深部高應力富水黏土軟巖大巷底鼓機理及控制技術

王正勝，李建忠，林 健，楊 磊，孟憲志

(1.天地科技股份有限公司 開采設計事業部，北京 100013；2.煤炭資源高效開采與潔凈利用國家重點實驗室，北京 100013)

0 引 言

隨著我國淺部煤炭資源的逐步開采，礦井開采深度逐年增加，地質環境及巷道圍巖應力條件逐步惡化，底鼓現象已經成為煤礦中極為常見的礦壓現象之一。據統計，隨開采深度的逐步增加，深部礦井巷道底鼓占頂底板移近量的2/3～3/4[1]，嚴重影響了礦井的通風、運輸及行人，底鼓問題已成為深井軟巖巷道支護的突出難題。

多年來，廣大學者從底鼓形成機理、影響因素和治理方法等方面對底鼓進行了深入研究，總結歸納各種因素影響下的底鼓機理分為擠壓流動型底鼓、撓曲褶皺型底鼓、剪切錯動型底鼓、遇水膨脹型底鼓4種，影響巷道底鼓主要有底板巖性、圍巖應力、水理作用及支護強度4個因素，不同的底鼓機理采用的控制方法也不一樣[2-3]。淺部巷道圍由于地應力較小，巷道底鼓程度小，通常采用錨桿加固巷道兩幫及幫角即可有效控制底鼓[4-5]。進入深部開采后，在高地應力作用下，單純加固巷道兩幫及底角并不足以有效控制巷道的強烈底鼓問題，必須對底板采取相應的加固措施才能有效控制底板的強烈底鼓變形。底板加固方法包括帶底拱的U型鋼可縮性支架全斷面支護法及底板錨桿錨索[6]、底板注漿和錨注結合[6]的加固法2類。封閉式U型鋼可縮性支架對控制軟弱破碎巷道底鼓具有顯著效果[2]，但全斷面支護法成本高、工序復雜且周期長，十分不利于礦井的高產高效。……