运输等造成很大障碍,严重阻碍了采掘工程的正常进行,不但会增加成本,还有可能影响到安全。
因此,在巷道发生底鼓现象时,应尽快对其原因加以确定,然后采取相应的有效对策,如对巷道进行合理布置、加固底板支护、底板防治水等,通过这些措施,将底鼓部分的岩石彻底清除,或对底鼓量进行严格控制,保证巷道畅通,进而促进采掘工作能够顺利开展。
标签:巷道底鼓;构造应力;支护强度引言煤炭是我国的重要资源,用途极广,在生产生活中起着不可代替的作用,其开采工作难度较大,尤其是近些年,随着开采技术和工艺的不断更新,煤炭正从表面开采向深部开采过度,受地应力等多方面影响,巷道的两侧岩体和顶板底板会受力而挤压,出现变形、位移等现象,以至于巷道底板会因压力而向上隆起,阻碍了开采进度和效率,所以,在当前时代,应结合先进技术采取合适的方法对此现象加以解决。
1 工程概况某段煤矿厚度约为4m,顶板岩性以泥岩为主,令包括有粉砂岩、砂质泥岩等,底板则主要是泥岩、砂质泥岩、炭质泥岩以及中细粒砂岩等,该段回采巷道存在较严重的底鼓问题,加大了开采难度,尤其是某工作面顺槽,回采时巷道的底鼓量约为1700mm,掘进时需要人工卧底2-3次,回采时仍需卧底2-3次,需耗费大量人力,使得开采效率有所降低,且煤矿安全得不到有力的保障。
为使煤矿得到进一步开采,提高安全保证,应对巷道底鼓的产生原因进行分析研究,并做好相应的防范工作。
2 巷道底鼓的产生原因2.1 构造应力地质构造有其自身特点,在运动时会对岩体产生一定的应力,即构造应力,方向性较为明显,多为水平应力。
在煤层较厚的地方,受构造应力影响,底板岩层容易褶曲,向上鼓起。
构造应力对底板岩层破坏很大,极易引起巷道的底鼓现象。
2.2 底板岩性底鼓多由巷道两侧的围岩变形位移引起,可见,围岩的结构组成及自身强度与巷道底鼓密切相关,如果围岩多是灰岩、砂岩时,因其比较坚硬,状态相对稳定,底鼓发生率较低;若围岩是泥岩或页岩等软弱岩体时,因呈裂隙发育,容易吸水,受到地应力时,以产生底鼓。
深部软岩巷道底鼓破坏机理及支护对策

支 护 阻力 /MP a
星
\
咖{
1 软 岩 巷道 底鼓 机 理
软岩 巷 道底鼓 是 复杂 的物 理力 学 过程 ,与软 岩
的物理 、 力学 特性 , 以及 围岩应 力 状态 和 工程 环境 条 件有 关 。膨胀 岩是 指 与水 的物 理化 学反 应 有关 的随 时 间而发 生体 积增 大 的岩 石 , 主要 是黏 土 岩 , 其矿 物
矿 井 四水 平新 副 井 井底 空 车 线巷 道 于 2 0 0 3年
变形 量与底鼓 量影 响最大 。 和底板 围岩 塑性 区大 , 帮 破 碎 区也大 , 由此而产 生 的围岩 塑性变 形 , 塑性 流 黏
7月 2 日开始 施 工 , 用 锚 杆 、 索 、 属 网 、 4 采 锚 金 喷射 砼联 合支 护 的方式 。2 0 0 5年 7月 2 日破 密 闭墙 时 4 发现 , 由于受 围岩 地质条 件 和安装期 间水 淹 的影 响 ,
2 2 锚 网耦合加 固巷道 两帮 .
