程敬義，魏澤捷,2，白紀(jì)成，于智卓，邢軻軻，李慶明，王俊有，李 曉，張 超，張治軍

(1.中國礦業(yè)大學(xué)，江蘇 徐州 220001；2.中煤西安設(shè)計工程有限責(zé)任公司，陜西 西安 710054；3.平頂山天安煤業(yè)股份有限公司，河南 平頂山410012；4.山西朔州山陰金海洋五家溝煤業(yè)有限公司，山西 朔州 036999)

0 引 言

底鼓是深部高應(yīng)力軟巖巷道常見的底板破壞形式，深部開采面臨“三高一擾動”的惡劣環(huán)境使巷道底鼓機(jī)理更加復(fù)雜[1-4]，控制難度加大。煤礦通常采用挖底法治理巷道底鼓，此方法治理下的底板常會陷入“底鼓→挖底→再底鼓→再挖底”的惡性循環(huán)，嚴(yán)重影響礦井通風(fēng)、行人、運輸，增加巷道返修次數(shù)。底板爆破作為一種應(yīng)力轉(zhuǎn)移技術(shù)，是高應(yīng)力軟巖巷道底鼓治理的有利嘗試，為巷道底鼓治理提供了借鑒。國內(nèi)眾多學(xué)者針對巷道底鼓機(jī)理開展了研究，成果豐碩。姜耀東等[5-6]將巷道底鼓機(jī)理分為擠壓流動性底鼓、撓曲褶皺性底鼓、剪切錯動性底鼓和遇水膨脹性底鼓4類；康紅普等[7]分析了巷道底鼓的全過程，認(rèn)為底板巖層的壓曲、擴(kuò)容及膨脹是巷道發(fā)生底鼓的主要原因；何滿潮等[8-9]對高應(yīng)力軟巖巷道變形機(jī)制進(jìn)行研究，認(rèn)為圍巖強(qiáng)度低和膨脹性強(qiáng)是高應(yīng)力軟巖巷道變形破壞的主要原因；孫利輝等[10]認(rèn)為底板巖性、高地應(yīng)力、支護(hù)結(jié)構(gòu)不合理是導(dǎo)致嚴(yán)重底鼓的原因；王正勝等[11]認(rèn)為軟弱、無支護(hù)和應(yīng)力集中是泥質(zhì)底板巷道嚴(yán)重底鼓的根本原因；孫廣京等[12]認(rèn)為圍巖特性、高水平地應(yīng)力、相鄰工作面采空區(qū)側(cè)向支承壓力及底板未采取加固措施是造成高應(yīng)力厚煤層巷道底鼓的主要因素。在底鼓治理技術(shù)方面，李學(xué)華等[13]提出了底板掘巷+底角松動爆破的應(yīng)力轉(zhuǎn)移技術(shù)；孫利輝等[14]提出了巷道底板錨索束+淺、深孔注漿的底鼓治理方案；江軍生等[15]提出了底角錨桿+底板錨桿+金屬網(wǎng)地坪的深部高應(yīng)力層狀巖體巷道底鼓治理技術(shù)；楊本生等[16]基于連續(xù)“雙殼”支護(hù)理論，提出了底板淺孔注漿+深部錨索束高壓注漿的連續(xù)“雙殼”底鼓治理技術(shù)；王曉卿等[17]基于巷道底鼓機(jī)理研究，提出了以端錨錨索束為主的底鼓控制方案；余偉健等[18]提出了錨梁+錨桿+網(wǎng)噴+澆筑混凝土的軟巖巷道底鼓控制技術(shù)；江東海等[19]提出了混凝土反底拱+預(yù)應(yīng)力錨索的非均稱底鼓控制技術(shù)。眾多學(xué)者對底鼓機(jī)理、底鼓原因及底鼓控制技術(shù)展開了深入研究，有效地解決了不同地質(zhì)條件下的底鼓問題；但是，大多數(shù)研究集中在加固法，很少采用卸壓法控制底鼓，然而，底板爆破卸壓作為一種卸壓法，其應(yīng)力轉(zhuǎn)移作用是深部構(gòu)造應(yīng)力軟巖巷道底鼓控制的一種有效方法。目前，對于深部構(gòu)造應(yīng)力富水軟巖巷道強(qiáng)烈底鼓治理的研究較少，這類巷道處于水平構(gòu)造應(yīng)力場中，且底板圍巖不斷遭受底板水侵蝕，在底板水、原巖應(yīng)力作用下，巷道底鼓十分嚴(yán)重。為解決深部構(gòu)造應(yīng)力富水軟巖巷道強(qiáng)烈底鼓問題，以平煤某礦-950 m水平回風(fēng)大巷為工程背景，在分析巷道底鼓機(jī)理的基礎(chǔ)上，提出底板爆破卸壓的底鼓治理方案，并結(jié)合現(xiàn)場實際情況，采取注漿加固法對底板加強(qiáng)控制，從而聯(lián)合控制深部構(gòu)造應(yīng)力富水軟巖巷道強(qiáng)烈底鼓問題。

