煤矿巷道底鼓治理方案.docx

1、煤矿巷道底鼓治理方案* 煤矿回风下山巷道维护及治理方案一、巷道基本情况回风下山位于 * 煤矿一采区，掘进煤层为 9+10 号煤，顶部 沿 9 号煤层顶板掘进，底部留有 2.5 2.8 米的底煤，巷道断面 形状为矩形，掘宽5.2米，掘高4.2米，5掘=21.84心净宽5 米，净高4米，5净=20 m2 o回风下山位于采区三条下山的西侧， 东部分别为胶带下山、 轨道下山， 回风下山与胶带下山中间实体 煤柱25米，胶带下山与轨道下山中间实体煤柱为 25米。胶带下山掘进煤层为 10 号煤，底板沿 10 号煤底板掘进，顶 部留有 2 米的 9 号煤，巷道断面形状为矩形，掘宽 4.8 米，掘高 4.75

2、米，S掘=22.8 m；净宽 4.5 米，净高 4.5 米，5净=20.25mo轨道下山掘进煤层为 10 号煤，底板沿 10 号煤底板掘进，顶 部留有 2.2 米的 9 号煤，巷道断面形状为矩形，掘宽 4.8 米，掘 高4.45米，S掘=21.36 m；净宽4.5米，净高4.25米，5净= 19.13 mo二、巷道现支护参数回风下山现为锚网索+钢带支护，未喷浆。胶带下山 0-500 米支护为锚网索+钢带+喷浆,0-1000米为锚网索+钢带支护。轨 道下山支护为锚网索+钢带支护。支护参数如下：1、锚杆采用直径20mnfi级无纵肋左旋螺纹钢（HRB335）,锚 杆长2400mm,锚杆钢托板规格为1

3、50*150*10mm。间排距800mm*800mm锚固剂规格为快速 K2335,中速 Z2360树脂锚固剂各1卷。每根锚杆的锚固力不少于 80kN,预紧力矩不小于300Nm。2、 金属网用6.5mml级普通钢筋（HPB235）焊接而成。3、 锚索规格为直径17.8mm长6300m的钢绞线制成，托板采用300 X 300X 16mm钢托板。锚索锚固剂规格为快速 K2335树脂锚固剂 1 卷、中速 Z2360 树脂锚固剂 2 卷，每根锚索的锚固力 不小于200KN预紧力不小于120KNI4、 钢带使用 BHW3-280-4800型钢带，排距 800mm三、巷道顶底板岩性及变形情况1、 9 号煤层

4、顶板岩性为中砂岩、砂质泥岩、粉砂岩，平均厚度 3.71m；底板为泥岩、砂质泥岩、炭质泥岩，厚度 0.2m。根据地质报告对煤层顶底板岩石进行的测试， 9 号煤层 顶板为砂质泥岩时，抗压强度为 18.90MPa,属软弱岩石；9号煤 层顶板为中砂岩时，抗压强度为26.029.60 MPa平均为27.60 Mpa属软弱岩石。底板为泥岩时，抗压强度为18.025.80 MPa 平均为 21.90 Mpa ，属软弱中硬岩石；底板为砂质泥岩时 15.2020.80 MPa，平均为17.60 Mpa，属软弱一中硬岩石。2、 10 号煤层顶板为砂质泥岩、泥岩，为 9号煤层的底板,厚度0.2m ;底 板为泥岩、砂

5、质泥岩，平均厚度 3.30m。根据地质报告对煤层顶底板岩石进行的测试， 10号煤层顶板为砂质泥岩时，抗压强度为8.8012.0MPa,平均为 10.80MPa,属软弱岩石。底板为泥岩时，抗压强度为11.7020.80 MPa平均为16.30 Mpa，属软弱一中硬岩石；底板为粉砂岩时 22.022.80 MPa，平均为22.40 Mpa，属中硬岩石。岩石力学试验结果表煤层 号取样层位岩性力学性质试验抗压强度(MPa)抗拉强度(MPa)抗切强度(MPa)顶板砂质泥岩18.90.75-0.820.783.35-3.433.39中砂岩26.0-29.61.27-1.533.52-3.7627.61.3

6、93.609底板泥岩18.0-25.8021.90(10顶 板)砂质泥岩15.20-20.800.92-1.172.38-2.4217.601.042.40顶板泥岩8.80-12.00.58-0.711.33-1.5810.800.631.45泥岩11.70-20.800.10-0.182.30-2.9510底板16.300.132.61粉砂岩22 0-22 801 02-1 382 67-2 8622.401.192.763、巷道从2015年1月开始施工，目前掘进 990米。到现在 为止，巷道不同程度出现底鼓、两帮向外鼓出、顶板变形及下沉 现象，且有继续扩大的趋势，其中440-610米段内顶

