底鼓治理措施.docx

回采巷道底鼓治理措施的探讨

（黄成军）

摘要：回采巷道底鼓是煤矿巷道底板常见的矿压现象之一，强烈的底鼓导致巷道断面缩小，阻碍通风、运输和井下交通。随着支护技术的发展，已经能够将顶板下沉和两帮移近控制在某种程度内，然而对于防止底鼓却一直缺乏既经济又有效的办法。在煤矿生产中，几乎所有回采巷道都会出现不同程度的底鼓，因此有必要探索引起回采巷道底板鼓的真正症结，进而为防治巷道底鼓提供科学依据。本文在大量了解前人对底鼓所作研究的基础上，详细的分析了底鼓产生的原因及其机理，总结了不同的治理措施，为巷道底鼓的治理提供理论依据及技术参考。

关键词：回采巷道，底鼓，治理措施

1概述

底鼓是煤矿巷道中经常发生的动力现象。底鼓的主要原因为采掘影响顶板压力经两帮传至底板产生底鼓。巷道的强烈底鼓导致断面缩小，阻碍运输、通风和人员行走，底鼓严重的矿井需要进行繁琐的巷道翻修工作，甚至有的巷道因底鼓严重而报废，给企业带来巨大的经济损失，甚至造成事故，严重影响煤矿的安全生产。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，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岩性的多样性、复杂性，在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治理措施。

2回采巷道底鼓机理分析

2.1巷道底鼓原因

回采巷道底鼓产生的外在原因是矿山压力。由于掘进巷道，引起巷道围岩应力的重新分布，其中应力升高区的作用是产生巷道底鼓的主要原因。此外，由于回采工作面的开采，在工作面前方10?30m的范围受采动影响比较明显。而影响最剧烈是在工作面后方15?20m处。这些区段的应力对底鼓起加剧作用。

回采巷道产生底鼓的内在因素是巷道底板强度较低。这常存在于以下情况：底板岩体自身强度低、深部开采、巷道底板积水和底板硬岩节理发育。回采巷道底鼓问题可以归结为岩体的力学作用和其自身物理性质变化的结果。在不同矿区、同一矿区的不同开采水平，即使同一开采水平的岩石物理性质也会不尽相同。

2.2巷道底鼓机理分析

巷道的底鼓与巷道的受力状态（大小、方向）、底板压力的传递方向、底板围岩性质、抗拉强度以及遇水的膨胀性质等多方面因素有关。

1） 高压

巷道围岩中存在高压是巷道底鼓的重要因素随着开采深度的加大，地应力相应增大，加之由于受采动影响造成底板应力集中，巷道底板岩石松软，侧压大时压力由两帮传递到底板，由于底板松软无法承受较大压力而产生变形，严重影响煤矿的正常生产。

2） 底板岩性软弱

在深部开采中，由于岩石受到地质因素的影响，很多煤层底板是比较软弱的。在巷道中受两帮的压模效应和应力作用下，或者整个巷道都位于松软碎裂的岩体内，由于围岩应力重新分布及远场地应力的作用，底板软岩石就会因受到挤压而产生流动变形。

3） 底板岩层含水

很多巷道底鼓是因为底板岩层受水的影响膨胀而引起的底板鼓出。特别是含白云母一伊利石的粘土，当其含水时体积增大。

岩层遇到水后会对其本身产生以下影响：①减少了岩石裂隙间的摩擦，导致了强度的减弱；②减少了层面间的摩擦（形成了滑移层面），致使将致密岩层分为薄层；③使岩石结构松散（对于易受水损害的页岩强度可损失100%）。由于上诉原因，巷道底板在受周围各种应力的作用条件下，就会产生程度不同的底鼓现象，所以岩层含水是巷道底鼓的一个重要原因。

4） 巷道的大小和形状

巷道底鼓与巷道本身的大小和形状有关，特别宽大的巷道比窄巷道易发生底鼓，而巷道的宽度是由采矿作业的相关要求而决定的。在某些情况下，特别是辅助巷道，宽度能保持在一定限度以内，而通过增加巷道高度使横截面保持不变。这样可以减轻巷道底鼓。

5） 水平构造应力对巷道稳定性的影响

回采巷道底板岩层一般都是层状结构，层状结构岩体的力学行为特征往往由层间弱面控制。层状底板在水平应力的作用下会产生离层，离层后的单个岩层的抗弯刚度会远低于未分层时岩层整体抗弯刚度。如果底板分层厚度远小于巷道跨度，并且其完整性较好时，则可以把底板各分层视为固体力学中的薄板来处理。

在引起底鼓的所有因素中，地质构造应力的分布，特别是水平地质构造应力的分布是导致巷道底鼓的主要因素之一。目前，许多采矿和地质工作者普遍认为，地质构造应力普遍存在于地质体之中，并且在许多复杂地质构造带，水平地质构造应力大于垂直构造应力，一般是垂直地应力的0.5?5.5倍，在地质条件复杂地区可以达到更高，个别地区甚至达到30倍。

在软岩和厚煤层中，底板岩层在水平应力作用下，与形成褶曲构造相类似，向巷道空间鼓起。如果底板岩层呈粘一塑性变形，底板岩层进入蠕变状态。因此高水平应力是造成底板岩层破坏强烈的主要原因。

6） 采动对底鼓的影响

底鼓受工