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[摘 要]随着矿井开采深度的增加，巷道底鼓现象已成为软岩巷道围岩变形和破坏的主要特征之一，文章通过对软岩巷道底鼓发生的原因进行综合分析，得出了软岩巷道发生底鼓的主要原因与巷道底板岩性、底板浸水时间及巷道所受压力所导致，分析了巷道底鼓的机理、类型，通过采取一系列综合防治措施，得出了软岩巷道支护的有益结论
[关键词]底鼓；治理；措施
中图分类号：TD327.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）40-0144-01
0 引言
是煤矿巷道中经常发生的动力现象。巷道的强烈底鼓导致断面缩小，阻碍运输、通风和人员行走，因底鼓而造成巷道报废的现象时有发生，严重影响煤矿的安全生产。软岩巷道底鼓控制问题一直是困扰煤矿生产和建设的重大难题之一。近年来，国内外很多学者和煤矿技术人员对巷道底鼓的机理、防治措施等进行了卓有成效的研究，提出了很多底鼓控制技术，如目前广泛采用的可缩性封闭金属支架、底板锚杆、底板注浆、底板卸压及混凝土反拱等。这些成果对巷道底鼓的控制起到了很好的指导作用。然而，由于原岩应力的增加和软岩岩性的多样性、复杂性，仍有大量软岩巷道因强烈底鼓而无法正常使用，甚至报废。因此，在软岩巷道的底鼓控制过程中，必须根据具体的围岩地质条件选择合理的支护方法及支护参数。
1 巷道底鼓原因分析
通过分析，荣华矿输送机上山底鼓的主要因素有底板岩性、巷道积水、底板支护形式。巷道开挖使得底板岩层局部卸载，随即产生弹性变形，当应力超过底板的屈服强度时，就产生塑性变形，其应力达到一定数值后会产生扩容现象，造成岩石体积增加。巷道在掘进过程中，底板岩层局部区域垂直应力迅速降低，而水平应力增加，势必引起底板应力增加，因此底板扩容变形是引起巷道底鼓的一个重要原因。
①水理作用。在巷道掘进过程中，由于煤岩层自身含水及顶板淋水致使巷道积水浸泡，使底板岩石达到饱和状态，无抗压强度。
②“本构关系”发生变化。巷道开挖前，原岩应力处于弹性变形状态，随着巷道的开挖，围岩应力出现重新分布，巷道围岩内出现应力集中，此时因巷道底板岩石抗压强度低，出现弱面，造成巷道底鼓。
③底板支护强度低，造成底板鼓起。由于大多软岩巷道支护的重点在巷道的顶板及两帮，甚至对底板未采取任何的支护措施，导致巷道底板出现了鼓起。
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。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。
3 巷道支护参数
巷道支护参数包括锚网带喷支护和注浆。经理论计算及结合试验对比分析后，设计巷道支护参数如下：采用L2400mm、ф20mm螺纹钢锚杆，每根锚杆采用两支L600mm、ф23mm的树脂药卷加长锚固，锚杆间排距为600mm×650mm。选用ф12mm×1900mm的钢带。采用ф4mm的80mm×80mm网孔钢丝网护帮护顶。全断面喷射100mm厚混凝土。采用ZKD高水速凝材料对巷道全断面注浆，浆液水灰比为1.5∶1。注浆孔间距1500mm，排距2000mm，断面布置如图1所示。
4 支护效果监测与分析
对荣华矿输送机上山底鼓严重巷道加固处理后，进行了巷道变形监测。经过近90d的观测，两帮移近量为43mm，顶底板累计移近量在25mm左右。巷道的表面位移量在45d左右围岩变形基本趋于稳定。由此可见，采用新的支护技术后，围岩总体变形量显著减小，巷道围岩变形得到有效控制，巷道断面能够满足使用要求。
5 结束语
工程实践表明，成功解决了荣华矿复杂软岩大断面巷道底鼓的治理难题，确保了矿井的安全生产，可为类似条件下的巷道底鼓治理提供借鉴。
参考文献
[1] 康红普，刘玉堂.软岩巷道底鼓的机理及防治措施[A].
