膨胀软岩巷道底鼓防治：两喷一锚技术实践

"膨胀型软岩巷道底鼓防治技术实践" 膨胀型软岩巷道底鼓防治技术是在矿山开采中解决膨胀软岩巷道围岩变形问题的关键。底鼓现象是指巷道底部向上隆起，这不仅对巷道稳定性构成威胁，也增加了支护的难度。针对这种情况，对膨胀软岩的底鼓机理进行深入研究和防治技术的开发至关重要。 膨胀软岩主要分为两类：一类是由于化学转化引起的膨胀，例如硬石膏、无水芒硝等吸水后形成水合物，导致体积变化；另一类含有强亲水矿物，如蒙脱石、高岭石和伊利石，尤其是蒙脱石，其独特的结构使得它能吸收大量水分，导致显著的体积膨胀。蒙脱石的晶胞结构允许水分子进入，改变晶胞间距，进而引发岩石膨胀。 膨胀软岩巷道底鼓的力学模型通常涉及巷道受力分析。在这种模型中，考虑了膨胀软岩在地下水作用下产生的应力状态，以及巷道开挖后围岩的应力重分布。底鼓的发生与巷道周围岩体的膨胀压力、支护结构的约束条件以及地下水的作用密切相关。巷道底鼓过程可能包括初始阶段的轻微变形、随后的快速膨胀以及长期的缓慢变形。 在河南奋进煤矿的实践中，研究人员采用了简化复杂的应力膨胀软岩受力模式，建立了适用于实际情况的计算力学模型。这一模型有助于更准确地预测和分析底鼓问题。同时，他们试验了“两喷一锚”的支护工艺，即两次喷射混凝土配合锚杆支护，旨在通过增强巷道表面的刚性和提供有效的锚固力，抑制底鼓现象。 “两喷一锚”支护工艺的具体步骤包括：首先喷射一层混凝土作为初期支护，提供基本的支撑；接着在混凝土初凝后，再次喷射混凝土，以增强整体的密实性和抗压性能；最后，设置锚杆，锚固巷道顶板和两侧，形成一个稳定的支护系统，有效抵抗膨胀软岩的压力。 此外，防治底鼓还需要结合地质条件、地下水状况以及巷道设计等因素综合考虑。可能的防治措施还包括选择适当的支护材料，如采用膨胀性混凝土或具有防水功能的材料，以及实施地下水控制策略，减少膨胀软岩的吸水性。 膨胀型软岩巷道底鼓防治技术的研究和实践，对于保障矿山开采的安全性和经济效益具有重要意义。通过深入理解膨胀软岩的性质，建立合理的力学模型，并结合实际工程经验，可以有效地预防和控制底鼓问题，提高巷道的长期稳定性。