、
辍
随着 开采 深度 的增加 ,硬 岩矿 井会 向软岩 矿井 转化 , 一般 巷 道到 达深 部 以后也 会 转变 成 软岩 巷道 , 围岩 强度通 常较 浅部 巷道 围岩 强度 低 。特 别像 新 安 煤 矿此 类 高应 力膨 胀性 软 岩 ,在开 巷后 二 次应 力 的
2 1 第 4期 00年
No 4 . 2 0 01
煤
炭
科
技
9 1
C0AL S ENCE & TECHNOLOGY CI MAGAZI NE
文章 编 号 : 0 8 3 3 ( 0 0) — 0 1 0 10 — 7 1 2 1 0 0 9 — 2 4
沿空留巷底鼓变形维护技术研讨吝柏薛振江

沿空留巷底鼓变形维护技术研讨吝柏薛振江发布时间:2023-07-18T04:09:42.582Z 来源:《中国科技信息》2023年9期作者:吝柏薛振江[导读] 1009辅助运输巷(即1010进风顺槽)是黄陵矿业公司在一号煤矿实施的首个超长沿空留巷,该顺槽在成功实施沿空留巷后,在设备未安装之前出现巷道底鼓现象,为保证沿空留巷设备的顺利安装和后期1010工作面的顺利回采,一号煤矿对该顺槽因围岩变形剧烈影响而出现的巷道底鼓进行维护,在维护过程中针对巷道采空区渗水、单体侧滑等进行科学合理超前维护,解决了在修复过程中可能出现的挡矸柱侧滑、巷道片帮等带来的不良现象。
一号煤矿摘要:1009辅助运输巷(即1010进风顺槽)是黄陵矿业公司在一号煤矿实施的首个超长沿空留巷,该顺槽在成功实施沿空留巷后,在设备未安装之前出现巷道底鼓现象,为保证沿空留巷设备的顺利安装和后期1010工作面的顺利回采,一号煤矿对该顺槽因围岩变形剧烈影响而出现的巷道底鼓进行维护,在维护过程中针对巷道采空区渗水、单体侧滑等进行科学合理超前维护,解决了在修复过程中可能出现的挡矸柱侧滑、巷道片帮等带来的不良现象。
本文作者结合维护过程中设备、生产、技术等方面遇到的问题进行分析并科学论策,为沿空留巷围岩变形维护提供技术指导。
关键词:采空区渗水;单体侧滑;超前维护0前言为了缓解生产接续紧张,降低矿井生产成本及万吨掘进率,延长矿井服务年限,2019年一号煤矿在1006工作面进行了300米沿空留巷工业试验,为全面实施110工法提供技术数据和技术支撑。
2022年4月,一号煤矿在1009工作面全面实施“智能化+110工法”,并成功实现了沿空超长留巷。
但是由于经过采动影响,围岩变形严重,维护困难,特别是巷道底板发生底鼓现象,且底鼓持续时间较长,底鼓量大,为确保1010工作面“智能化+110工法”的全面实施,结合回采结束后沿空留巷的实际情况,一号煤矿安排掘进队对后巷进行修复维护,针对沿空留巷围岩变形引起的底鼓,采空区渗水、单体侧滑等情况,一号煤矿制定措施,确保沿空留巷巷道修复满足1010工作面设备安装和顺利回采。
潘一东矿深部软岩巷道底鼓控制技术

水 平位 于 一 7 以下 , 80m 井底 车场 位 于 1- 12煤
和 1— 3 1煤层 之 间 , 3 F 2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 4 0 7 0m 巷道 0 ~ 0 m, 底鼓量 为 6 0 1 0 m,: 0 ~ 0m 5 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 , 0 m, 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
