双龙煤矿煤巷底鼓防治技术

　　摘要:针对双龙煤矿104工作面回风巷发生底鼓的情况，分析了巷道底鼓原因，进行了补强支护试验和变形监测.结果表明，顶、帮补强支护，防治底鼓效果最好，可有效减小底鼓对巷道的破坏，保证工作面正常生产.该项底鼓防治技术推广应用到该矿其他回采工作面巷道底鼓防治中，均取得较好效果.

　　关键词:煤巷;底鼓防治;补强支护

　　煤矿方向论文投稿刊物：煤炭科技为国内外公开出版发行的科技期刊，季刊，国际标准刊号ISSN1008-3731，国内统一刊号CN32-1491/TD，邮发代号28-175，现由徐州矿务集团有限公司和江苏省煤炭学会、中国矿业大学共同主办。期刊内容以煤炭行业先进实用技术为主，包括理论探索和科学研究。

　　1工程概况

　　双龙煤矿地处黄土高原沟壑地带，取暖期4个月.矿井为斜井开拓，设计生产能力90万t/a，设计井巷工程量超过2万m，地面排矸距离800m.副斜井倾角6°，长度1547m，无轨胶轮车排矸、运料.主斜井倾角23°，长度475m，强力带式输送机运煤.该矿井煤系地层为单斜构造.煤层倾角1~3°，普氏系数f一般为2~3.2号煤是井田内唯一可采煤层，其伪顶多为泥岩和炭质泥岩，直接顶以泥岩、粉砂岩、细砂岩为主;基本顶以中、细砂岩为主.底板主要为泥岩、砂质泥岩，含少量炭质泥岩，层位稳定，岩石普氏系数f=4~6.该矿104工作面回风巷长2100m，矩形断面，断面尺寸5.0m×2.6m(宽×高)，沿煤层顶板掘进，煤层埋深170m.煤层倾角3°，平均厚度2.5m.煤层直接顶为粉细砂岩，厚度9.63~16.34m，普氏系数f=3.8，抗压强度38.3MPa，抗拉强度14.9MPa;底板为根土岩，厚度1.2~6.26m，遇水易膨胀.底板岩层浸水后，抗压强度由原15.8MPa降至2.0MPa，普氏系数f由原1.6降至0.

　　2巷道底鼓原因分析

　　现场观测发现，巷道围岩松软，底鼓严重，顶板下沉，矿压显现明显.根据分析，巷道底鼓的主要原因为104工作面回风巷直接顶为粉细砂岩，底板为根土岩，遇水易膨胀.巷道两帮和顶板较完整，在两帮岩柱的压模效应和应力作用下，松软破碎底板岩层向巷道内挤压流动，造成巷道底鼓和片帮[1􀆼3].

　　3控制底鼓技术措施

　　根据巷道底鼓原因，结合巷道顶底板移近和两帮收敛、锚杆(索)受力监测情况，确定对底鼓段巷道进行补强支护.为掌握底鼓防治方法，在104工作面回风巷440~800m处，对顶帮补强支护措施进行试验研究[4].3.1巷道顶部补强支护在原有的锚网索梁支护基础上，在巷道顶部原每相邻2排锚索梁之间，增加1排“一梁四索”的钢带索联合支护.原支护锚索间排距为1400mm×1600mm，补强支护锚索间排距为1000mm×1600mm.

　　锚索采用ϕ17.8mm×9300mm钢绞线，配套采用单根长3.8m的T140钢带.锚索预紧力≥210kN，锚固力≥230kN.锚索外露长度150~200mm，锚深不小于9100mm.顶板补强支护锚索按设计要求施工，按规定张拉，保证施工质量，提高顶板支撑力，达到护好顶和控制帮的效果.巷道帮部补强支护在原有的锚杆支护基础上，在巷道帮部原每相邻2排锚杆之间，增加1排锚杆，与原支护锚杆形成梅花状布置.巷道帮部原支护锚杆间排距为800mm×800mm;帮部补强支护，上帮补打ϕ22mm×2500mm钢筋锚杆，下帮补打ϕ22mm×2600mm玻璃钢锚杆.钢筋锚杆预紧力≥135kN，锚固力≥150kN.玻璃钢锚杆预紧力≥72kN，锚固力≥80kN.帮部补强支护锚杆按设计要求施工，按规定预紧，保证施工质量，达到护好帮和控制底的效果.

　　4巷道位移监测及监测数据分析

　　104工作面回风巷440~800m处，第1段120m采用原支护方式，第2段120m顶部补强支护，第3段120m顶、帮补强支护.巷道施工中，对各段巷道顶底板移近和两帮收敛量进行现场监测.

　　4.1监测方法

　　(1)测点安设.在测点处，垂直围岩表面，钻深200mm的ϕ28mm钻孔，将长300mm的ϕ15mm铁桩打入孔内，铁桩端部安设环形钩和平头测钉，作为量测基点.(2)量测方法.按一定的时间间隔，用测杆、测枪、收敛计或测线绳，分别量测各测点间的距离;计算两测点相邻2次观测数据差值，可得到两测点间的相对总移近量.通过在巷道两帮中部及顶底板中部分别布置1根测线绳，保持其水平和垂直，可以分别测出巷道顶底板移近和两帮收敛量.

　　4.2监测数据分析

　　通过对3段巷道顶底板移近量监测数据的对比，分析巷道底鼓防治效果[5].监测期间，第1段、第2段和第3段巷道平均底鼓量分别为495，330和208mm.底鼓量最大的是第1段，最小的是第3段.补强支护段巷道平均底鼓量是269mm，约为原支护第1段巷道底鼓量的54.34%，减小了约45.66%.顶部补强支护的第2段巷道底鼓量约为第1段巷道的66.67%，减小了约33.33%.顶、帮补强支护的第3段巷道底鼓量约为第1段巷道的42.02%，减小了约57.98%.3段巷道分别在工作面推进120m时.

　　根据现场观测，巷道底鼓量超过300mm，会直接影响巷道的正常使用;超过400mm，需采取相关措施，对底鼓进行治理，才能保证工作面正常回采.因此，在回采动压影响段内，必须将巷道平均底鼓变形速度控制在20mm/d以内.由表1可见，顶、帮补强支护的第3段巷道，底鼓量最小，底鼓变形速度均匀且为最小，最大变形速度最低，底鼓防治效果最好，有效地控制了底鼓对巷道的破坏，保证了工作面正常生产.

　　5结语

　　104工作面回风巷440~800m处补强支护试验表明，顶、帮补强支护，防治底鼓效果最好.在104工作面回风巷剩余段掘进中，采取顶、帮补强支护措施，有效减小了底鼓对巷道的破坏，保证了工作面正常生产.该矿其他回采工作面巷道施工中发生底鼓时，也采取了顶、帮补强支护措施加以治理，均收到了预期效果.

　　参考文献:

　　[1]李志刚.回采动压影响巷道底鼓防治[J].煤矿开采，2012，17(5):52􀆼54.

　　[2]高建平，耿东坤.上海庙矿区8煤层回采巷道失稳控制研究与应用[J].建井技术，2018，39(4):36􀆼39.