軟巖底鼓巷道快速鋪底技術(shù)研究及應(yīng)用

軟巖底鼓巷道快速鋪底技術(shù)研究及應(yīng)用

摘要：軟巖巷道底鼓對巷道運輸產(chǎn)生嚴重的影響，進而影響整個礦井的高效

生產(chǎn)。目前處理底鼓采用臨時起底平整、鋪設(shè)鋼板、木板甚至皮帶等措施,但在

實際使用過程中，起底施工、鋼板鋪設(shè)及回撤很不方便，效果有限。輕質(zhì)高強快

速鋪底技術(shù)在內(nèi)蒙古某礦推廣應(yīng)用，有效解決了軟巖底鼓巷道人車物料無法通行

的問題，工作面運輸效率提升明顯。

關(guān)鍵詞： 軟巖 底鼓 輕質(zhì) 高強 快速鋪底

1. 前言

在內(nèi)蒙古、新疆等地礦區(qū)，煤層底板多為泥巖，遇水易發(fā)生膨脹軟化，誘發(fā)

底鼓現(xiàn)象。巷道底鼓的治理會對巷道運輸產(chǎn)生嚴重的影響，進而影響整個礦井的

高效生產(chǎn)。

各軟巖巷道主要修復(fù)方式可分為：加固法、卸壓法、聯(lián)合支護法。聯(lián)合支護

法將加固法和卸壓法兩種治理措施相結(jié)合，充分發(fā)揮了兩種底鼓治理措施的優(yōu)點，

彌補了不足之處。大量專家學(xué)者通過生產(chǎn)實踐提出了許多具有參考價值的底鼓治

理方案，但從生產(chǎn)單位角度而言，施工工序復(fù)雜、經(jīng)濟性差、控制效果差仍是底

鼓控制技術(shù)面臨的最大問題。解決底鼓控制技術(shù)和經(jīng)濟性之間的矛盾，提出更加

經(jīng)濟合理的底鼓控制技術(shù)方案，才能夠更好的服務(wù)于生產(chǎn)實踐。

因此尋求新型高分子材料進行鋪底材料制備，并進行滿足底鼓和軟巖巷道的

運輸特性研究，是課題研發(fā)關(guān)鍵，經(jīng)查閱與調(diào)研，國內(nèi)部分煤礦有采用金屬板粗

加工制作的臨時鋪底模塊，如山能集團新巨龍煤礦腳輪運輸大巷中采用15mm厚

鋼板鋪設(shè)，在長久使用中出現(xiàn)安裝與回撤不方便，長時間使用鋼板變形、腐蝕及

連接處斷裂造成鋼板“漂移”的現(xiàn)象，影響正常的運輸與生產(chǎn)任務(wù)，尚不成熟。

隨著材料學(xué)與采礦技術(shù)的發(fā)展，尤其是材料科學(xué)的推進、高性能復(fù)合材料層

出不窮，推動原有礦用材料和裝備生產(chǎn)，發(fā)生了巨大的變革。輕質(zhì)高強復(fù)合材料

的研發(fā)和應(yīng)用，必將推動礦井逐漸向深部開采的大前提下能夠有效推動深井的運

輸問題，應(yīng)用前景十分廣闊。

2. 快速鋪底技術(shù)

快速鋪底技術(shù)中的鋪底模塊采用高分子材料模壓成型，模塊采用快速接口設(shè)

計互連，具有：輕質(zhì)、高強、高韌、安裝拆卸方便、無毒無味、抗腐蝕銹蝕、清

洗方便、保護輪胎，具有極高的性價比等特點。

輕質(zhì)高強模塊化快速鋪底技術(shù)目前主要用于解決煤礦巷道由于底鼓或底板軟

弱，造成車輛及人員設(shè)備運輸困難的難題；該技術(shù)也可作為快速掘錨系統(tǒng)后配套

輔助運輸系統(tǒng)地面快速硬化使用。該技術(shù)實現(xiàn)底板的快速硬化，底板修整時的快

速恢復(fù)使用，保證井下人員及物料的運輸要求。

3. 工程應(yīng)用

（1）使用地點

在內(nèi)蒙古某礦30202工作面回風(fēng)順槽鋪設(shè)巷道鋪底模塊，以滿足30202工作

面回采期間運輸要求。

現(xiàn)場觀測30202工作面回風(fēng)順槽（原掘進斷面如圖1示）在30201工作面回

采期間，受回采動壓影響產(chǎn)生劇烈的礦壓顯現(xiàn)現(xiàn)象，表現(xiàn)為兩幫的大量相對移近，

以及底板的鼓起。原巷道底板采用素混凝土打底，厚度約200mm，現(xiàn)場觀測混凝

土打底完破裂成塊，車轍深陷，不能滿足基本通行要求。現(xiàn)場采取起底處理，起

底后巷道松軟破碎，凹凸不平，亦不能滿足車輛通行要求。

為解決車輛通行要求，需要對30202回風(fēng)順槽鋪設(shè)快速拼接鋪底模塊。

圖1 30202工作面回風(fēng)順槽掘進斷面

（2）鋪底模板尺寸設(shè)計

巷道變形后兩側(cè)使用單體支柱加強支護，現(xiàn)場測量，巷道寬度為3.1m、3.2m、

3.5m、3.4m。如圖2示。

圖2 30202回風(fēng)順槽變形后斷面

鋪底模塊尺寸設(shè)計原則：

①滿足巷道寬度要求

按照巷道剩余寬度要求鋪底模塊鋪設(shè)設(shè)計寬度不大于3100mm。

②按照車輛通行要求

按照通行最寬車輛輪距寬要求鋪底模塊設(shè)計寬度不小于2600mm。

③按照鋪底模塊通用性要求

為實現(xiàn)模塊連接組合的多樣性，要求模塊長寬比為整數(shù)。

綜合以上，設(shè)計模塊長度為2600mm，模塊寬度為1300mm。

圖3 鋪底模塊設(shè)計

（3）模塊強度設(shè)計

本巷道運輸車輛最大載重不超過25t，模塊設(shè)計過載系數(shù)為1.2，設(shè)計模塊

極限承為30t。即模塊設(shè)計應(yīng)按照30t車輛動載碾壓設(shè)計。

（4）使用效果

① 鋪底模塊能夠?qū)崿F(xiàn)井下快速便捷安裝與回撤

模塊單體重量輕，兩人可抬。接口安裝、拆卸方便，現(xiàn)場4人施工，一班次

施工165m。

② 模塊可滿足井下普通運輸車輛碾壓

鋪底模塊可滿足井下普通運輸車輛碾壓，未出現(xiàn)板體劈裂破壞現(xiàn)象。

③ 過載車輛碾壓出現(xiàn)部分板體破壞現(xiàn)象

鋪底模塊設(shè)計最大強度為60t設(shè)備碾壓。實際通行支架車滿載重量為約76t，

遠超設(shè)計強度，且底板未有效平整，造成部分板體劈裂破壞。

2

4. 結(jié)語

快速鋪底技術(shù)基本能夠?qū)崿F(xiàn)井下底鼓巷道的快速鋪設(shè)與修復(fù)，大大減小巷道

底鼓對井下運輸產(chǎn)生的影響，具有廣泛的使用前景。

參考文獻：

1. 康紅普《軟巖巷道底鼓的機理及防治》[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，

1993。

2