在矿业领域,巷道的掘进和回采过程中,围岩应力状态的变化会引发一系列工程问题,其中底板鼓动是影响矿井安全和经济效益的重要因素之一。底板鼓动的不均匀性往往在巷道底部表现得尤为突出,随着采矿深度的增加,对顶板和两帮进行主动支护,地压转移现象会使得底板问题更加复杂。传统的底板支护方法包括底板锚杆、注浆、封闭式金属支架、混凝土反拱等,以及底板切缝卸压、底板钻孔卸压、底板松动爆破卸压、两帮切槽卸压等方法。然而,这些方法都有各自的局限性,尤其在煤层回采巷道中,底鼓的控制成为一项棘手的任务。
为解决这一实际问题,针对特定的工程条件,提出了一套系统的治理方案,主要包括了底板锚杆的使用、注浆加固技术、爆破锚杆卸压技术以及反拱底板的施工方案。在具体的施工过程中,这些技术被综合运用以达到最佳的支护效果。
锚杆支护技术是将锚杆固定在围岩中,通过锚固作用,提高围岩的稳定性。传统的锚杆支护存在锚固机制不明确,锚杆及参数选择不合理的问题,因此需要根据具体的地质条件和地压情况选择合适的支护方法和参数,以实现围岩与锚杆的良好耦合。
注浆技术是一种常用的加固技术,通过在围岩中注入水泥浆液,填塞裂隙,提高围岩的整体性。在软岩条件下,注浆可以有效地补强加固围岩,减少底板变形。
爆破锚杆卸压技术则是利用爆破手段释放围岩中的应力,通过爆破产生的震动卸除围岩应力,增加锚固力,并有利于注浆操作的进行。
反拱底板施工技术是将底板设计成拱形结构,这样可以改变底板受力状态,减轻应力集中。在施工中,要特别注意底板锚杆的布置,使用管缝式锚杆,实现全长锚固,并通过底部局部爆破增强锚固力,同时在特别松软区域加入水泥浆液进行补强加固。
施工参数的确定是确保施工质量的关键环节,依据底板应力状态分析和岩层位移监测数据,可以计算出合理的底拱弧形状和尺寸,以及爆破位置和注浆材料配比等参数。
研究与应用表明,提出的治理方案在实际应用中取得了良好的效果,有效控制了底鼓现象,降低了维修成本,提高了矿井的采掘效率和安全性。这项技术的推广应用对于解决类似工程问题具有重要的参考价值。
通过文献中描述的实例,4701综放工作面运输巷的施工试验展示了该方案的实施效果,即便在复杂的地质条件下,通过合理的设计和施工,也能够有效解决底板鼓动问题。这为类似工程提供了宝贵的经验和数据支持,有助于今后在类似条件下的矿井施工及维修工作。同时,也为采矿工程技术人员提供了理论指导和实践依据,促进了矿业工程技术的进步。