伊宁矿区软岩巷道底鼓治理技术研究

中 图分 类 号 : F 4 0 7 . 2 1 ; T D 3 2 7 . 3
文 献标 志 码 : B
文章编号 : 1 0 0 8— 0 1 5 5 ( 2 0 1 3 ) 0 5— 0 1 1 4一 O 1
一
4采取措 施
4 . 1治理巷 道积水 , 防 止底鼓 。在巷道 中每 隔一 定 距 离施 工过 路水 沟 或 将 巷 道 内积 水 直 接 引 人 排水 池 ,
确保巷 道底板 不积水 。 4 . 2巷道 底板 开 卸 压槽 。 当卸压 槽 深度 为 巷道 宽 度 的一 半时 , 巷道顶 底板 及两 帮 的移 近量 最 小 , 对 于软 岩支 护巷道 和底 板 为 泥 质 胶 结类 岩 石 , 防治 底 板 变 形 效果 最为 明显 。 4 . 3混凝土反底拱和注浆联合, 提高底板 的变形阻力。
3巷道 底鼓原 因分析 通 过分 析 , 影 响 3层 煤 胶 带输 送 机 上 山底 鼓 的 主
苠 J ,
目前 , 绝 大部 分 底 鼓 巷 道 的支 护 方 法 大 多 采 取 各
厶 鼓 、 口 √
2 . 1巷道 所 处位置及 顶底板 主要 岩性
伊 犁一矿 3层煤 层胶 带输 送 机 上 山所 在 3号煤 位 于西 山窑组上 部 , 胶带 输 送 机 上 山 所处 煤层 平 均 厚 度 1 1 . 0 5 m。顶板 主要 为 泥 岩 、 含 砾 粗 砂岩 、 砂砾 岩 、 粉 砂 岩、 粉砂 质泥 岩 。底 板 主 要 为 泥 岩 、 粉砂岩 、 粉 砂 质 泥 岩、 含砾 粗砂 岩 。
松散破碎围岩巷道底鼓治理技术
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道走 向破坏 的趋 势 ;局 部地段 锚杆 出现整体 外 移 现 象 , 道 收敛 变形 严 重 ; 鼓 严 重 , 巷 底 大部 分 超 过 5 0m 最大底 鼓量 达 到 9 0m 以上 。 0 m, 0 m
沙 质 泥 岩
成 为此 类巷 道变 形 和破 坏 的 主要特 征 。巷 道底 ]
落, 底鼓严重 , 尤其帮底角处 已严重内移 , 响大 影 巷成型。 底板变形严 重 , 局部底鼓量达到 了 9 0 m。 0 m 底鼓 素描 图如 图 2所示 。
鼓 是巷 道 围岩变 形 没 有达 到 稳 定状 态 的 表现 , 底 鼓 造成 巷道 断面 收缩 、 输轨 道隆 起 。 运 严重 地影 响 了矿井 正 常 的通 风 、 人 、 输 , 行 运 给矿 井 的正 常 生
34 底板 “ . 零支 护 ”
底 梁 长 360m 0 m, 由 2根 20 0m 长 规格 分 别 0 m 为 1# 1 6 与 8 槽钢 梁 搭 接而 成 , 接 长度 40mm, 搭 0 眼 距 1 0 m。底 梁 按巷 道 横截 面 方 位放 置 , 0m 5 注
3 底鼓机理分析
3 1 岩 性较差 .
泥岩
巷 道 围岩为 厚层软 弱岩 层结 构 ,底板 岩层 为
细砂岩
厚 层泥 岩 。
32 应 力叠加 影 响 .
