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1、用錨桿支護(hù)技術(shù)防治底臌郭建忠侯瑞平【晉城無煙煤礦業(yè)（集團(tuán)）公司成莊礦，山西晉城，048001】摘要巷道底臌問題一直以來都是影響巷道圍巖安全穩(wěn)定性的主要因素之一。底臌會(huì)增大頂?shù)装逡平?，縮小巷道斷面尺寸，妨礙正常的運(yùn)輸、通行和通風(fēng)，嚴(yán)重時(shí)還必須停產(chǎn)起底維修，耗費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力。隨著井下開采深度的增加、巷道斷面的增大，底臌問題愈為突出。所以，防治底臌不管在安全上還是在生產(chǎn)上，都需要一個(gè)解決的方法。采用錨桿加固支護(hù)技術(shù)對防治底臌是一種非常有效的解決方法。關(guān)鍵詞底臌防治錨桿支護(hù)注漿1巷道底臌巷道底臌是一個(gè)極其復(fù)雜的物理、力學(xué)過程，
2、它與巷道圍巖性質(zhì)、應(yīng)力學(xué)狀態(tài)、地質(zhì)條件及維護(hù)方式密切相關(guān)。1.1巷道底臌的原因1.1.1底板巖性影響底板巖層的結(jié)構(gòu)狀態(tài)（如破碎結(jié)構(gòu)、薄層結(jié)構(gòu)、厚層結(jié)構(gòu)等）、軟弱程度及軟弱巖層的厚度直接決定著巷道底板發(fā)生底臌的大小及底臌形態(tài)。當(dāng)?shù)装逦挥趫?jiān)硬的砂巖或灰?guī)r中時(shí)，一般處于穩(wěn)定狀態(tài)，通常不會(huì)發(fā)生底臌；而當(dāng)?shù)装逦挥谲浫醯哪鄮r、頁巖或斷層破碎帶中時(shí)，由于巖體強(qiáng)度低、吸水率高、裂隙發(fā)育，其自身穩(wěn)定性和承載能力較差，在地應(yīng)力作用下極易產(chǎn)生底臌，造成底板失穩(wěn)破壞。1.1.2巖層應(yīng)力影響井下巷道的開挖破壞了原有的應(yīng)力平衡狀態(tài)，引起了圍巖應(yīng)力重新分布，巷
3、道圍巖所受應(yīng)力狀態(tài)則是影響底板臌起的決定性因素。巖層應(yīng)力達(dá)到一定的條件時(shí)，底板巖層由于不能承受過大的應(yīng)力作用而破壞底臌。1.1.3水理作用底板含水會(huì)減少巖層節(jié)理以及節(jié)理與裂隙間的摩擦力，形成巖層滑移面，致使致密巖層分成薄層，巖體結(jié)構(gòu)變松散，巖體強(qiáng)度減弱，在地層應(yīng)力作用下，底板易發(fā)生底臌。同時(shí)，巖體一般都具有一定的吸水率，長期接觸水后會(huì)加速巖石的軟化，降低巖層的強(qiáng)度。1.1.4巷道斷面形狀影響研究測試結(jié)果表明，在相同條件下，直墻半圓拱形巷道的底臌量比圓形巷道的底臌量高1/3。1.2巷道底臌的形狀巷道底臌的形狀大致可分為3種類型：褶曲
4、型、直線型、弧型，見圖1所示。褶曲型直線型弧狀型圖1巷道底臌的形狀2底臌的防治方法底臌的防治包括兩個(gè)方面：其一是預(yù)防，即在巷道產(chǎn)生顯著底臌之前，采取一些措施以阻止底臌的發(fā)生或延遲底臌發(fā)生的時(shí)間；其二是治理，即巷道產(chǎn)生顯著底臌后采取一些措施控制底臌的連續(xù)發(fā)展。為了保證底板巖層及整個(gè)巷道圍巖的穩(wěn)定性，應(yīng)該以預(yù)防為主，以治理為輔。目前的底臌防治措施按照機(jī)理的不同可分為四類。2.1起底法起底是現(xiàn)場應(yīng)用很廣泛的一種治理底臌的方法，但它是一種消極的治理底臌的措施。在具有強(qiáng)烈底臌趨勢的巷道中，往往需要多次起底，不僅工程量大、費(fèi)用高，而且還影響兩