1 工程概況

1.1 巷道圍巖地質(zhì)情況

平煤某礦-950 m水平回風(fēng)大巷位于三水平下延，距李口逆斷層較近，大巷標(biāo)高-950～-1 050 m，總長約2 000 m，傾角為10°，整體東高西低，存在穿層布置，大巷平面布置如圖1所示。巷道主要布置在泥質(zhì)砂巖和細(xì)砂巖中，頂板主要為中、細(xì)砂巖，巖層裂隙發(fā)育；底板主要為泥質(zhì)砂巖、砂泥巖，巖層松軟，裂隙較發(fā)育，巷道頂?shù)装鍘r層如圖2所示。

圖1 -950水平回風(fēng)大巷平面布置Fig.1 Layout plan of -950 horizontal return air roadway

圖2 巷道頂?shù)装鍘r層柱狀Fig.2 Histogram of roof and floor strata of roadway

1.2 巷道支護(hù)參數(shù)

-950 m水平回風(fēng)大巷斷面為直墻半圓拱，凈斷面面積為25.24 m2，寬×高=6 000 mm×4 850 mm。巷道掘進(jìn)后，采用錨網(wǎng)索噴+錨索+壁后注漿的聯(lián)合支護(hù)形式。巷幫及拱內(nèi)采用?22 mm×3 000 mm的KMG22-600型高強(qiáng)樹脂錨桿，間排距為700 mm×700 mm；同時，在錨桿支護(hù)的基礎(chǔ)上，采用?21.6 mm×8 000 mm的預(yù)應(yīng)力錨索加大圍巖控制范圍，錨索間排距為1 400 mm×1 400 mm，錨索沿巷道中線對稱布置；巷道表面掛設(shè)金屬網(wǎng)，全斷面噴射150 mm的混凝土；最后，在錨桿索支護(hù)后，在巷幫布置注漿孔(淺孔、深孔)進(jìn)行注漿加固，注漿孔間排距為1 500 mm×1 500 mm，注漿孔深度分別為1.5 m和2.5 m，淺孔注漿壓力為1.5～2.0 MPa，深孔注漿壓力為2.5～3.0 MPa。巷道底板未采取支護(hù)措施，底板處于敞開無支護(hù)狀態(tài)。

1.3 巷道底鼓情況

巷道掘進(jìn)后，底板在幾個月的時間內(nèi)出現(xiàn)不同程度的底鼓，最大底鼓量達(dá)到1 500 mm，平均底鼓量達(dá)到500～600 mm。巷道底鼓狀況如圖3所示，呈現(xiàn)出中間高、兩幫低的底鼓特征，并且巷道中心線出現(xiàn)較大裂縫和凸起，幫角相對下沉，嚴(yán)重影響巷道通風(fēng)、運輸、行人。