图 1 巷 道层 位 图
轨 道大巷 发 生底鼓 段不 远处 分别 有采 区胶 带 下 山 、 区 轨道 下 山从 大 巷 的顶 板 、 板 通 过 , 采 底 必 然 对轨 道大 巷产 生 围岩 应力 的叠 加 ,从而 产 生对 轨 道大 巷 的多次 扰动影 响 ,导致 已经 掘好 的大巷
深部大变形软岩巷道底鼓治理技术
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2012 年第 12 期
中州煤炭
总第 大 h 将会影响施工质量以及工人的安 以及安全, 全。固定宽度时, 采用 h = 2 m 较为理想。 卸压槽深度较大, 取得的位移变形量的补偿空 , 。 间越大 底鼓量越小 在卸压槽深度相同的情况下, 宽度为 500 mm 比宽度为 300 mm 卸压效果更为明 显, 主要是应力集中程度向深部进一步转移 , 位移变 故效果更好, 尤其是底鼓量进一 形量补偿空间更大, 步减小。
河南煤化车集煤矿是永煤公司的第 2 对投产矿 井, 现开采深度标高在 - 800 m 以下, 按照我国煤矿 600 ~ 800 m 为准深部, 800 深部开采对采深的界定, ~ 1 200 m 为深部。由此可见, 车集煤矿已进入深部 巷道压力显现明显, 且 开采阶段。 特别是 28 采区, 随着巷道顶部支护强度的不断加强, 巷道底板压力 显现明显, 底鼓严重, 对巷道的使用影响较大, 故车 集煤矿对底鼓控制技术进行了探索尝试 。
槡
1 + sin φ 1 - sin φ
1
28 采区轨道下山概况
车集煤矿 28 采区轨道下山将为车集煤矿整个 28 采区辅助运输、 管路、 供电及进风系统服务, 巷道 服务年限与 28 采区相同。28 采区位于 26 采区下 部, 二2 煤层底板标高在 - 1 060 ~ - 810 m, 在 11 — 15 勘探线之间, 西部浅部以 F5 正断层为界, 深部以 DF024 和 DF025 正断层为界, 东部以 DF082 断层煤柱为 界; 上部临近 26 采区, 下部至井田边界。 28 采区最大主应力呈近水 经现场地应力测试, 平方向, 其数值为 σ1 = 18. 91 MPa, 与铅直方向夹角 为 100. 1° ; 中间主应力 σ2 = 15. 89 MPa, 几乎近水 与铅直方向夹角为 89. 4° ; 最小主应力 σ3 = 9. 42 平, MPa, 近铅垂向, 与铅直方向夹角为 10. 1° 。 实测得 到的水平应力大于垂直应力, 地应力特征属水平应 力场型。 故 在 模 拟 时 取 水 平 方 向 应 力 σ = 18. 9 MPa, 垂直方向应力按上覆岩层所受重力计算 。 采用应变软化模型, 使用莫尔—库仑 ( Mohr— Coulomb) 屈服准则计算:
巷道底鼓治理技术探讨
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题 , 证 巷 道 的 服务 年 限 , 障 二 矿 的 正 常 生 产 , 们 试 验 了巷 道 底 鼓 治 理 技 术 。 通过 对 巷 道 底 鼓 的治 理 , 巷道 底 鼓 变形 保 保 我 该 的情况基本得到解决 。 关 键 词 : 道底 鼓 ; 验 ; 巷 试 分析
高应力软岩巷道底鼓治理技术
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高 应 力软 岩巷 道 底 鼓 治理 技 术
周 存 山
( 顶 山天 安 煤 业 股 份 有 限公 司 四矿 , 南 平 顶 山 4 79 ) 平 河 6 0 3
摘
要: 对高地应 力软岩巷道底鼓诱因进行 分析 , 提出治理方 案 , 进行 现场试验 , 介绍 了施 工工艺 , 并对支
工工 艺为 : 人工 上 2根顶 梁 , 搭接 ( 下转 第 8 2页)
收稿 日期 :0 80 -1 20 - 0 9 作者简介 : 周存 山(9 8一) 男 , 16 , 河南襄城人 , 工程 师 , 从事采 矿工程技术工作。
7 4
20 0 8年 1 2月
常丽芳 : 网络环境下 电子期刊资源的开发利用
少下 山巷 道保护 煤柱 压 煤 , 采 区下 山巷道 集 中重 各
4 工程实践
4 1 支护设 计 .
