礦井巷道底鼓的分析及采取措施

王喜林

(琿春礦業(yè)(集團(tuán))公司板石煤礦,吉林琿春 133300)

礦井巷道底鼓的分析及采取措施

王喜林

(琿春礦業(yè)(集團(tuán))公司板石煤礦,吉林琿春 133300)

琿春礦業(yè)集團(tuán)公司板石煤礦在開(kāi)采過(guò)程中,隨著開(kāi)采深度的增加,采空區(qū)增多,巷道壓力大,導(dǎo)致巷道底鼓嚴(yán)重,嚴(yán)重影響了礦井安全生產(chǎn),增加了礦井的生產(chǎn)成本。合理找出生產(chǎn)礦井的巷道底鼓原因和采取相應(yīng)的措施,這對(duì)礦井的安全生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)效益、礦井的可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。

巷道壓力 巷道底鼓 采取措施

1 概況

琿春礦業(yè)集團(tuán)公司板石煤礦屬于現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)化礦井，年產(chǎn)量240萬(wàn)噸/年，現(xiàn)有采面平均標(biāo)高-550m。隨著礦井的發(fā)展，采區(qū)水平每年以21m的速度向下延伸，深部開(kāi)采也遇到了新的課題，面臨著新的困難，從而影響了礦井的安全生產(chǎn)。因而研究巷道底鼓發(fā)生的原因和影響因素，積極采取措施，綜合防治，防范于未然，保證深部資源正常開(kāi)采，提高施工人員作業(yè)安全系數(shù)，完善采區(qū)布置，力爭(zhēng)生產(chǎn)正常接續(xù)，處理好巷道底鼓成為煤礦生產(chǎn)中的重點(diǎn)工作之一。

2 巷道底鼓的分析

巷道底鼓是底板巖層在圍巖應(yīng)力作用下向巷道空間鼓起的現(xiàn)象。巷道底鼓的力學(xué)機(jī)制是物化：物理型---膨脹型、軟化型，力學(xué)型---塑性變形型、擴(kuò)容型、彎曲型、流變型及復(fù)合型。軟巖由于浸水后體積增加，相應(yīng)地引起壓力增大。由于各種因素引起圍巖應(yīng)力的增加，多數(shù)由于頂板壓力加大和巷道兩側(cè)的側(cè)壓增強(qiáng)，巷道底板承載力加大，當(dāng)應(yīng)力超過(guò)巖石的屈服應(yīng)力后，巖石的破裂速度加快，巖石的體積膨脹加速，變形也隨應(yīng)力的增加而迅速加大。

3 巷道底鼓的影響原因

(1)圍巖應(yīng)力狀況。軟巖受到力的作用后表現(xiàn)出多種力學(xué)特征，如彈塑性、擴(kuò)容性及流變性等。尤其巷道附近有采空區(qū)和其它巷道時(shí)，巷道底鼓量受到的影響較多。

(2)巖性狀態(tài)。圍巖的礦物成分、結(jié)構(gòu)狀態(tài)和軟化程度對(duì)巷道的底鼓起決定性作用。

(3)支護(hù)強(qiáng)度。由于支護(hù)強(qiáng)度的不足，引起塑性變形范圍的擴(kuò)大，從而引起底鼓量的增加。

(4)時(shí)間效應(yīng)。軟巖巷道服務(wù)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，流變將引起底板巖層強(qiáng)度的降低及底鼓量的增加。隨著巷道維護(hù)時(shí)間的延續(xù)，必將導(dǎo)致底板破壞范圍的逐漸擴(kuò)大，引起底鼓量的增加。

(5)水文作用。軟巖浸入水后體積膨脹，引起應(yīng)力的增大，巷道底鼓嚴(yán)重。

(6)巷道斷面的形狀。巷道斷面形狀的不同，將引起應(yīng)力分布不均衡，易引起應(yīng)力集中，導(dǎo)致這個(gè)部位的變形量增加。

4 采取措施

(1)壓力過(guò)大，解決方法是卸壓。具體：1)開(kāi)采深度大—壁角鉆空，爆破成縫。2)水平應(yīng)力大—切縫。①遇水軟化—疏水。②層狀結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較低—底板打錨桿、錨索。③巖石破碎裂隙發(fā)育—注漿、爆破注漿。④塑性軟巖—支架阻力臥底，加強(qiáng)支護(hù)。

(2)防水措施：水的防治在軟巖巷道底鼓控制中非常重要，及時(shí)排水、疏干巷道、封閉底板、是防治巷道底鼓變形的重要措施。方法有疏干、封水、堵水、吸水、管水及泄水。

(3)卸壓措施：開(kāi)采深部煤層時(shí)，利用加大煤柱尺寸的方法維護(hù)巷道在經(jīng)濟(jì)上是不合理的，有時(shí)還會(huì)引起應(yīng)力集中現(xiàn)象，給巷道帶來(lái)了諸多不便。最簡(jiǎn)單的方法是預(yù)先開(kāi)采上部煤層，然后在其底板巖石中布置巷道，即沿空掘巷。另外，采用打鉆卸壓和在采空區(qū)中掘進(jìn)巷道，也取得較好效果。

開(kāi)采卸載工作面：在采空區(qū)下面維護(hù)巖石巷道。為保證深部巷道的穩(wěn)定性，在上部煤層開(kāi)采卸壓工作面，在采空區(qū)下面維護(hù)巖石大巷及斜巷，取得較好的成效。

支護(hù)措施：①注漿加固。②封閉式支護(hù)，園碹、返拱、弧板及低梁。③巷道增加補(bǔ)強(qiáng)措施。④加固巷道幫角支護(hù)。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)巷道底鼓的原因分析并加以研究，總結(jié)了巷道底鼓的各種影響因素，提出了合理整治方案，我們對(duì)板石煤礦底鼓的巷道進(jìn)行了防治，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。我們又對(duì)琿春礦區(qū)所有巷道進(jìn)行了一次普查，針對(duì)巷道底鼓的特點(diǎn)，積極的采取措施，使琿春各礦井底鼓巷道得到了整治，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，保證了煤礦的安全生產(chǎn)。