底板切槽卸压技术在巷道底鼓防治中的应用

图 １ 切槽 剖面 （ 单位 ： ｉ ｎ）
题 提供 了参 考 。
参 考 文 献
３ ． ３ 矿压 观 测分 析
为 了有 效 地 监测 巷 道 底 板 开槽 卸 压 的效果 ， 在 距 试 验巷 道 ６ ０ ｍ 的范 围 内 ， 每间隔 ２ ０ ｍ 采 用 人 工
［ １ ］ 兰永伟 ， 张永吉， 高红梅． 深部 开采条 件下巷道 底鼓机 理的研 究［ Ｊ ］ ． 矿业研究与开发 ， ２ ０ ０ ５ ， ２ ５ （ １ ） ： ３ ４ － ３ ６ ． ［ ２ ］ 王旭锋 ， 张东升 ， 陈家轩， 等． 开槽加 固底板 控制软岩峒 室底鼓
布置 十字 测点 ， 观 测顶 板下 沉量 、 底 鼓量及 两 帮移 近 量 。测站 布置 见 图 ２ 。
的数值分析［ Ｊ ］ ． 煤炭工程 ， ２ ０ ０ ６ （ ３ ） ： ６ １ － ６ ３ ． ［ ３ ］ 李开学 ， 王宏 图， 刘正 海． 巷 道底鼓理 论与 防治技 术［ Ｊ ］ ． 矿业
岩、 砂质泥岩、 细砂 岩互 层 ， 厚度为 ３ ７～４ ２ ｍ， 且 存 在平均 厚度 为 ７ ０ ｍ 的砂 砾 岩层 ； 下部 为 灰 色 、 深 灰
色细砂 岩 ， 底部 夹有 薄层 的黑灰 色粉砂 岩 ， 近煤处 变
下， 集 中应力远大于围岩强度 ， 岩体容易被破坏 。因
此， 采 用不 同的卸 压方 法 ， 使 深 部 岩 体得 到弱 化 ， 巷 道表 面高应 力 向深 部 转移 ， 而 深部 岩 体 处 于 三 向应
为灰 黑 色 、 黑 色泥 岩 ， 中夹煤 线 。底 板情 况 ： 煤 层 直 接底 为煤矸 互叠 层 ， 灰 黑 色易碎 ； 中下 部为 浅灰 、 灰、 黑色粉 砂岩 ， 细砂 岩互 层 ， 局 部含 有煤 屑 。
３ ． ２ 底板 切槽 技术指 标
力状态， 强度比较高 ， 可以承受高应力的作用 ， 为围 岩的位移提供一定的变形空间。巷道底板施工卸压 槽， 使巷道围岩近似成圆形 ， 而圆形巷道的承压性 比
安全与环保 ， ２ ０ ０ ８ ， ３ ５（ ３ ） ： ８ ６ － ８ ８ ．
通过监测数据分析得 出： ①开切槽巷段顶、 底板
及 巷 道 两帮 的位 移得 到 了有 效 地 控 制 ， 顶 底 板 移 近 量小 于 １ ０ ０ ｍ ｍ， 两 帮移 近量 小 于 ２ ０ ０ ｍ ｍ， 巷 道 围岩 变形趋于稳定 ； ② 测 站２ 处 于 未 开切 槽 的 实 体 煤 巷
度ｈ 。当卸压 槽 的深 度 为 巷 道 宽度 的 一半 时 ， 卸 压
效 果最 好 ， 并 能更 有效地 控 制巷道 底板 的鼓 起 ； 当切 槽 深度 ｂ小 于巷 帮 到切 缝 的 间距 ０时 ， 开槽 后 的底
板 视作 从 卸 压槽 下 方 受 到 横 向载 荷 作 用 的 岩 石 悬 梁， 承 受弯 曲应 力 ， 岩石 抗 弯强度 小 ， 底 板上 翘 ， 甚 至 下 面岩 层 向上 断 裂 。岩 层 受 剪 力 作 用 ， 当ａ ／ ｂ＜１ 时， 岩 石抗 剪 强 度 一 般 大 于抗 拉 强 度 ， 岩 石 底 板 稳
２ ０ ｍ） 一间 隔为 ２ ０ ｍ 不 切 槽＿ ２ ． ５ Ｉ ｎ深 （ 长 度 为 ２ ０ ｍ） ， 切 槽 剖面 见 图 １ 。切槽 完 成并 经 验 收后 用 木 板盖严 ， 如 出现片 帮 严 重 影 响轨 道 及 皮 带 运 行 时将
图 ２ 测 站布 置 （ 单位 ． ＇ Ｉ ｌ １ ）
摘
要
根 据 某矿 １ ２ ２ ３ ０工作 面的地质 概 况 ， 在巷 道 围岩 高强度 支护 的基础 上 ， 采 用 了底板 切