叠布置在采区中部的同一保护煤柱 内, 受采掘活动 影 响 , 前支撑 压力集 中在保 护煤柱 内 , 多次受 采 超 且 掘活动影 响 , 成应 力 叠 加 ; 造 三是 巷 道 底板 岩 性 差 , 底 板为炭 质泥 岩 , 含植 物化石 , 遇水 极易膨 胀 。己三 采区专 用 回风 下 山原设 计 采 用全 锚 支 护 , 考虑 到 地 压和岩性 因素 , 采取 了加 长加 粗 锚 杆 、 打锚 索 , 加 增
第1 第1 7卷 2期
刊的收 藏 , 可采 取 下 列做 法 : 由于 印刷 型 检 索 刊 ①
这一信 息平 台是将 因特 网上 的各种 资源按学科
物出版周 期长 、 数量 大 , 索 困难 , 电子 型检 索 刊 检 而 物周期短 , 并且 可多 途 径检 索 , 找 方便 , 查 因此 检 索 期 刊应 以 电子 型取代 印刷型 或选择 以全文 本与 检索
巷道底臌的原因及防治措施
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巷道底臌的原因及防治措施【摘要】根据平岗煤矿东一采区右四风道底臌现状,分析了工程巷道底臌形成的原因,根据现场经验,结合国内外经验和方法,提出了预防和治理巷道底臌的措施。
【关键词】右四风道底臌支护预防治理1 问题的提出平岗煤矿东一采区右四风道处于-275标高,距地面垂深为615米,风道两侧为采空区,保护煤柱为80米,但随着两侧采面的回采完毕,矿压增大的问题凸显出来,底板底臌、两邦向内偏移的现象明显。
底臌不仅缩小了巷道断面尺寸,妨碍了正常的运输、通行和通风;而且时常还必须停产起底维修,耗费大量的人力、物力和财力;另外,随着工程深度的增加、巷道断面的增大,底臌问题愈为突出,这严重影响采区生产,制约矿井安全发展。
研究巷道底臌的原因及防治措施,对于保证地下工程正常的安全运营具有重要意义。
2 巷道底臌的原因巷道底臌的形成原因是多方面的,既有客观上的原因,也有主观上的原因。
可观上与围岩的性质、采动影响、开采深度及地质构造等直接相关;主观上:在采掘布局的工程中出现孤岛现象、巷道的断面、支护形式和预防措施未被充分考虑。
平岗右四风道底臌的主要原因是客观上的原因。
形成巷道底臌的原因主要有:一是,底板岩性底板岩层的结构状态(如破碎结构、薄层结构、厚层结构等)、软弱程度及软弱岩层的厚度直接决定着巷道底板发生底臌的大小及底臌形态。
当底板位于坚硬的砂岩或灰岩中时,一般处于稳定状态,通常不会发生底臌;而当底板位于软弱的泥岩、页岩或断层破碎带中时,由于岩体强度低、吸水率高、裂隙发育,其自身稳定性和承载能力较差,在地应力作用下极易产生底臌,造成底板失稳破坏。
右四巷道正是处于以泥岩和砂质泥岩为主、层理裂隙发育且有小断层里,据实验观察在影响的巷道地段的底臌量,要比位于灰色细砂岩地段的底臌量高3~4倍,这是造成右四巷道底臌的重要原因。
二是,岩层应力地下工程的开挖破坏了原有的应力平衡状态,特别是出现孤岛现象,引起了围岩应力重新分布,巷道围岩所受应力状态则是影响底板起臌的决定性因素。
赵固一矿深部软岩巷道底鼓治理技术
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于开放状态, 导致支护结构出现薄弱带。
1
巷道底鼓原因分析