[2] 何满潮.中国煤矿软岩巷道支护理论与实践[C].徐州：中国矿业大学出版.
[3] 贾明魁，赵兴东，贾安立.极软岩巷道底鼓锚注支护控制技术.
[关键词]底鼓；治理；措施
中图分类号：TD327.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）40-0144-01
0 引言
是煤矿巷道中经常发生的动力现象。巷道的强烈底鼓导致断面缩小，阻碍运输、通风和人员行走，因底鼓而造成巷道报废的现象时有发生，严重影响煤矿的安全生产。软岩巷道底鼓控制问题一直是困扰煤矿生产和建设的重大难题之一。近年来，国内外很多学者和煤矿技术人员对巷道底鼓的机理、防治措施等进行了卓有成效的研究，提出了很多底鼓控制技术，如目前广泛采用的可缩性封闭金属支架、底板锚杆、底板注浆、底板卸压及混凝土反拱等。这些成果对巷道底鼓的控制起到了很好的指导作用。然而，由于原岩应力的增加和软岩岩性的多样性、复杂性，仍有大量软岩巷道因强烈底鼓而无法正常使用，甚至报废。因此，在软岩巷道的底鼓控制过程中，必须根据具体的围岩地质条件选择合理的支护方法及支护参数。
1 巷道底鼓原因分析
通过分析，荣华矿输送机上山底鼓的主要因素有底板岩性、巷道积水、底板支护形式。巷道开挖使得底板岩层局部卸载，随即产生弹性变形，当应力超过底板的屈服强度时，就产生塑性变形，其应力达到一定数值后会产生扩容现象，造成岩石体积增加。巷道在掘进过程中，底板岩层局部区域垂直应力迅速降低，而水平应力增加，势必引起底板应力增加，因此底板扩容变形是引起巷道底鼓的一个重要原因。
①水理作用。在巷道掘进过程中，由于煤岩层自身含水及顶板淋水致使巷道积水浸泡，使底板岩石达到饱和状态，无抗压强度。
②“本构关系”发生变化。巷道开挖前，原岩应力处于弹性变形状态，随着巷道的开挖，围岩应力出现重新分布，巷道围岩内出现应力集中，此时因巷道底板岩石抗压强度低，出现弱面，造成巷道底鼓。
③底板支护强度低，造成底板鼓起。由于大多软岩巷道支护的重点在巷道的顶板及两帮，甚至对底板未采取任何的支护措施，导致巷道底板出现了鼓起。
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。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。
3 巷道支护参数
巷道支护参数包括锚网带喷支护和注浆。经理论计算及结合试验对比分析后，设计巷道支护参数如下：采用L2400mm、ф20mm螺纹钢锚杆，每根锚杆采用两支L600mm、ф23mm的树脂药卷加长锚固，锚杆间排距为600mm×650mm。选用ф12mm×1900mm的钢带。采用ф4mm的80mm×80mm网孔钢丝网护帮护顶。全断面喷射100mm厚混凝土。采用ZKD高水速凝材料对巷道全断面注浆，浆液水灰比为1.5∶1。注浆孔间距1500mm，排距2000mm，断面布置如图1所示。
4 支护效果监测与分析
对荣华矿输送机上山底鼓严重巷道加固处理后，进行了巷道变形监测。经过近90d的观测，两帮移近量为43mm，顶底板累计移近量在25mm左右。巷道的表面位移量在45d左右围岩变形基本趋于稳定。由此可见，采用新的支护技术后，围岩总体变形量显著减小，巷道围岩变形得到有效控制，巷道断面能够满足使用要求。
5 结束语
工程实践表明，成功解决了荣华矿复杂软岩大断面巷道底鼓的治理难题，确保了矿井的安全生产，可为类似条件下的巷道底鼓治理提供借鉴。
参考文献
[1] 康红普，刘玉堂.软岩巷道底鼓的机理及防治措施[A].
[2] 何满潮.中国煤矿软岩巷道支护理论与实践[C].徐州：中国矿业大学出版.
[3] 贾明魁，赵兴东，贾安立.极软岩巷道底鼓锚注支护控制技术.