圖3 巷道底鼓變形Fig.3 Deformation of roadway floor heave

2 高應(yīng)力軟巖巷道底鼓機(jī)理

2.1 底鼓影響因素分析

巷道底鼓機(jī)理主要分為：擠壓流動性底鼓、撓曲褶皺性底鼓、剪切錯動性底鼓和遇水膨脹性底鼓4類[6-7,20]，其底鼓程度受多種因素影響，但主要影響因素為底板巖性、水理作用、采動影響、圍巖應(yīng)力、支護(hù)強(qiáng)度、時間效應(yīng)等，在這些因素的影響下，圍巖承載能力下降，從而產(chǎn)生底鼓變形。針對-950 m水平回風(fēng)大巷的實際情況，對導(dǎo)致該巷道嚴(yán)重底鼓的影響因素進(jìn)行了現(xiàn)場調(diào)研與室內(nèi)試驗分析。

2.1.1 巷道原巖應(yīng)力

-950 m水平回風(fēng)大巷平均埋深達(dá)到1 000 m，圍巖應(yīng)力高。采用空心包體應(yīng)力解除法對該巷道進(jìn)行了地應(yīng)力測量，測點埋深1 035 m，方位角269°，仰角22°，巖性為細(xì)砂巖。如圖4所示，采用300型地質(zhì)鉆機(jī)(?130 mm)在巷幫打設(shè)鉆孔，鉆孔深度1 510 mm，在鉆孔底部施工一個孔徑為36 mm、深度為400 mm的小孔，在小孔內(nèi)安設(shè)空心包體，24 h后，采用同心取心鉆頭緩慢鉆取巖心，并通過應(yīng)變儀采集數(shù)據(jù)。通過專業(yè)軟件對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到原巖應(yīng)力的大小和方向，其中最大水平主應(yīng)力σ1為39.08 MPa，方位角為293.5°，傾角為8.6°；最小水平應(yīng)力σ3為12.83 MPa，方位角為203.1°，傾角為2.6°；中間應(yīng)力σ2為27.25 MPa，方位角為96.4°，傾角81.0°。測點處垂直應(yīng)力σv為25.73 MPa，側(cè)壓系數(shù)(σ1/σv)為1.52，且最大主應(yīng)力與最小主應(yīng)力相差22.8 MPa，表現(xiàn)出明顯的方向性，其中最大、最小水平應(yīng)力與大巷長軸的關(guān)系如圖5所示。地應(yīng)力測試結(jié)果表明該巷道處于以水平應(yīng)力為主的構(gòu)造應(yīng)力場中，整體處于高應(yīng)力區(qū)，在長期高應(yīng)力作用

圖4 地應(yīng)力現(xiàn)場測量流程Fig.4 In situ stress measurement

圖5 應(yīng)力平面Fig.5 Plan of stress distribution

下，巷道圍巖會表現(xiàn)出工程軟巖的特點，從而導(dǎo)致圍巖承載能力降低，加劇巷道底鼓程度。

2.1.2 巷道圍巖結(jié)構(gòu)

采用鉆孔窺視儀對-950水平回風(fēng)大巷圍巖的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀測，發(fā)現(xiàn)巷道底板下方0～2 m圍巖破碎嚴(yán)重，孔壁凹凸不平，窺孔過程中孔壁有碎屑塌落孔內(nèi)，且2 m范圍以下存在底板水；巷道幫孔、頂板孔的孔口附近孔壁破碎嚴(yán)重，孔內(nèi)裂隙發(fā)育，存在大量環(huán)向、徑向裂隙，靠近孔底附近圍巖完整性好，裂隙較少。此外，采用鉆孔取心的方法對巷道圍巖進(jìn)行取樣，觀察圍巖完整性，巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD為20%～40%，屬于Ⅲ～Ⅳ類較破碎的巖體，巷道圍巖結(jié)構(gòu)觀察結(jié)果見表1，根據(jù)巷道鉆孔窺視和取樣結(jié)果對圍巖結(jié)構(gòu)進(jìn)行了預(yù)測，如圖6所示。