( 1 ) 巷道围岩岩 性 较 差。 东 翼 轨 道 大 巷综合 柱 状如图 1 所示。 东 翼 轨 道 大 巷 围岩 以 泥 岩、 砂质泥 岩为主, 不仅岩块 强 度 较 低, 完 整 性 差, 而且 岩 体 结 构面极为发育, 围岩整体强度较低。同时, 受落差为 15 ~ 150 m 的 F16 ( 毛屯大断层) 影响, 围岩 更加 松 散 破碎, 原有节理、 裂隙扩展, 产生新的裂隙, 导致巷道 围岩整体强度 进一 步 降 低。 巷 道 掘 出 后, 围岩 具 有 较强的流变特性, 单 纯 的锚网 索 支护 难 以 控制 巷 道 围岩的强烈变形。 ( 2 ) 巷道围岩 应力 水 平 高。 由 于 巷 道 断 面 大、 交叉点多、 空间布置密集( 图 2 ) , 致使巷道 围岩 应力 相互叠加, 形成较高的支承压力, 加上构造应力的相 互作用, 巷道围岩 应力 水 平远 高 于 围岩 体 自 身 的 强 度, 巷道表面围岩破坏严重。 ( 3 ) 无控底 措 施。 在 深 部 高 应力 软 岩 巷 道中, 支护结构的压力来自四周。由于一次支护只对顶板 和两帮进行锚网索 支护, 巷 道 底 板 没 有 进行 支护处。来自2巷道底鼓治理思路
分 析巷 道 围岩岩 性 特 征 及 变形 特点 得 知, 软岩 巷道围岩变形持续 时 间 较 长, 巷 道 扩 刷、 卧 底 后, 巷 道围岩更加破碎, 围岩 松 动 圈 发 育范围 会 进一 步 扩 大。传统的支护方式很难有效、 长久控制巷道变形, 需采用全封闭耦合支护技术。 ( 1 ) 加强两帮支护 强 度。 目 的 是 为了 提 高 围岩 的残余强度和自承能力, 限制两帮内移, 达到控制底 板有效跨度的目的, 有利于巷道底板稳定。 ( 2 ) 采用全封闭 式 金 属 支 架。 有 效 提 高 控制 巷 道两帮内移能力, 减小巷道底板所承受的水平力, 控 制巷道底板岩层的离层和断裂。支架底拱对底板的 支撑改变了巷道底 板岩 层 受 力 状 态, 使 其 由两 向 受 力 变 为 三 向 受 力, 形成全封闭的整体承载环机 [2 ] 构 , 从而大大提高围岩强度, 增加了围岩稳定性。 ( 3 ) 采用底角注浆 锚 杆[3]。 ① 底角 锚 杆 可 加 固 底板岩体, 形成加 固 圈, 提 高 底 板 稳定 性; 减 弱 巷 道 角部应力集中程度, 在 两 帮 及 角 部形 成 自 承 能 力 较 高的承载拱以控制 两 帮 和 底角 围岩 塑 性 区的 发 展; 减少由于两帮破裂 围岩 压 缩 下 沉 所 造 成 的 底鼓、 体 积膨胀量, 从而 减少 巷 道 底鼓。 ② 注浆 锚 杆 还 起 到 注浆管的作用, 可 利 用 其 给 底 板围岩 注浆。 通过注 浆将破碎围岩胶结 成 整体, 改 善 围岩 的 结 构及 其 物 理力 学 性 质 , 即 提 高 围岩 的 内 聚 力 和 内 摩擦 角。 采 用注浆锚杆注浆, 利用浆液封堵围岩裂隙, 防止围岩 被水浸湿而降低围岩 的 自 身 强 度, 提 高 围岩 的 整体 稳定性。利用注浆 锚 杆 注浆 充 填 围岩 裂隙, 配 合锚 网喷支护, 可以形成一个多层有效组合拱, 即喷网组 合拱、 锚杆压缩组合拱及浆液扩散加固拱, 扩大支护 结构的有效承载范围, 提 高 支护 结 构的 整体 性 和 承 载能力, 从而有效控制深部软岩巷道的大变形。
巷道底鼓的防治措施
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巷道底鼓的防治措施1、用锚杆加固底板底板通常是成层的,因而非常适合用于锚杆加固。
木锚杆一般用于巷道范围内的垂直钻孔,钢锚杆则用于斜孔,锚入两帮下面(约与巷道两帮成35—40°的)底层中。
其作用在于减小巷道底板的破碎程度。
这样支护的工作原理主要有二个方面:一是将软弱底板岩层连接起来,抑制因软弱岩层扩容、膨胀引起的裂隙张开及新裂隙的产生,阻止软弱岩层向上鼓起。
其次是把几个岩层连接在一起,作为一组合梁,起承受弯矩的作用。
此组合梁的极限抗弯强度比各个单一岩层的抗弯强度的总和大。
在各种各样的地质条件下所做的试验表明,成功的加固软弱底板并不一定要求它具有层状构造,底板岩层经过锚杆加固以后增加了抗弯强度。
