巷道底板軟弱巖層底鼓治理技術研究

匡林

貴州省六盤水市鐘山區能源局 貴州六盤水 553000

1 含軟弱巖層巷道破壞特征

巷道底鼓有很多類型，因為其巷道內部的具體地質情況多樣，以及巷道內部受力應力狀態各部相同，以及各種巷道底板中的圍巖輕質情況也出現很大差別，導致巷道底鼓出現多種類型。大致可以劃分為四大類型，即擠壓流動型、撓曲褶皺型、遇流膨脹型、剪切錯動型。其中造成巷道底板軟弱巖層底鼓大多數都是因為其擠壓流動，進一步推動其底鼓中的底板發生質變，形成軟弱巖層。軟弱巖層的形成很大部分原因要歸功于巷道頂板以及兩側的高強度應力，高強度的應力遠遠將底板間的壓力壓制，頂部間的壓力作用到兩側間時，底部巖石層間的應力作用將底板破壞，破壞的巖層形成流動的地質，隨著應力流動于巷道中。而層狀物體巖體底板由于其高硬度，兩幫間在應力作用下發生一定程度的變化，即兩側巖層向上方進行突起，而變形撓曲導致巖層中部位置發生多方斷裂，進一步加速巷道底鼓形成撓曲褶皺型。遇流膨脹型底鼓的形成很可以發生在軟弱巖層間的底板中，這是因為軟弱巖層間的底板結構質地相對其他類型底板來說，其質地強度不夠大，遇到大面積巷道水就會形成一定程度的堆積，進一步導致巖層底板間底鼓膨脹。最后就是發生在后巖體層底板的剪切錯動型底鼓。發生剪切錯動效果就是因為巷道間的水平用力太強，將其推至成為斷層錯動結構類型，讓巷道巖石上盤楔形塊狀結構兩側受到擠壓，導致其鼓起現象，發生擠壓錯動斷層結構[1]。

針對底鼓原因分析可細化為以下幾個方面。第一就是針對其巷道軟弱巖層巖性區別，其主要巖體類型為泥質巖體和碳質巖體。這兩大巖體構造類型將多種發育性的裂縫帶進行高速融合，但是巖層間就會堆積一定程度的地下流動水，而易膨脹的礦物質遇到其流動水，就會促進膨脹度，直接在巖層間發生膨脹現象，更嚴重還出現崩裂現象。巖層結構發生質變導致底板間被破壞程度增加，而地下水的不斷堆積蔓延，將巖層與巖層之間的粘連性變小，進一步將其巖層的抵抗拉伸以及剪切能力降低，應力與作用力之間發生強烈碰撞沖擊，底鼓間的巖層分離狀況進一步演變循環，最后其底板軟弱巖層加劇。

第二對于頂板以及幫部圍巖支護，很多巷道頂部以及幫部的支護并不能保持穩定的維護狀態，因此在這種狀態下巷道底鼓很容易發生支部泄壓現象。作為一個巷道支部支護區域，往往會在其薄弱區域出現大程度的泄壓，構成多種短固梁體間的底板以及三面高強度支護下的底板，都會因為其泄壓狀態在巷道底板中間明顯區域發生鼓起現象。

第三就是水平間應力受到影響。這是圍巖應力減弱，進一步導致巷道底鼓的柱狀支撐壓力發生大幅度變化，變化的兩側底板約束作用將水平間作用壓力制約。而底板間形成的兩側約束力會讓其底板抗壓強度大范圍降低，降低的底板抗壓力不能將圍巖間的水平應力約束，最終形成底板中部發生較大的鼓起現象。這也是巷道底鼓間發生剪切錯動類型的原因，而且由于巷道間的圍巖水平應力出現大范圍改變，導致整個巷道間剪切造成失穩現象，進一步破壞底鼓質量。

