礦井巷道底鼓的分析及采取措施

王喜林

(琿春礦業(集團)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(集團)公司板石煤礦,吉林琿春 133300)

琿春礦業集團公司板石煤礦在開采過程中,隨著開采深度的增加,采空區增多,巷道壓力大,導致巷道底鼓嚴重,嚴重影響了礦井安全生產,增加了礦井的生產成本。合理找出生產礦井的巷道底鼓原因和采取相應的措施,這對礦井的安全生產、經濟效益、礦井的可持續發展有著重要意義。

巷道壓力 巷道底鼓 采取措施

1 概況

琿春礦業集團公司板石煤礦屬于現代標準化礦井，年產量240萬噸/年，現有采面平均標高-550m。隨著礦井的發展，采區水平每年以21m的速度向下延伸，深部開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。因而研究巷道底鼓發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采，提高施工人員作業安全系數，完善采區布置，力爭生產正常接續，處理好巷道底鼓成為煤礦生產中的重點工作之一。

2 巷道底鼓的分析

巷道底鼓是底板巖層在圍巖應力作用下向巷道空間鼓起的現象。巷道底鼓的力學機制是物化：物理型---膨脹型、軟化型，力學型---塑性變形型、擴容型、彎曲型、流變型及復合型。軟巖由于浸水后體積增加，相應地引起壓力增大。由于各種因素引起圍巖應力的增加，多數由于頂板壓力加大和巷道兩側的側壓增強，巷道底板承載力加大，當應力超過巖石的屈服應力后，巖石的破裂速度加快，巖石的體積膨脹加速，變形也隨應力的增加而迅速加大。

3 巷道底鼓的影響原因

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

(2)巖性狀態。圍巖的礦物成分、結構狀態和軟化程度對巷道的底鼓起決定性作用。

(3)支護強度。由于支護強度的不足，引起塑性變形范圍的擴大，從而引起底鼓量的增加。

(4)時間效應。軟巖巷道服務時間較長時，流變將引起底板巖層強度的降低及底鼓量的增加。隨著巷道維護時間的延續，必將導致底板破壞范圍的逐漸擴大，引起底鼓量的增加。

(5)水文作用。軟巖浸入水后體積膨脹，引起應力的增大，巷道底鼓嚴重。

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

4 采取措施

(1)壓力過大，解決方法是卸壓。具體：1)開采深度大—壁角鉆空，爆破成縫。2)水平應力大—切縫。①遇水軟化—疏水。②層狀結構強度較低—底板打錨桿、錨索。③巖石破碎裂隙發育—注漿、爆破注漿。④塑性軟巖—支架阻力臥底，加強支護。

(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：開采深部煤層時，利用加大煤柱尺寸的方法維護巷道在經濟上是不合理的，有時還會引起應力集中現象，給巷道帶來了諸多不便。最簡單的方法是預先開采上部煤層，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中掘進巷道，也取得較好效果。

開采卸載工作面：在采空區下面維護巖石巷道。為保證深部巷道的穩定性，在上部煤層開采卸壓工作面，在采空區下面維護巖石大巷及斜巷，取得較好的成效。

支護措施：①注漿加固。②封閉式支護，園碹、返拱、弧板及低梁。③巷道增加補強措施。④加固巷道幫角支護。

5 結語

通過對巷道底鼓的原因分析并加以研究，總結了巷道底鼓的各種影響因素，提出了合理整治方案，我們對板石煤礦底鼓的巷道進行了防治，達到了預期目標。我們又對琿春礦區所有巷道進行了一次普查，針對巷道底鼓的特點，積極的采取措施，使琿春各礦井底鼓巷道得到了整治，取得了較好的經濟效益，保證了煤礦的安全生產。