2、底板注浆底板注浆一般用于加固已破碎的岩石,提高岩石抵抗底鼓能力。
当底板岩石承受的压力超过岩体本身的强度而产生裂隙和裂缝时,应采用注浆的办法使底板岩层的强度提高,达到防治底板底鼓的目的。
由于选择注浆的形式、材料、压力和时间长短不同,岩层中的裂隙可能全部或部分北粘合,当注浆压力高于围岩强度时,会产生新的裂隙并有浆液渗入。
注浆后岩层达到结合强度主要取决与注浆材料:采用聚氨酯材料,岩层间结合强度较高,加固的效果较好,但底板潮湿时粘和强度较低,成本也较高;注水泥浆虽然成本低,但结合强度低,所以在选择材料时要根据实际情况合理选择。
还应指出,软岩进行底板注浆不能保证取得成功。
如果浆注浆和锚固结合使用,就可以使原来只适用两者的范围得到发展。
3、巷道壁充填在巷道和未采煤柱之间的巷道壁充填,主要是通过把侧翼底层压力支点转移到远离巷道的地方而改善压力分布,从而增加底板粘土从未采煤柱的下面向巷道流动的阻力。
另外一种用于永久性巷道的底板支护是,在巷道地板上先挖出矩形坑槽,然后再填以遇水硬结的材料,使之成为混凝土反拱。
这种支护具有较高而且平均一致作用与底板上的支护阻力。
加装可伸缩支撑件可进一步加强混凝土反拱,使其获得更大的抵抗底鼓的残余变形阻力的能力。
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1 引 言 软岩巷道 ,特别是在具有膨胀性 的岩层中掘进巷
道 ,大多都会发生底鼓 ,底鼓是造成巷道破坏 的主要
原 因 。在 软岩 中掘巷 ,若 不 治理 底 板 就实 施 支 护 ,其 结 果 往往 是底 板 先行 严重 鼓 起 ,然 后 两 帮失 稳 ,最 后
黄土地基的处理中,要特别注意各方法的特殊要求 。
6 结论
()青海 地 区湿 陷性 黄土 的湿 陷性 主要 由其 物理 1 化学 性 质 和孔 隙微 观结 构 特征 决定 ,黄 土结 构 强 度 的 丧失 或减 小对 湿 陷性起 决 定性 的作 用 。
[] 焱勋 ,王兴 刚 . 5宋 陇东地 区黄土 湿 陷性 研 究 f. —基 础 , J土 l 1 = =
( 2 )青海地 区湿 陷性黄土的湿陷系数与其天然含 水量之间不存在对应关 系,随着孔隙比的增大而增大, 与孔 隙 比之 间存 在 着 指数 对应 关 系 ,随天 然 干重 度 的
增大 而减小 ,与 天然干重 存在着 负指数 对应关 系 。 () 黄土 的湿 陷性 在 黄 土地 区是 最 普 遍 和工 程 人 3 员最 为关 注 的问题 ,对 于 青海 地 区的湿 陷性黄 土 我 们
术的现场试验 与效果分析f. J 岩土力学, 0 8 (1 :9 — 9 . 1 20 ,s )5 3 5 7 [ 吴燕开 ,邱勇 ,李永利 . 3 ] 西湟一级 公路 湿陷性 黄土处理探 讨 『. J 公路 交通科技 ,2 0 ,2 () 2 — 2 】 04 1 4 : 8 3. 【 陈云 ,周志军. 4 】 青海高速公路 湿陷性黄土地 基处理技术研 究
[1孙强 ,张晓科 ,李厚恩. 1】 湿陷性 黄土变形的微结构突变模 型
研究f. J 岩土力学 ,2 0 ,2 () 6 3 6 2 ] 08 9 3 : 6— 7.
【2 顾成权 ,方云. l] 黄土湿陷性 的微观结 构研究 『. J 西部探 矿 工 】
程 ,20 ,1 :9 1. 03 0 —0
I】 清高 ,邵胜军 ,陶虎 ,等. 2于 湿陷性黄 土地 基综合处 理新技
7 4 0
【] l 张振中. 4 黄土地震 灾害预N[ 1北京 :地震 版神 ,19 . M. 99
[3 邓津 ,王兰民 ,张振 中,等. 肃永登湿陷性 新近堆积黄 土 1】 甘
的 微 观 结 构 分 析 【. 北 地 震 学 报 ,2 0 , 2 ( ): J西 1 05 7 3
272 1 6 —7.
