一种防治巷道底鼓的巷道布置方法

技术领域

本发明专利涉及煤矿开采巷道的布置方法

背景技术

在煤矿开采中，经常发生巷道底板鼓出的现象，这种现象成为巷道底鼓。 目前，巷道底鼓的防治方法较多主要有以下几个方面：

1、合理的巷道布置

在时间和空间上尽量避开采掘活动的影响，将巷道布置在煤层开采后所形 成的应力降低区域内。②应尽量避免支承压力叠加的强烈作用，或者尽量缩短 支承压力影响时间。③在采矿系统允许的距离范围内，选择稳定的岩层或煤层 布置巷道，尽量避免水与松软膨胀岩层直接接触。④巷道通过地质构造带时， 巷道轴向应尽量垂直断层构造带或向、背斜构造。⑤相邻巷道或硐室之间选择 合理的岩柱宽度。⑥巷道的轴线方向尽可能与构造应力方向平行，避免与构造 应力方向垂直。

2、在底板上打锚杆加固底板。

3、底板注浆，用于加固已破碎的岩石，提高岩层抗底鼓的能力。

4、药壶爆破，在炮眼底部先少量装药爆破成壶状，再将装药爆破，不破裂 岩体表面。这种方法的实质是用爆破法在靠近巷道周边的煤层底板中形成岩石 松动带，由于巷道石松动带，最大支承压力转移到岩体及煤柱深部。

5、采用全封闭式巷道支架，包括底板一块支护。

上述方法2-4虽然起到一定作用，但防治成本较高，方法1虽然起到一定 作用，但考虑因素复杂，巷道不容易布置。

经研究发现，造成巷道底鼓的原因是多方面的，但主要原因是：煤系地层 中除了可采煤层之外还有较多的不可采煤层，这些煤层属于较软的岩层，由于 它们在可采煤层的开采过程中，受矿山压力的影响，整体受到纵向压缩，在体 积无法变化的情况下集聚形变势能，对上下岩层产生常态应力，当周围岩体产 生裂隙、破断、构造等薄弱地带时，这种势能就使薄弱地带的巷道底板突起形 成底鼓。

另外，在巷道布置中，多采用沿煤层顶板布置准备巷道及回采巷道，当巷 道高度大于煤层高度时，且煤层都是倾斜状的，所以将煤层底板的一个角被去 掉，使底板得表面完整性被破坏，失去抗弯能力，巷道多出现严重底鼓。这种 现象可以这样解释，玉米秸不易折、竹竿不易弯是因为有表面完整性，高强度 的钢铁铸件可以因切削槽而破断是表面完整性被破坏。

发明内容

根据上述巷道底板发生底鼓的原理，本发明提出一种防治底板底鼓的巷道 设计方法。

为达到上述目的，本发明的布置方法是：将巷道布置在煤层底板以上，以 保证底板表面的完整性不受破坏。

本发明的优点是：这种防治巷道底鼓的巷道布置方法，发明人共在1200米 的巷道布置中进行应用，从未再发现底鼓现象，虽然这种方法看似简单，但在 本发明之前，本领域技术人员没有认识到发生底板底鼓的真正原因，所以也根 本没有想到本发明的布置方法，所以说本发明的技术方案具有显著的进步。

附图说明

图1是本发明巷道布置图。

具体实施方式

从图1可以看出，本发明是将巷道布置在煤层底板以上。

为了验证本发明的优点，将本发明巷道布置方法利用在盛泉矿业公司11煤 层和15煤层上。

盛泉矿业公司11煤层位于太原组中部，上距6煤层平均92.25m，下距13 煤层40.5m，煤厚在1.37～2.2m之间，平均厚为1.74m，11煤层顶底板：伪 顶为砂质页岩，厚0.07m，灰色，泥质胶结。直接顶板为灰色粉砂岩，厚1.43～ 7.56m，平均4.5m，钙泥质胶结，结构致密。老顶为灰白细砂岩与灰色粉砂岩 相间，厚5.05～24.61m，平均16.0m。直接底为粘土岩，厚0.03～0.10m，平 均0.08m，灰白色，遇水易膨胀，变软。老底为粉砂岩，厚0～3.55m，平均2.46m， 深灰色，性脆，节理发育，硬度中等。其下2.5m为厚0.10m的12煤层，煤质 较差。

15层煤位于太原组下部，上距13层煤平均13m，下距16层煤1.55m，煤 层厚度1.5～1.7m，平均1.65m，煤层结构复杂，中上部夹有一层较稳定的粉砂 岩夹矸，厚度0.20～0.3m之间，属较稳定的煤层，直接顶板为泥灰岩，厚0.26～ 0.54m，平均0.4m，其抗压强度为72.91～94.96MPa，平均83.99MPa，抗拉强度 4.17～4.70MPa，平均4.44MPa。直接底板为泥质岩，厚1.55m，深灰色，致密、 含炭质及黄铁矿，抗压强度为71MPa。

在11煤层的巷道布置中，原多采用沿煤层顶板布置准备及回采巷道，巷高 一般2.3米，煤层老底被去掉2.3-1.74-0.08＝0.48米，老底“底板表面完整性” 被破坏，巷道多出现严重底鼓。底鼓量大且速度快，采取清理落底或打底板锚 杆等措施，进行处理。清理落底工作量大且影响使用时间，打地锚经常夹钎子 且操作困难。底鼓问题一直没有得到有效治理。11层煤巷道底鼓作用主体是“其 下2.5m为厚0.10m的12煤层”，原因是老底粉砂岩被挖去和被挖去是产生的裂 隙，使底板完整性被破坏。自从2004年开始十一层煤巷道布置采用本发明方法， 保护了底板2.5米厚粉砂岩完整性不被破坏，提高了底板粉砂岩层得岩体强度， 防治了巷道出现的严重底鼓现象。

在十五煤层的巷道布置过程中，也采用了本发明巷道布置方式，保证了 1.55m厚的泥质岩的表面完整性，控制了其下16层煤的蠕变，避免了不断出现 的底鼓现象，确保了巷道的安全使用，巷道底鼓得到了有效控制。

在十五层煤的巷道布置过程中，采用了“保证底板完整性”的巷道布置 方式，保证了1.55m厚的泥质岩的表面完整性，提高了底板泥质岩的岩体强 度，控制了其下16层煤的蠕变，有效防治了巷道的底鼓。