槽 卸 压技 术来 解决 高地应 力巷 道底 鼓 问题 。结果表 明 ， 高应 力巷 道 围岩 的 变形得到 了有 效控制 ， 对
于维护巷 道 的稳 定性 、 保 证矿 井 的安 全 生产具 有一 定 的作 用 。 关键词 切 槽 卸压 巷道 底 鼓
较好 ， 围岩 达到 了理想 的应 力平 衡状 态 ， 主动 防治底 鼓 。
考 虑 到巷道 宽度 、 用途 ， 卸压 槽施 工难 度及 工程
量大小 ， 为防 止 两 侧 偏 帮 ， 切 槽 断 面 形 状 采 用 倒 梯
２ 切槽卸压参数确定
巷 道 开槽卸 压 效 果取 决 于卸 压槽 的 宽 度 ｂ ， 深
（ ２ ）一３ ５ ０ ｍ 水 平 。该 水 平 最 大 涌 水 量 ７ ． ５万 ｍ ／ ｄ ， 选用 ８台 Ｄ（ ＭＤ） ５ ０ ０ － ６ ０×１ ０型 水 泵 ， 该 型水
阶段 由下 而上逐 步进 行 开采 。大水 矿 山采 用 自上而
下 的采 矿顺 序 ， 可 以预防 突然涌 水 淹井 事 故 的发 生 。
［ ４］ 李学华 ， 王卫军 ， 侯朝炯． 加 固顶 板 控 制 巷 道 底 鼓 的数 值 分 析
［ Ｊ ］ ． 中国矿 业大学学报 ， ２ ０ ０ ３ ， ３ ２ （ ４ ）： ４ ３ ６ － ４ ３ ９ ．
（ 收 稿 日期 ２ ０ １ ３ ． １ ２ — ３ １ ）
（ 上 接第 １ ４ ６页 ）
定 。底 板 中最大 剪应力 为 ｒ ｍ ＝１ ． ５ Ｐ ／ ｂ， （ １ ） 式 中， Ｐ为切 槽 的底 板 梁能承 受 的最大压 力 ， Ｐ ａ 。
道底鼓 的机理 ， 有效控制巷道底鼓 的防治方法主要 有： ①合 理选 择巷 道 的位置 ， 应 布置在 构造 应力 小 的
通 过 对 手选 皮 带 进 行 封 闭改 造 ， 并 且 增 加 了排
矸槽装 置。 实践证 明 ， 改 造 后 的皮 带 运 输 系统 提 高
（ 收稿 日期 ２ ０ １ ４ － ０ １ － １ ６ ）
１ ４９
青， 史维祥． 采矿学［ Ｍ］ ． 北京 ： 冶金工业 出版社， ２ ０ ０ １ ．
虑采 用上 行式 开 采顺 序 ， 即 由最低 一个 水平 开始 ， 分
（ 收 稿 日期 ２ ０ １ ４ ＿ Ｉ ） ｌ － ２ ３ ）
（ 上接第 １ ４ ７页 ） 的使 用寿命 ； 拣 矸工 作劳动 强度
区域 ； ② 巷 道底板 打锚 杆 ， 使底板 岩层 保持 良好 的完
整性 ； ③封闭性支架 ， 支架具有防止巷道两帮水平力
的作用 ， 使 巷道底 板 不 断 裂 ， 保 持 稳定 性 ； ④底 板 注
３ 工 程 应 用
３ ． １ 工程概 况
浆； ⑤巷道底板切槽 ， 通过在巷道底板开掘出一定宽
大， 且存 在一 定 的安 全 隐患 。经 过 改 造 后 的 １ １ ５皮
了拣矸、 出煤工作效率 ， 消除了拣矸工作中所存在的
安全 隐患 ， 具有 一定 的应 用价值 。
参 考 文 献
带， 不仅 使得 正 常开 机率 达 到 了 １ ０ ０ ％， 煤 流 系统 畅
通， 而且提高了出煤效率 ， 在一定程度上延长了设备 使用寿命 ， 提高 了拣矸工作效率 ， 消除了安全隐患。
Ｓ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ Ｎｏ ． ５ ４ ２
现
代
矿
业
总第５ ４ ２ 期
２ ０ １ ４ 年 ６月 第 ６期
Ｊ ｕ ｎ ｅ ． ２ ０ １ ４
Ｍ０ＤＥ ＲＮ ＭＩ Ｎ Ｉ ＮＧ
底 板 切 槽 卸 压 技 术 在巷 道底 鼓 防 治 中的应 用
李 慧／ ＼ 鹏
（ 潞安矿 业 集 团煤 矿 管理 中心 ）
［ １ ］ 尚雁文． 同忻煤矿综放 工作 面支架工作 阻力分析 ［ Ｊ ］ ． 现代 矿