7、板钢带出现 挤压折断现象，并且顶板在靠近巷帮位臵，出现了 “台阶”式下 沉现象。四、顶板下沉及底鼓的原因分析1、巷道围岩岩性较差。巷道埋深为-250-410m,从柱状图（图1）看，回风下山围岩以泥岩、砂质泥岩为主，岩块强度较 低、完整性差，而且岩体结构面极为发育，围岩整体强度较低。 同时9+10号煤层为东高西低，回风下山位于西侧布臵，东部巷 道开掘后压力向低处传递，导致回风下山承压而发生底鼓及顶板 下沉。图1回风下山综合柱状图2、回风下山440610米段，在大巷煤柱中开掘采区变电所、临时避难硐室，由于交叉点多、空间布臵密集（图 2）,围岩应 力峰值互相叠加。巷道掘出后易产生整体变形量大、长时间

8、流变 特性，单纯的锚网索支护难以控制巷道围岩的强烈变形。图2回风下山平面布臵图3、其他原因巷道支护结构的压力来自四周， 由于一次支护只对顶板和两 帮进行锚网索支护，未喷浆（见图3），巷道底板没有进行支护， 处于开放状态，就形成支护结构的薄弱带。 底板岩层强度显著降 低，产生显著的塑性变形和剪切破坏，就很容易底鼓。图3回风下山现支护断面图五、治理方案软岩巷道围岩变形持续时间较长，巷道扩刷、卧底后巷道围 岩更加破碎，围岩松动圈发育范围会进一步扩大。 根据回风下山 围岩岩性特征及变形特点，以及参考其他矿井治理经验，采用补 强巷道支护、加固两帮会对底鼓有较好的控制作用。 但传统的锚杆补强支护方式很难有

9、效、长久的控制巷道变形，需采用主动 +被动支护相结合的方式来控制回风下山底鼓、 顶板下沉。计划采用以下几种措施来进行治理：1、巷道注浆加固通过对巷道顶部注浆，使浆液充填围岩内部裂隙，并对破碎 围岩进行胶结，恢复围岩的完整性，有效抑制扩容性破坏向围岩内部发展，承载能力增强。2、加强两帮支护强度。 提高围岩的残余强度和自承能力，限制两帮内移，帮部的稳 定有利于控制巷道底鼓，实现巷道底板稳定。3、底部采用反底拱 +锚索 +注浆。底拱及锚索可加固底板岩体， 形成加固圈， 提高底板稳定 性。减弱巷道角部应力集中程度， 在两帮及底部形成自承能力 较高的承载拱，控制两帮和底部围岩塑性区的发展。减少由于两帮破

10、裂围岩压缩下沉所造成的底鼓、 体积膨胀 量，从而减少巷道底鼓。给底板围岩注浆， 通过注浆将破碎围岩胶结成整体， 改善 围岩的结构及其物理力学性质， 提高围岩的整体稳定性， 提高了 支护结构的整体性和承载能力，从而有效地控制巷道的变形。4、采用金属支架 +锚索支护相结合。有效提高巷道顶部、 两帮内移能力， 减少巷道底板所承受 的水平力，控制巷道底板岩层的离层和断裂。支架对顶板的支撑力提高了巷道的受力状态， 通过锚索起 到二次加固的作用， 通过将锚索与工字钢组合来加强支护强度并 防止工字钢梁变形， 从而大大提高了围岩的强度， 增加了巷道围 岩的稳定性。六、支护技术方案1、巷道注浆加固440 610

11、米段内顶板下沉严重， 如挑除下沉顶板， 会造成顶 部冒落，巷道不好控制高度，且挑顶作业危险较大。通过合理分 析和考察， 决定采用注浆的方式对巷道进行加固， 注浆材料使用 FSS化学加固材料。注浆孔距及参数由注浆单位根据现场进行确 定，专门制定注浆施工方案。2、金属支架 +锚索支护 注浆后再采用架设工字钢棚梁和锚索补强的方式对巷道进 行维护。工字钢采用矿用 11#工字钢，棚距 0.8 米，相邻两架钢棚 之间用14mr的圆钢拉筋连接，拉筋间距1米，棚架与顶部空隙 处用勾板背紧。每根顶梁用2排4根锚索悬吊，顶部锚索规格 21.6 X 8300mm每侧棚腿用2排4根锚索拉紧，帮部锚索规格 21.6 X

12、 4300mm锚索与工字钢用200X 200X 16mr钢板、锁具连接， 每根锚索使用1支K2335快速锚固剂和3支Z2360中速锚固剂。锚索 预紧力不小于120KN锚固力不低于200KM回风下山工字钢+锚索支护图图4回风下山工字钢棚+锚索支护断面图2、施工底拱工字钢棚支护结束后，随即施工底拱。先将底部施工成拱形， 最大深度860mm分别在底板中间、两侧用钻机施工深 10米的注浆孔，将锚索插入注浆孔中，利用注浆泵将水泥浆注入孔中， 最后铺设金属网、BHW3-280-5400型钢带，最后用16mn钢托板 将钢带、金属网和锚索固定，最后浇筑C25混凝土至设计底板（见 图5）。回风下山底拱施工图图5回风下山底拱施工图3、喷浆支护最后对巷道进行喷浆，喷射混凝土强度 C2。，喷层厚度0.1米。七、支护效果分析先对440 610米处按该方案进行处理，如能有效控制巷道 形、效果明显，随后再对其余地段进行加固。如效果不佳，则聘 请专业支护单位设计维护方案再进行治理。*O七年二月十六日