煤矿巷道底鼓治理方案.docx

煤矿巷道底鼓治理方案.docx

《煤矿巷道底鼓治理方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《煤矿巷道底鼓治理方案.docx（8页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

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=20m2o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米，S掘=22.8m；净宽4.5米，净高4.5米，5净=20.25

mo

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=21.36m；净宽4.5米，净高4.25米，5净=19.13mo

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①20mnfi级无纵肋左旋螺纹钢（HRB335）,锚杆长2400mm,锚杆钢托板规格为150*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

300N〃m。

2、金属网用①6.5mml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300X300X16mm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120KNI

4、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

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26.0〜29.60MPa平均为27.60Mpa属软弱岩石。

底板为泥岩时，抗压强度为18.0〜25.80MPa平均为21.90Mpa，属软弱—中硬岩石；底板为砂质泥岩时15.20〜20.80MPa，平均为17.60Mpa，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8.80〜12.0MPa,平均为10.80MPa,属软弱岩石。

底板为泥岩时，抗压强度为11.70〜20.80MPa平均为16.30Mpa，属软弱一中硬岩石；底板为粉砂岩时22.0〜22.80MPa，平均为22.40Mpa，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

18.9

0.75-0.82

0.78

3.35-3.43

3.39

中砂岩

26.0-29.6

1.27-1.53

3.52-3.76

27.6

1.39

3.60

9

底板

泥岩

18.0-25.80

21.90

（10

顶板）

砂质泥岩

15.20-20.80

0.92-1.17

2.38-2.42

17.60

1.04

2.40

顶板

泥岩

8.80-12.0

0.58-0.71

1.33-1.58

10.80

0.63

1.45

泥岩

11.70-20.80

0.10-0.18

2.30-2.95

10

底板

16.30

0.13

2.61

粉砂岩

220-2280

102-138

267-286

22.40

1.19

2.76

3、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440—610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。

⑴底拱及锚索可加固底板岩体，形成加固圈，提高底板稳定性。

⑵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。

⑶减少由于两帮破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。

⑷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。

⑴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。

⑵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①14mr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①21.6X8300mm每侧棚腿用2排4根锚索拉紧，帮部锚索规格①21.6X4300mm锚索与工字钢用200X200X16mr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