业， ２ ０ １ ４ （ １ ） ： １ ８ １ － １ ８ ３， １ ８ ６ ．
４ 结
语
［ ２ ］ 刘保 申， 仝矿伟 ， 杨岱 平． 千秋 煤矿 选矸皮 带改造 ［ Ｊ ］ ． 煤炭技
术， ２ ０ ０ ７， ２ ６ （ １ ２ ） ： ７ ４ － ７ ５ ． ’
槽 内用 虚煤 充 填 。
段， 巷道顶、 底板移近量及巷道两帮的位移明显大于
测站 １ 、 测 站 ３处 的变 形量 。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
４ 结 语 将 底 板 切 槽 卸 压 技 术 应 用 于 巷 道 底 鼓 的 防 治
中， 有 效地 释放 了巷道 围岩 的应 力 ， 减 小 了巷 道支 护
变形 量 ， 节省 了巷 道 维 护 成 本 ， 有利 于巷 道 的通 风 、 行 人及 运输 ， 为解 决 类 似 条件 底 板 冲 击矿 压 防治 问
李 慧鹏 （ １ ９ ８ ９ 一） ， 男， 助理工程师 ， ０ ４ ６ ２ ０ ４山西省长治市襄 垣县
侯堡 镇 。
形。依据巷道实际情况 （ 巷 中两侧 为轨道 、 皮带 ， 间
距为 １ ． ２ ｍ） 确定 为上 部宽 为 １ ｍ， 下部 宽 为 ０ ． ６ ｍ。
为 防止 轨 道受影 响 ， 槽 左 侧 偏 离轨 道０ ． ８ ｍ， 右侧 切 槽 段将 皮 带 架 吊起 。试 验 切 槽 深 度 分 别 为 １ ． ５ ，
１ ４ ８
李 慧鹏 ： 底 板切 槽 卸压技 术 在巷 道底 鼓 防 治 中的 应 用 ２ ． ０ ， ２ ． ５ ｍ。切槽 顺 序 为 间 隔切 槽 ： １ ． ５ ｍ深 （ 长 度
２ ０ １ ４年 ６月第 ６期
为２ ０ ｍ） 一 间隔为 ２ ０ ｍ不 切槽 ＿２ ． ０ ｍ深 （ 长 度 为
度和深 度 的槽 ， 对 巷道 底板 进行 有控 制 的应 力 释放 ， 吸收 大量 的 围岩 变 形 ， 使 应力 峰值 转 移 至 巷 道 围岩 深部 ， 使 巷 道处 于应 力降低 区 Ｊ 。
某矿 １ ２ ２ ３ ０工 作 面上 下 巷 位 于 西 二 采 区东 翼 ， 平均采 深 近 ５ ２ ０ ｍ， 走 向 长度 为 １ ０ １ ０ ｍ， 倾 斜 长 为 ２ ０ ０ ｍ， 煤 层倾 角为 ８ 。 一１ ２ 。 ， 巷 道设 计 净 宽 为 ６ ｍ，
受 采 动影 响 ， 巷 道 的顶板 和底 板 及 两 帮会 向巷 道 内产 生 移 动， 底 板 向 上 隆 起 的 部 分 称 之 为 底 鼓 … 。底 鼓 给 生 产 系 统 如 通 风 、 行人、 运 输 及 巷 道 支护带 来 了一系 列 的 问题 ， 严 重 影 响 了矿 井 的安 全 生产 。引起 巷道 底 板鼓 起 的主 要 因素有 岩 性 、 岩 体 应力 、 岩体 强度 、 水 理 作用 、 地 热 等 因素 ＿ ２ ］ 。针 对 巷
净高 为 ４ ． ６ ５ ｍ， 锚 网索架 ３ ６ Ｕ拱形 棚复合 支 护 。巷 内主要 设备 为运 煤皮带 与运 料轨 道 。顶 板 上部 为泥
１ 巷 道 卸 压 基 本 原 理
巷 道 开 掘后 ， 岩 体 应 力 由原 来 的 三 向应 力状 态 转变 为二 向应力 状 态 ， 在 松 软 围岩 体 及 高 应 力作 用
参 考 文 献
泵排 水 量为 ５ ０ ０ ｍ ／ ｈ ， 扬程 为 ５ ７ ０ ｍ。
３ 结
语
［ １ ］ 《 采矿手册》 编委 会． 采矿手册 ［ Ｍ］ ． 北京 ： 冶金工 业 出版 社，
１ ９ ８ ８．
当地 下 开采 的矿 山昼夜 涌水 量 较 大 时 ， 可 以考
［ ２ ］ 王