第四就是底板支護失效，錨桿間承受剪切力程度因其底板的應力發生大幅度提升現象，導致其底鼓受到多范圍的破壞。而且破壞的類型還因為其柱體彎曲程度不同，錨桿間承受水平剪切力的極限值受到不用程度的破壞，形成錨桿與巖層之間的脫落與不定期向上方隆起問題。錨桿與巖層之間的脫落與不定期向上方隆起會進一步引發底板支護發生大范圍的失效現象，導致其底鼓形成。

2 含軟弱巖層底鼓治理技術

煤礦企業特別重視治理巷道底板軟弱巖層底鼓的原因，其實很大程度是因為正常生產煤礦過程中需要穩定的巷道底鼓支護。對于在巷道底鼓支護過程中發生巖層破壞，巷道底板受到大范圍的鼓起，進一步嚴重影響到煤礦的正常生產。將有效的含軟弱巖層底鼓治理技術應用到煤礦生產環節中，結合實際的底板巖層形式以及生物力學知識特點，思考創新巷道底鼓治理方式。同時針對多種含有軟弱巖層支護加固、卸壓、以及聯合支護等有效方式改善被破壞的巷道底鼓。讓其巷道底板軟弱巖層底鼓能夠穩定發揮其作用，全方位促進煤礦企業的生產質量。

首先，對于含軟弱巖層底鼓治理技術中的支護加固法。針對這類利用其他物質，將巷道底鼓間的底板巖層融合多種物質，利用其實際巖層力學結構特征，有增大其底鼓巖層面間底部以及兩側間的力學承受力、壓力以及剪切力等。讓多種力學結構特征最大化發揮其自身的結構作用，同時作用于巷道含軟弱巖層底鼓支護中。而支護加固法在巷道含軟弱巖層底鼓中具體呈現的方式，則要通過錨桿、混凝土、以及支架、結合到注漿等物體方式，大大增加其多種承受能力范圍。很多情況下，結合到增加的錨桿，煤礦工作人員要及時利用錨桿結構間的結構力學，在實際的巷道底鼓環境中選取合適的位置，將錨桿快速穿透底板，整合底板與巖層之間的距離，拉近其巖層與底板之間的接觸面積，進一步將兩者之間的摩擦力控制增加到規定范圍內。這種阻止巖層間的移動以及斷裂位置，全方位限制其斷裂痕跡面。注漿的時候要注意提升整個巷道巖層之間的摩擦力以及粘合作用力，這樣才能有效阻止其下巖層之間的突起。

其次是卸壓法。被動支護的一種方式，即釋放圍巖之間的應力作用，改變其應力分布，集中力度減輕底板間的承受力。這是力學結構中的能量轉移具體表現。切縫底板將應力集中到巖層邊緣地區，有效控制應力傳遞方向以及面積。接著就是聯合支護。聯合支護即是前兩者卸壓法以及加固法等融合量比，并配合其錨桿、支架、爆破配合注漿等，有效迎合所有的含軟弱巖層底鼓巖層結構等。這幾種方法可以結合一起應用，多種方式一起治理被破壞的巷道底板軟弱巖層底鼓，可以穩定煤礦企業巷道底板軟弱巖層底部的作用，同時還能有效治理和防治多種底鼓問題。

最后，就是巷道底鼓支護的設計，煤礦企業要適應時代發展的潮流，結合實際巷道軌跡情況，設計出適用于巷道底板軟弱巖層底鼓的治理技術。如可以利用其支護中巷道底板支護失效結構原因，支架、爆破配合注漿以及加固法等，使用鋼軌梁對巷道底鼓間的錨桿末端進行穩固，制約其巷道底板支護失效圍巖突起現狀。并且煤礦企業設計其固定鋼軌梁發展成斜向，提升巷道底部之間的摩擦力、增大其圍巖層間的接觸面積，進一步提升其剪切能力和底板結構設計。

3 結語

本文就巷道底板軟弱巖層底鼓治理技術研究，研究多種有效的煤礦企業巷道底板軟弱巖層底鼓治理技術，通過對含軟弱巖層巷道破壞特征進行總結，認知其巷道底鼓的多種類型，并且針對巷道內部的具體地質情況，讓企業適用多種有效治理含軟弱巖層底鼓治理技術成分。