圖6 巷道圍巖結(jié)構(gòu)Fig.6 Surrounding rock structure of roadway

表1 巷道圍巖結(jié)構(gòu)觀察結(jié)果

如圖6所示，巷道圍巖在“三高一擾動”的影響下，巖層內(nèi)部裂隙十分發(fā)育，巖體破碎嚴(yán)重，圍巖松動范圍為0～2.3 m。根據(jù)巷道圍巖松動圈理論可知，該巷道周圍巖層屬于Ⅴ類不穩(wěn)定圍巖(軟巖)，巷道圍巖穩(wěn)定性較差，圍巖自身承載能力較差。

采用中國礦業(yè)大學(xué)煤炭資源與安全開采國家重點實驗室的SANS實驗機(jī)對該巷道的泥質(zhì)砂巖的力學(xué)性能進(jìn)行測試，從而分析底板圍巖的承載能力，試驗結(jié)果見表2。

表2 泥質(zhì)砂巖力學(xué)性能

巷道泥質(zhì)砂巖巖樣平均單軸抗壓強(qiáng)度為34.27 MPa，然而在擾動、水理作用、構(gòu)造應(yīng)力場作用下，底板巖體實際強(qiáng)度比實驗室測試結(jié)果更低，據(jù)強(qiáng)度折減理論，底板圍巖實際力學(xué)強(qiáng)度采用4～6倍折減系數(shù)進(jìn)行計算，則底板巖石實際單軸抗壓強(qiáng)度為5.71～8.57 MPa。

巷道掘進(jìn)后，圍巖受力狀態(tài)從三向受力狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槎驊?yīng)力狀態(tài)，巷道圍巖應(yīng)力狀態(tài)重新分布，在巷幫及底板產(chǎn)生應(yīng)力集中，而底板圍巖自身承載能力較差，因此加劇底鼓變形破壞。

2.1.3 底板圍巖礦物成分

現(xiàn)場取底板巖樣進(jìn)行化學(xué)成分及微觀結(jié)構(gòu)分析，底板巖樣的X射線衍射定性分析圖譜如圖7所示。

圖7 X射線衍射定性分析圖譜Fig.7 Qualitative analysis pattern of X-ray diffraction

由底板巖樣的XRD分析結(jié)果可知，底板巖樣的主體成分為高嶺石、石英，存在少量的云母、菱鐵礦和方解石，其中高嶺石總成分含量達(dá)到50%～70%。

由底板巖樣的微觀分析可知(圖8)，晶粒大多表現(xiàn)為高嶺石晶粒特征，片狀高嶺石混合單晶系高嶺石密集排列，晶粒間孔隙發(fā)育、邊界清晰，從而使底板圍巖膠結(jié)性差。相關(guān)研究表明[10,21]，高嶺石遇水后發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生層間膨脹與粒間膨脹，造成圍巖內(nèi)部結(jié)構(gòu)改變，產(chǎn)生較大空隙和裂隙，宏觀上膨脹產(chǎn)生較大的膨脹壓力，并且在高圍巖應(yīng)力作用下，加劇巷道變形破壞。

圖8 底板巖樣微觀結(jié)構(gòu)Fig.8 Microstructure of floor rock sample

2.1.4水理作用

巷道底板結(jié)構(gòu)鉆孔窺視過程中發(fā)現(xiàn)底板下存在地下水，并且底板泥質(zhì)砂巖以親水性黏土礦物高嶺石為主，遇水極易膨脹變形，從而造成底板圍巖破碎。因此，通過底板砂質(zhì)泥巖崩解試驗研究底板水的作用機(jī)理，分析底板水對底板巖層穩(wěn)定性的影響。圖9展示了底板巖樣在24 h內(nèi)的變化全過程，在水作用10 min后，巖樣表面出現(xiàn)大量裂隙；30 min后，巖樣表面裂隙發(fā)育貫通，邊角逐漸崩解為小塊，部分巖樣表面不再完整；6.5 h后，巖樣崩解成小塊，體積膨脹，邊角大面積崩落；24 h后，巖樣完全崩解。底板巖樣的崩解試驗揭示了底板水對底板巖層的作用機(jī)理，呈現(xiàn)了巷道底板圍巖在水理作用下不斷膨脹破碎過程，進(jìn)而導(dǎo)致底板嚴(yán)重底鼓變形。