【】 1王银梅. 陷性 黄土地基处理新途径 的探讨[ . 国地质灾害 湿 J中 J 与防治学报 ,2 0 .1 () 0 — 0 . 0 8 9 4 :16 19
21 年第 3 01 期
青海 斟技
泥岩巷道底鼓治理技术
周 波 ,晏 尚英
( 青海西海煤 电有 限责任公 司生产技术部 ,青海
摘
西海镇
8 0 ) 20 1 0
要 :为解决默勒二矿井底车场巷道底板泥岩 、炭泥岩底鼓严重的问题 ,通过对巷道 同岩顶底板及 两帮移 近量变
化规律 的分析 ,结合默勒矿 区及默勒二矿 采矿范 围内生产技术条件和井下环境条件 ,经反复论证 ,采用 “ 卸压 +防水垫 层 +打底 角锚 杆 +反 底拱加 固底板 控制”技术治理底 鼓 。从治理完成 后 2个月 的现场矿 压观测及近一 年的使用结 果表 明 ,采用封闭水源 、打底角锚杆 、反底拱加固底板控制技术能有效治理巷道底鼓 ,提高巷道 的整体稳定性 。
I. J 西部 探 矿 工 程 ,2 0 ,5 1 8 1 1 】 09 : 4 — 5 .
2 工 程 概 况
拌成泥浆后注入土中。该方法施工简便 、快捷 ,无振
动 ,基 本不 挤 土 ,噪音低 。 此外 ,还 有 深层 孔 内强 夯 法 、预 湿 法及 针 对 高湿 度 软 弱 黄土 的砂 石 垫层 法 、桩 基础 等 方 法 。对 湿 陷性
顶 板 冒顶 ,真 至 巷道 全 部破 坏 。 因此 在 软岩 巷 道施 工
青海西海煤电有 限责任公 司默勒二矿位 于青海祁 连县默勒乡境 内 ,矿井设计生产能力 6 万 t 一 0 ・ ,服 a
务 年 限 4a 3 ,井 底 标 高 为 +9 0 20 m,埋 深 5 8 0 m,井 底 车场 为 环 形 卧 式 车场 。巷 道 设计 断 面 为 直墙 半 圆拱 ,
【] 华 人 民 共 和 国 建 设 部 , 8中 8 筑工业 出版社 ,2 0 . 04
家 质 量 监 督榆 验 检疫 总 局 .
G 50 5 2 0 B 0 2 - 0 4湿 陷性黄土 地区建筑规 范 . 北京 :中 围建 『 钱鸿 缙 . 陷性 黄土地 基[ I北 京 :中国建筑 业 出版社 , 9 】 湿 M.
20 0 4, 1 ( :3 — 0 8 4) 7 4 .
【J 6 闫小 波. 高等级公路湿 陷性黄 土路基处理技 术研 究【】西安 : D.
长 安 大 学 ,2 0 , 02
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大 学 .2 0 . 05
1 85. 9
【0 龚晓南. 1] 地基处理技术发展与展望【 】北京 :中同水利水 电 M. 出版社 ,2 0 . 04
只有在分析其微观结构 、弄清其湿陷机理并综合考虑ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 影响湿陷内外因素的基础上 ,才能够根据具体情况制 定相应措施 ,以最大限度地避免黄土湿 陷所引起 的不
良后 果
参考文献 :
净 高 3 0 mm,净 宽 4 0 m 40 0 0 m,净 断面 积 1 .m ,锚 + 6 。 1
网 +喷 支 护 。巷 道 底板 以灰 褐 色及 灰黑 色泥 岩 和炭 质
过程中 ,要加强巷道底鼓的预防与治理。
泥岩为主 ,厚度 1 2 m,含大量植物根部形成的化 2 5
石 ,常夹 紫 色及 灰绿 色风 化 残 积角 砾 岩 、高 岭 土 、云