5、幫及頂板的穩(wěn)定性。特別是在底板設(shè)有軌道和設(shè)備的巷道，起底工作十分困難，每次起底后都需要重新鋪設(shè)軌道和設(shè)備。2.2支護(hù)加固法支護(hù)加固法就是對具有底臌趨勢的巷道底板或兩幫巖層進(jìn)行支護(hù)以增大其強(qiáng)度，從而提高底板的穩(wěn)定性，減小底臌量。它包括底板錨桿、底板注漿封閉式支架等形式。底板錨桿能否有效地控制軟巖巷道底臌，不僅取決于底板巖層性質(zhì)及應(yīng)力狀態(tài)，而且與錨桿支護(hù)形式及參數(shù)有關(guān)。底板注漿適用于加固比較破碎的底板巖層。這種方法控制巷道底臌的效果與底板巖層的性質(zhì)和破碎程度、注漿材料、注漿壓力、注漿深度及注漿時(shí)間等諸多因素有關(guān)。利用封閉式支架防治巷道
6、底臌是一種常見的方法。它的有效性與圍巖性質(zhì)、應(yīng)力狀態(tài)、支架工作特性等相關(guān)。支架可分為剛性支架和可縮性支架兩大類。2.3應(yīng)力控制法應(yīng)力控制法與支護(hù)加固法不同，其實(shí)質(zhì)在于設(shè)法使巷道圍巖處于應(yīng)力降低區(qū)，從而達(dá)到保持底板穩(wěn)定性的目的。應(yīng)力控制法的種類很多，可將其分為采掘布置法和人工卸壓法。采掘布置法是將巷道布置在應(yīng)力降低區(qū)。如沿空掘巷、在采空區(qū)中布置巷道等，可以明顯改善巷道的維護(hù)狀況，顯著減小底臌量。它是一種應(yīng)優(yōu)先考慮的方法。人工卸壓法指在被保護(hù)巷道內(nèi)向其附近圍巖實(shí)施卸壓措施，如切縫、鉆孔及爆破等，令周圍附近圍巖內(nèi)的高應(yīng)力向圍巖深部轉(zhuǎn)移，
7、使巷道處于應(yīng)力降低區(qū)。2.4聯(lián)合治理法即把不同的兩種治理方法如將封閉支架與錨桿支護(hù)、錨桿支護(hù)與注漿、底板爆破與注漿、切縫與錨桿、封閉支架與爆破等結(jié)合起來使用。這些措施兼有兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，控制底臌的作用更大，適應(yīng)力更強(qiáng)。3治理實(shí)踐成莊礦以前沒有遇到過明顯的巷道底臌問題。但是隨著開采深度增加、開采范圍擴(kuò)大，底臌現(xiàn)象有日益嚴(yán)重的趨勢。加之受地質(zhì)構(gòu)造和采動(dòng)影響，底板臌起現(xiàn)象十分嚴(yán)重，已經(jīng)影響到回采工作面的推進(jìn)速度，顯著影響了礦井的產(chǎn)量和效益，給安全生產(chǎn)帶來諸多困難。借鑒以前治理底臌經(jīng)驗(yàn)，于2005年9月開始在2217煤巷對底臌進(jìn)行治理。整
8、個(gè)2217煤巷位于松軟破碎巖體中，巷道周邊的圍巖破碎圈很大，兩幫的應(yīng)力增高區(qū)位于巖體深部，在應(yīng)力作用下受擠壓周邊破碎巖層向巷道內(nèi)移動(dòng)造成底臌，底臌速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于頂、幫收斂速度。3.12217煤巷地質(zhì)狀況3.1.1煤層頂?shù)装鍘r性煤層頂板中老頂為中砂巖，