圖9 巖石崩解試驗Fig.9 Rock disintegration experiment

2.1.5 支護(hù)強(qiáng)度

巷道支護(hù)形式如圖10所示，支護(hù)設(shè)計僅對幫頂進(jìn)行圍巖控制，底板處于敞開無支護(hù)狀態(tài)，成為應(yīng)力釋放的缺口，而且底板自身承載能力較差，因此導(dǎo)致底板產(chǎn)生嚴(yán)重底鼓變形。

圖10 巷道支護(hù)Fig.10 Roadway support drawing

2.2 底鼓機(jī)理分析

現(xiàn)場測試及室內(nèi)試驗的結(jié)果表明：-950水平回風(fēng)大巷埋深較大，且處于典型的構(gòu)造應(yīng)力場中，水平應(yīng)力和垂直應(yīng)力均較大，垂直應(yīng)力通過巷幫底板圍巖上，底板圍巖受到水平應(yīng)力和垂直應(yīng)力的擠壓作用，而且以高嶺石為主的底板圍巖在水理作用下發(fā)生膨脹、軟化、崩解，承載能力降低，結(jié)構(gòu)松散，另外，底板處于敞開無支護(hù)狀態(tài)，從而使底板成為應(yīng)力釋放的缺口，產(chǎn)生嚴(yán)重底鼓變形，如圖11所示。

圖11 巷道開挖后底鼓及受力示意Fig.11 Floor heave and stress diagram after roadway excavation

巷道掘進(jìn)后，在水平構(gòu)造應(yīng)力及水理作用下，底板呈現(xiàn)出典型的擠壓流動性底鼓和遇水膨脹性底鼓，因此，其治理需要考慮底板卸壓及底板水治理。

3 底板爆破卸壓底鼓控制技術(shù)

通過第2節(jié)對巷道底鼓機(jī)理的分析可知，-950水平回風(fēng)大巷屬于深部構(gòu)造應(yīng)力富水軟巖巷道，其底鼓治理需要考慮釋放其底板巖層積聚的能量，切斷或削弱底板應(yīng)力傳遞能力，使底板下方的高應(yīng)力轉(zhuǎn)移到更深處，因此，選取底板爆破卸壓技術(shù)進(jìn)行巷道底鼓治理。

3.1 底板爆破卸壓機(jī)理

底板爆破卸壓技術(shù)是通過爆破使局部圍巖弱化從而實現(xiàn)應(yīng)力轉(zhuǎn)移的一種技術(shù)，是高應(yīng)力軟巖巷道底鼓控制的一種常用方法。通過合理地布置爆破孔和裝藥量，能夠在不影響淺部圍巖穩(wěn)定的情況下，主動釋放底板巖層中積聚的能量，使底板內(nèi)部應(yīng)力峰值轉(zhuǎn)移至巷道圍巖深部巖體中，底板爆破應(yīng)力轉(zhuǎn)移原理如圖12所示。

