巷道底鼓分析

关于巷道底鼓,国内外许多专家提出了不同的看法:①前苏联的M〃JI〃兹包尔什奇克等认为:巷道底板岩层突然鼓起是由于底板中塑性层对下部移动的阻力,以及底板岩层暴露的面积与周长的比例急剧变化时岩层储存的弹性能释放的结果造成;②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,他认为巷道岩层的破坏顺序为:首先是两帮岩层由于垂直应力作用被压裂,之后是巷道顶板由于水平压力的作用向巷道间鼓出,其中较先破坏的是直接底板岩层;③我国康红普经过分析计算得出结论,底鼓是由于失稳的底板岩层向巷道内压曲,偏应力作用下的扩容,岩层自身的遇水膨胀;④而贺永年、何正昌通过实测和研究认为,巷道底鼓由两帮岩柱传递顶板压力开始,两帮围岩在挤压底板的同时一起下沉,底板在严重挤压变形的情况下发生断裂,然后底板隆起[xxx]。

底鼓分析

1)在开巷后,由于围岩的“本构关系”即应力—应变关系发生变化,破坏了原有的应力平衡,围岩应力变化造成巷道底板、两帮岩层卸载产生了弹塑性变形向巷道内鼓起。

2)水理作用。在掘进或使用过程中,由于岩层自身含水及施工用水,使底板岩层遇水后体积膨胀,使围岩强度降低,塑性增大,以至底板向上鼓起。

3)支护强度也是影响底板鼓起的因素,一些巷道支护只注重巷道顶板,未对底板进行任何有效的支护。在巷道的支护上,一般均采用锚网喷及各种钢性支架有效地对巷道顶帮进行支承,底板未进行支护,而各种支护要承受住来自其周围的压力,为使其不被破坏,只得将各种受力向未进行支护的底板即弱面(自由面)进行传递,体现在顶板下沉,钢性支架下钻底板,破坏了底板原有的应力平衡,以至底板向有空间的巷道内隆起,造成巷道鼓底。11#煤层及各石门的底鼓即是这样。

4)巷道设计布置也是影响巷道底鼓(破坏)的因素,尤其是地质构造带及煤柱留设的是否合理以及应力集中区的存在,容易造成巷道底鼓破坏。

3巷道底鼓的对策及控制通过对巷道底鼓的分析,结合底鼓的特点,并查阅国内外各种控制底鼓措施,提出治理措施如下:

1)在设计上尽量将巷道布置在远离地质构造带或应力集中区域。

2)控制施工期间的用水,将各种汇集水进行集中排放,减少水对巷道围岩的侵蚀。

3)在巷道断面设计上,从经济角度出发,充分考虑巷道的变形量,力求最优化。

4)回采巷道在布置上优先选择沿空留(送)巷,如不能沿空留(送)巷的,要充分分析受力情况,留设合理的煤(岩)柱,通过实践,大河边煤矿煤柱留设一般在(倾斜方向)20~25m之间,如已回采的

原4132N里下工作面回风巷和4113S外工作面回风巷,其煤柱留设(倾斜)分别为22m和24m,在掘进及回采期间,巷道底鼓变形得到了控制(和未留设煤柱的同一煤层相比),减少了卧底修复量。

4结论

通过对巷道底鼓的认识和分析,并掌握巷道底鼓的特

点和了解影响巷道底鼓的原因,结合矿井的自身特点,在

煤矿生产中有助于在设计及支护上更好的控制巷道底鼓,

减少巷道破坏变形,保证安全生产。

参考文献:

[xxx] 黎开勋,党昌志. 巷道底鼓分析及控制[J]煤炭工程.2008.(9):51～52.