巷道底鼓的防治措施

【摘 要】本文通過對軟巖巷道底鼓發生原因的分析，得出了軟巖巷道特別是膨脹巖巷道發生底鼓的主要原因是由于底板浸水及巷地壓所致，分析巷道底fku鼓的機理和類型，提出巷道底鼓的防治措施，得出了一些有益的結論。

【關鍵詞】底鼓；軟巖；措施

0 引言

底鼓、冒頂及側突是巷道發生變形破壞的三種主要表現形式。大量實測數據表明，巷道變形破壞大約有2/3是由底鼓引起的。底鼓的主要危害是縮小了巷道斷面，致使行人、運輸、供排水、井下通風等都受到影響，嚴重影響礦山的安全生產。因此，研究巷道底鼓發生機理及其影響因素，做出合理的防治措施，對保證我國深部資源開采，提高人員安全作業，有著重大的理論意義和實際應用價值。

1 底板巖層鼓入巷道的方式及機理

（1）擠壓流動性底鼓。通常發生在直接底板為軟弱巖層（如粘土、煤等），兩幫和頂板比完整的情況下。在兩幫巖柱的壓模效應和應力的作用下，整個巷道都位于松軟破碎的底板巖層向巷道內抗日壓流動。

（2）褶皺性底鼓。通常發生在巷道底板為層狀巖石，其底鼓機理是底板巖層在平行層理方向的壓力作用下，向底板臨空方向饒曲而失穩，底板巖層的分層越薄，巷道寬度越大，所需的擠壓力越小，越易發生饒曲性底鼓。

（3）剪切錯動性底鼓。主要發生在直接底板。即使是整體性結構巖層，但在高應力作用下，巷道底板也易遭到剪切破壞，或者在巷道底角產生很高的剪切應力而引起楔形破壞。

（4）遇水膨脹性底鼓。多發生在礦物成分含蒙脫石的粘土巖層，膨脹巖是與水發生物理化學反應，引起巖石含水量隨時間而增高且體積發生膨脹的一類巖石，屬于易風化和軟化的軟弱巖石。工程中遇到的膨脹性巖石有兩種：一種是化學轉化膨脹巖石；另一種膨脹巖石是指含有強親水性粘土礦物的粘土類巖石。它與前述的各類底鼓的主要區別為底鼓是山底板吸水膨脹引起的，底鼓的機理不同，治理方法也應有所不同。

2 影響巷道底鼓的主要因素

底板軟弱、地壓、巷道的大小和形狀、巷道積水等，都是影響巷道底鼓的主要因素。巷道開挖使得底板巖層局部和部分卸載，隨即將產生彈性恢復。當應力超過巖層的屈服強度時，就會產生塑性變形，軟巖的應力偏量達到一定數值后會產生擴容現象，造成巖石體積增加。巷道開挖后，導致底板巖層局部區域垂直應力降低，水平應力增加，必然引起應力偏量的增加，因而擴容變形是引起巷道底鼓的一個重要原因。而浸水后的巷道底板往往產生嚴重的底鼓，一般表現為三個方面：

（1）底板巖層浸水后，其強底降低，從而容易破壞。

（2）泥質膠結的巖層，浸水后易破碎、泥化、崩解，甚至強度完全喪失。

（3）當底板巖層中含有蒙石、伊利石等膨脹性巖層時，浸水后會產生膨脹性底鼓。因此，巷道積水問題的治理是控制巷道底鼓的重要環節；巷道底板通常處于敞開不支護狀態是巷道底鼓量大于頂板下沉量的主要因素。尤其是遇水崩解或膨脹的粘土巖和泥質巖層，底板及時支護和封閉是控制底鼓的根本措施。

3 主要治理措施

研究軟巖物理力學性質及底鼓機理的目的在于選擇合理的防治措施。對巷道底鼓的防治總體上可概括為加固法和卸壓法兩大類。加固法主要有底板錨桿、底板注漿、封閉式金屬支架、混凝、反拱等；卸壓法主要有底板叨縫、底板鉆孔、底板松動爆破、兩幫切槽、頂部卸壓槽等。根據對回采巷道底板的滑移線場分析，采用錨桿支護加強巷道底鼓及兩幫的巖石強度，不失足為解決的底鼓的一種更為有效、經濟的好方法。錨桿防治巷道底鼓是支擴加固防潮巷道底鼓方法之一。錨桿支護作為一種行之有效的支記方式已廣泛應用于煤礦開采等地下工程的維護領域。在適當的條件下，它對巷道圍巖有良好的控制效果。底板錨桿能否有效地控制軟巖巷道底鼓，主要取決于底板巖層性質和底鼓的類型。

綜上所述將治理措施總結為以下五點：

（1）增加底板的變形阻力。主要措施有砌筑可伸縮件的混凝土反拱、架設可縮性封閉支架等。

（2）提高底板圍巖的強度。使用合格的支護材料、打底板錨桿、底板注漿加固等。

（3）治水防底鼓。正在施工的巷道水比較多，如打眼、防塵水等。

主要措施為哪里有水哪里治，能排則排，能導則導，能疏則疏，防止跑、冒、滴、漏等，盡量保證巷道內不積水。

（4）加固巷道幫、角控制底鼓。一般沿煤掘進的巷道，兩幫煤層的強度比頂底板低，一般巷道塑性區發生在兩幫和角部，其范圍大小對巷道的變形和底鼓的影響最大。所以巷道開挖后要盡量加固煤幫和角部。通過加固巷道幫、角，減少巷道兩幫破裂圍巖壓縮下沉所造成的底鼓、體積膨脹量、頂板的破裂和離層，從而減少巷道底鼓和頂板下沉。

（5）加大巷道斷面。為了不影響巷道使用，通過以前的礦壓觀測資料，設計時在巷道使用斷面的基礎上考慮巷道最大變形量。

4 結論

由于巷道底鼓的原因各異，因此，防治巷道底鼓的方法也要根據其成因及礦山的技術經濟條件選擇相應的防治辦法。木錨桿和鋼錨桿是控制巷道底鼓比較有效的方法。目前，國內外在預防和處理巷道底鼓方面取得一定的進展，成功的防治有底板錨桿、底板切縫、加固底板碎石墊層、可伸縮支撐件的混凝土反拱、底板注漿，以及采用底梁加錨桿和板切縫加錨桿等。

[責任編輯：曹明明]