東山煤礦巷道底鼓治理及防范建議

張偉 孫波 周詩江

【摘 要】 隨著礦井開采深度的增加，巷道底鼓問題已成為巷道支護中最難解決的問題之一。本文以雞西礦業集團東山煤礦東部采區材料道巷道底板底鼓的實際案例，通過分析該巷道底鼓形成的原因和現場治理巷道底鼓采取的措施，提出了一些防范治理巷道底鼓的建議，在大采深、構造復雜礦區防治巷道底鼓具有一定的參考價值。

【關鍵詞】 底板底鼓 ?形成原因 ?治理措施 ?預防建議

1 問題的提出

雞西礦業集團東山煤礦所處礦區地質條件復雜，礦壓大、斷層多，礦井現生產水平垂深已超過800米，礦井局部巷道在形成后3-6個月就開始變形失穩，顯現出巷道底板底鼓、兩邦片落、頂板下沉現象，其中底鼓最為嚴重的是東部采區材料道。該巷道處于-550標高，距地面垂深為860米，巷道兩側各留有30米的護巷煤柱，往外為采空區，擔負東部采區運輸、通風、行人任務。

東部采區材料道成巷尺寸為：中高2.6米，巷寬3.8米的矩形巷道，在形成巷道2個月后巷道底板底鼓現象開始顯現，在成巷6個月時，底板底臌、兩邦向內偏移的現象明顯，中高降至1.5米，巷寬降至2.6米，并隨著工程深度的增加、時間推移，底臌問題日漸嚴重，這嚴重妨礙了采區正常的運輸、行人和通風，嚴重影響采區生產，因此，研究該巷道底臌形成的原因，總結經驗教訓，對于防治巷道底鼓、保證地下工程正常的安全運營具有重要意義。

2 巷道底臌的原因

通過分析認定，東部采區材料道巷道底臌的形成的原因有以下幾個方面：

（1）在工程布置上的失誤，該巷道兩側各留有30米的護巷煤柱，出現了應力集中、孤島現象，在初始設計施工中巷道的施工尺寸和支護形式不合理，預防巷道底鼓的措施未被充分考慮，巖層應力達到一定的條件時，底板巖層由于不能承受過大的應力作用而破壞底臌，這是形成巷道底臌的主要原因。

（2）支護強度不足，設計觀念上錯誤的認為只要支護頂板和兩幫就安全了，底臌無關緊要 ，加上錨固底板施工比較困難，出矸石工作量大，所以巷道的底板處于不支護狀態。

（3）巷道的尺寸和形狀布置不合理，一般來說寬大的巷道比窄巷道易發生底鼓，然而，該巷道斷面過大，特別是巷高、巷寬比例未合理分配。在某些情況下，寬度能保持在一定限度以內，而通過增加巷道高度使橫截面保持不變。

（4）客觀上與圍巖的性質及地質構造有一定關系，如底板巖性底板巖層的結構狀態（如破碎結構、薄層結構、厚層結構等）、軟弱程度及軟弱巖層的厚度直接決定著巷道底板發生底臌的大小及底臌形態。當底板位于堅硬的砂巖或灰巖中時，一般處于穩定狀態，通常不會發生底臌;而當底板位于軟弱的泥巖、頁巖或斷層破碎帶中時，由于巖體強度低、吸水率高、裂隙發育，其自身穩定性和承載能力較差，在地應力作用下極易產生底臌，造成底板失穩破壞。東部采區材料道正是處于以泥巖和砂質泥巖為主、層理裂隙發育且有小斷層里，據實驗觀察在影響的巷道地段的底臌量，要比位于灰色細砂巖地段的底臌量高3～4倍，這是造成東部采區材料道底臌的重要原因。

3 現場采取的措施

針對東部采區材料道巷道底臌日益嚴重的問題，該礦采取了多項舉措，有借鑒意義是：一是，對局部完整較硬的底板的補打錨索，每2米打一對7米長錨索，并配合補打樹脂錨桿，加強支護。二是，對于底鼓嚴重破碎地帶進行了拉底，并在底板進行了注漿。底板巖層注入漿液，漿液滲入巖層破碎面，漿液凝固后可以將已破碎巖層重新粘結起來，改善巖層結構，提高了巖體的內聚力和摩擦力，提高巖層的強度和穩定性。三是，對最薄弱的巷道底板和邦壁，采用錨固和注漿加固相結合的措施。把底板、兩邦錨桿與注漿加固有機地結合起來，通過注漿加固巷道圍巖，形成一連續的注漿加固圈，而錨桿通過與圍巖相互作用和加初錨力在圍巖內又形成一錨桿加固圈，并且注漿加固圈為錨桿提供了可靠的著力基礎，使錨桿對松散巖層的錨固作用得以發揮，保證了支護結構的穩定性和強度。

根據現場實踐，錨固和注漿是目前治理巷道底鼓比較有效的辦法。

4 防治巷道底臌的建議

東山煤礦的案例表明，預防和治理巷道底鼓，掌握準確圍巖地質資料是提前，預防性設計是關鍵，后期綜合管理是補充。要防治巷道底鼓，要從圍巖基礎信息、設計、施工、檢測及后期管理等方面綜合考慮。

（1）要全面準確掌握圍巖地質資料。圍巖地質資料是礦井井下施工建設不可缺少的指導性基礎資料，它關系到巷道工程設計施工的合理性，對于施工預算和進度安排有著重要作用。東山煤礦前期巷道底鼓預防教訓的證實，如果能全面掌握圍巖地質資料，提高對巷道底鼓的認識，就能減少后期返修造成的大量浪費。

（2）合理布置巷道位置和斷面形狀。巷道發生底臌主要發生在巖性松散軟弱的環境，其極易受到結構應力、環境效應的影響而發生強度減弱變化，設計時在綜合分析的基礎上應盡量把巷道布置在強度高的砂巖中，主要巷道的護巷煤柱尺寸要布置合理，避免出現孤島、應急集中現象。

（3）加強底板巷道支護，選用適合本地的支護方式。巷道底臌通常是由于底板巖層強度低，不能承載巷道圍巖應力而產生的，所以，可以選用底板錨桿、底板注漿、混凝土反拱、全封閉支架等一項或多項相加固支護措施進行治理巷道底臌。