圖12 爆破卸壓原理Fig.12 Principle of blasting pressure relief

底板爆破后，積聚在巷道底板的能量得以釋放，并在巷道幫角下方的巖體中形成爆破空腔、壓縮區(qū)、裂隙區(qū)以及彈性震動區(qū)，如圖13所示，其中壓碎區(qū)、裂隙區(qū)起到緩沖和墊層作用，延緩底鼓產(chǎn)生，有效減輕巷道底板圍巖變形程度。其爆破產(chǎn)生的能量使底板圍巖松動弱化，將底板下方的高應(yīng)力轉(zhuǎn)移到底板圍巖更深處；同時，爆破產(chǎn)生的裂隙區(qū)和壓碎區(qū)能夠阻斷或削弱底板應(yīng)力傳遞能力，吸收巷道底板變形；另外，爆破形成的塑性區(qū)還可以阻隔上覆巖層的高應(yīng)力向底板巖層的連續(xù)傳遞。

圖13 松動爆破作用Fig.13 Loose blasting effect

3.2 炮孔參數(shù)設(shè)計方法

底板爆破卸壓技術(shù)的底鼓控制效果不僅取決于底板水平應(yīng)力的大小和方向，而且與爆破孔垂直深度、炮孔間排距、裝藥量等相關(guān)參數(shù)密切相關(guān)。

1)炮孔垂直深度。根據(jù)地應(yīng)力測試結(jié)果可知，-950水平回風(fēng)巷道地應(yīng)力較高，深孔爆破需要將底板的高水平應(yīng)力轉(zhuǎn)移到更深部的穩(wěn)定圍巖。底板應(yīng)力峰值深度Hmax通過底板塑性區(qū)半徑減去1/2的巷道高度來計算，計算公式如下：

(1)

式中：Rh為巷道半徑，m；Py為原巖應(yīng)力，MPa；k1為采動影響系數(shù)，取2；C為黏聚力，MPa；φ為巖石內(nèi)摩擦角，(°)；Pz為支護(hù)強(qiáng)度，MPa；Hh為巷道高度，m。

2)炮孔裝藥量。在底板松動爆破中，合理裝藥量既可產(chǎn)生較大裂隙區(qū)，又不破壞自由面的完整性；同時，不破壞巷道圍巖穩(wěn)定性，又有效地實現(xiàn)圍巖應(yīng)力轉(zhuǎn)移。底板裝藥量Q計算公式如下：

(2)

式中：Q為裝藥量，kg；K為炮孔裝藥系數(shù)；H為炮孔深度，m；r為藥卷直徑，mm；ρ0為炸藥密度，取1 300 kg/m3。

3)炮孔間距。炮孔間距的布置會影響巷道底板裂隙區(qū)的銜接，從能影響應(yīng)力轉(zhuǎn)移效果和底板變形控制效果，因此可選取間距為裂隙區(qū)半徑的2倍。

通過理論計算確定爆破卸壓參數(shù)：垂深7.7 m；間距5.6 m；排距6 m；裝藥量1.20 kg。

4 工程應(yīng)用

選取-950 m水平回風(fēng)大巷底鼓嚴(yán)重區(qū)段進(jìn)行底板松動爆破，底板松動爆破后，雖然底板巖層積聚的能量得以釋放及應(yīng)力峰值向巷道底板更深處轉(zhuǎn)移，但底板巖層的承載能力將會有一定程度的下降，而且底板圍巖還不斷受底板水侵蝕。因此，有必要對底板上層圍巖進(jìn)行注漿加固，改善軟弱圍巖力學(xué)性能，提高圍巖承載能力，阻止底板水侵入圍巖內(nèi)部，實現(xiàn)圍巖長久穩(wěn)定。

4.1 施工工序

在底板爆破后，對底板進(jìn)行淺孔注漿，底板松動爆破+注漿加固的底鼓聯(lián)合控制方案的施工工序如圖14所示。

圖14 底板松動爆破+注漿加固施工工序Fig.14 Construction procedure of floor loosening blasting and grouting reinforcement

