[发明专利]一种矿山回采巷道底臌灾害防治方法

说明书

技术领域

本发明属于矿用回采巷道底板支护技术领域，尤其是涉及一种矿山回采巷道底臌灾害防治方法。

背景技术

随着浅部矿产资源的逐渐枯竭，深部矿产资源的开发利用已成为世界范围内能源发展的必然趋势，矿山回采巷道普遍赋存于高地应力、高地温和高孔隙水压的复杂地质环境中，自重应力剧增、构造应力显著，深部回采巷道围岩普遍表现出硬岩软化、强膨胀和显著的流变时效特性，回采巷道变形剧烈，底臌现象在顶底板会合变形中往往可达60％～70％的比例，严重影响回采巷道的正常使用，甚至导致整个回采巷道的失稳报废。为此，长期以来，人们对回采巷道底臌的形成机理及其控制措施进行了深入探讨。由于对底臌的形成机理和过程并不十分清楚，目前治理底臌的方法主要集中在底板的处理上，一是加固法，即底板注浆、底板锚杆或封闭式支架；二是卸压法，即底板切缝、底板底板卸压钻孔或松动爆破；三是巷旁充填法，即把回采巷道两帮一定范围内的煤采出，再填入既有一定的支护阻力又有一定的让压性能的充填材料，使巷帮应力向深部转移。

但实际使用过程中，由于上述各方法的理论依据与回采巷道两帮及底板的实际变形破坏过程不尽相符，相关设计参数的选取不合适，加之底板施工困难，因而底板控制效果并不理想，从而导致回采巷道底板的不断翻修，不仅工作量大，维护费用高，而且矿井正常生产接替紧张。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种矿山回采巷道底臌灾害防治方法，其方法步骤简单、实现方便且投入成本低、使用效果好，能有效解决复杂条件下煤矿回采巷道的底臌问题，避免了回采巷道的返修工作，且施工成本低。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种矿山回采巷道底臌灾害防治方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、回采巷道开挖：按照常规矿山回采巷道开挖的施工方法，对需防治回采巷道进行开挖；

步骤二、围岩基本力学参数确定：通过对现场所取岩样进行室内试验，且采用常规岩石力学参数测试方法对步骤一中开挖后的所述需防治回采巷道的围岩基本力学参数进行测试，并对测试结果进行同步记录；

步骤三、回采巷道支护方案确定：所采用的回采巷道支护方案为沿开挖后所述需防治回采巷道纵向的多个断面上分别布设全断面支护结构，多个所述全断面支护结构的结构均相同；所述全断面支护结构包括布设在所述需防治回采巷道顶板上的顶板支护体系、布设在所述需防治回采巷道左右两侧巷道帮上的巷道帮部支护体系和布设在所述需防治回采巷道底板上的底板支护体系；确定所述回采巷道支护方案时，需对所述顶板支护体系、巷道帮部支护体系和底板支护体系所采用的支护结构分别进行确定；

对所述顶板支护体系所采用的支护结构进行确定时，根据步骤二中所确定的围岩基本力学参数，且按照常规巷道顶板支护方案的确定方法，确定所述顶板支护体系所采用的支护结构；

对所述巷道帮部支护体系和所述底板支护体系的支护结构进行确定时，其确定过程如下：

步骤301、煤帮破裂区宽度确定：结合步骤二中所确定的围岩基本力学参数，且根据公式Ls=1βln(B+B2-1)---(1),]]>计算得出煤帮破裂区宽度L_s；由所述需防治回采巷道的帮壁向内宽度为L_s的区域为巷道帮部煤体的破坏范围；

式(1)中其中K_s为所述需防治回采巷道两帮媒体与其顶底板间交界面的切向刚度系数，m为所述需防治回采巷道两帮的煤层高度，E为所述需防治回采巷道两帮煤体的综合弹性模量；