4.2 施工方案

1)爆破施工。為減小爆破對巷道底板巖體擾動，將爆破孔布置在據(jù)底角200 mm處，外扎角約為40°，炮孔長度約為13 m，炮孔布置如圖15所示，炮眼間排距為6 000 mm×5 600 mm，裝藥量1.2 kg，每孔裝藥6卷，藥卷放置在?50 mm的PVC管送至孔底。起爆方式采用正向起爆，即爆轟波向下傳播，同時要注意炮孔堵塞長度的確定，防止爆轟氣體沖出爆孔，底板爆破所用材料參數(shù)見表3。

圖15 底板爆破孔布置Fig.15 Layout of blasting holes in floor

表3 底板炮孔材料規(guī)格

放炮器型號MBF-200，發(fā)爆能力：200發(fā)，負(fù)載電阻≤1 220 Ω，峰值電壓≥2 800 V。串聯(lián)爆破網(wǎng)絡(luò)全電阻計算公式：

Rz=Rm+Rg+RlgM

(3)

式中：Rz、Rm、Rg、Rlg分別為總電阻、母線電阻、連接線電阻，雷管電阻，Rm=4 Ω，Rg=2Ω，Rlg=31.2 Ω；M為雷管數(shù)量，16發(fā)。

根據(jù)公式計算得：Rz=505.2 Ω<1 220 Ω。

瞬間電流I=2 800/505.2=5.54 A>0.7 A，符合單發(fā)電雷管最小發(fā)火電流要求。炮孔裝藥結(jié)構(gòu)如圖16所示。

圖16 炮孔裝藥結(jié)構(gòu)Fig.16 Charge structure of blast hole

2)注漿。注漿采用425號普通硅酸鹽水泥、混合高效凝固劑、水玻璃作為主要注漿材料，采用?15mm×2 000 mm鍍鋅鋼管進(jìn)行注漿，注漿孔深3 m，注漿終壓2 MPa，注漿孔間排距：1 500 mm×1 500 mm，孔徑?32 mm。

巷道底板注漿加固注漿孔布置如圖17所示。

圖17 底板注漿孔布置Fig.17 Layout of grouting holes in bottom plate

4.3 巷道底鼓控制效果分析

-950水平回風(fēng)大巷底鼓嚴(yán)重段卸壓加固后，采用十字布點法對卸壓加固段的巷道進(jìn)行10個月的底板變形位移觀測，每隔15 d收集1次數(shù)據(jù)，其底板位移變形情況如圖18所示。圖18中，1、2號測點為爆破注漿段底板位移監(jiān)測點，3號測點為未修復(fù)段底板位移監(jiān)測點；底板爆破+注漿修復(fù)加固后，底板變形較未修復(fù)段減少了36.7%～49%，試驗觀測期間，巷道幫角、底板未發(fā)生明顯變形破壞；因此，底板松動爆破+注漿加固的底板支護(hù)方案具有一定的底鼓控制效果，能夠有效地減緩巷道底鼓變形速度。

圖18 巷道底板位移變化Fig.18 Displacement variation of roadway floor

5 結(jié) 論

1)-950 m水平回風(fēng)大巷底鼓現(xiàn)象與圍巖結(jié)構(gòu)、礦物成分、水理作用、支護(hù)強(qiáng)度、原巖應(yīng)力有關(guān)，原巖應(yīng)力、水理作用是導(dǎo)致巷道底板嚴(yán)重底鼓的主要原因。

2)針對深部構(gòu)造應(yīng)力富水軟巖巷道強(qiáng)烈底鼓問題，提出了底板松動爆破卸壓和注漿強(qiáng)化圍巖自身承載能力的聯(lián)合控制方法。

3)工業(yè)試驗結(jié)果表明，采用底板松動爆破+注漿加固的聯(lián)合支護(hù)方案后，巷道底板圍巖處于穩(wěn)定狀態(tài)，巷道在300 d內(nèi)最大底鼓量為310 mm，較無支護(hù)狀態(tài)底鼓變形量減少了36.7% ～ 49.0%，該聯(lián)合支護(hù)方案有效控制了深部構(gòu)造應(yīng)力富水軟巖巷道強(qiáng)烈底鼓問題。