软岩底鼓巷道快速铺底技术研究及应用

软岩底鼓巷道快速铺底技术研究及应用

摘要：软岩巷道底鼓对巷道运输产生严重的影响，进而影响整个矿井的高效

生产。目前处理底鼓采用临时起底平整、铺设钢板、木板甚至皮带等措施,但在

实际使用过程中，起底施工、钢板铺设及回撤很不方便，效果有限。轻质高强快

速铺底技术在内蒙古某矿推广应用，有效解决了软岩底鼓巷道人车物料无法通行

的问题，工作面运输效率提升明显。

关键词： 软岩 底鼓 轻质 高强 快速铺底

1. 前言

在内蒙古、新疆等地矿区，煤层底板多为泥岩，遇水易发生膨胀软化，诱发

底鼓现象。巷道底鼓的治理会对巷道运输产生严重的影响，进而影响整个矿井的

高效生产。

各软岩巷道主要修复方式可分为：加固法、卸压法、联合支护法。联合支护

法将加固法和卸压法两种治理措施相结合，充分发挥了两种底鼓治理措施的优点，

弥补了不足之处。大量专家学者通过生产实践提出了许多具有参考价值的底鼓治

理方案，但从生产单位角度而言，施工工序复杂、经济性差、控制效果差仍是底

鼓控制技术面临的最大问题。解决底鼓控制技术和经济性之间的矛盾，提出更加

经济合理的底鼓控制技术方案，才能够更好的服务于生产实践。

因此寻求新型高分子材料进行铺底材料制备，并进行满足底鼓和软岩巷道的

运输特性研究，是课题研发关键，经查阅与调研，国内部分煤矿有采用金属板粗

加工制作的临时铺底模块，如山能集团新巨龙煤矿脚轮运输大巷中采用15mm厚

钢板铺设，在长久使用中出现安装与回撤不方便，长时间使用钢板变形、腐蚀及

连接处断裂造成钢板“漂移”的现象，影响正常的运输与生产任务，尚不成熟。

随着材料学与采矿技术的发展，尤其是材料科学的推进、高性能复合材料层

出不穷，推动原有矿用材料和装备生产，发生了巨大的变革。轻质高强复合材料

的研发和应用，必将推动矿井逐渐向深部开采的大前提下能够有效推动深井的运

输问题，应用前景十分广阔。

2. 快速铺底技术

快速铺底技术中的铺底模块采用高分子材料模压成型，模块采用快速接口设

计互连，具有：轻质、高强、高韧、安装拆卸方便、无毒无味、抗腐蚀锈蚀、清

洗方便、保护轮胎，具有极高的性价比等特点。

轻质高强模块化快速铺底技术目前主要用于解决煤矿巷道由于底鼓或底板软

弱，造成车辆及人员设备运输困难的难题；该技术也可作为快速掘锚系统后配套

辅助运输系统地面快速硬化使用。该技术实现底板的快速硬化，底板修整时的快

速恢复使用，保证井下人员及物料的运输要求。

3. 工程应用

（1）使用地点

在内蒙古某矿30202工作面回风顺槽铺设巷道铺底模块，以满足30202工作

面回采期间运输要求。

现场观测30202工作面回风顺槽（原掘进断面如图1示）在30201工作面回

采期间，受回采动压影响产生剧烈的矿压显现现象，表现为两帮的大量相对移近，

以及底板的鼓起。原巷道底板采用素混凝土打底，厚度约200mm，现场观测混凝

土打底完破裂成块，车辙深陷，不能满足基本通行要求。现场采取起底处理，起

底后巷道松软破碎，凹凸不平，亦不能满足车辆通行要求。

为解决车辆通行要求，需要对30202回风顺槽铺设快速拼接铺底模块。

图1 30202工作面回风顺槽掘进断面

（2）铺底模板尺寸设计

巷道变形后两侧使用单体支柱加强支护，现场测量，巷道宽度为3.1m、3.2m、

3.5m、3.4m。如图2示。

图2 30202回风顺槽变形后断面

铺底模块尺寸设计原则：

①满足巷道宽度要求

按照巷道剩余宽度要求铺底模块铺设设计宽度不大于3100mm。

②按照车辆通行要求

按照通行最宽车辆轮距宽要求铺底模块设计宽度不小于2600mm。

③按照铺底模块通用性要求

为实现模块连接组合的多样性，要求模块长宽比为整数。

综合以上，设计模块长度为2600mm，模块宽度为1300mm。

图3 铺底模块设计

（3）模块强度设计

本巷道运输车辆最大载重不超过25t，模块设计过载系数为1.2，设计模块

极限承为30t。即模块设计应按照30t车辆动载碾压设计。

（4）使用效果

① 铺底模块能够实现井下快速便捷安装与回撤

模块单体重量轻，两人可抬。接口安装、拆卸方便，现场4人施工，一班次

施工165m。

② 模块可满足井下普通运输车辆碾压

铺底模块可满足井下普通运输车辆碾压，未出现板体劈裂破坏现象。

③ 过载车辆碾压出现部分板体破坏现象

铺底模块设计最大强度为60t设备碾压。实际通行支架车满载重量为约76t，

远超设计强度，且底板未有效平整，造成部分板体劈裂破坏。

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4. 结语

快速铺底技术基本能够实现井下底鼓巷道的快速铺设与修复，大大减小巷道

底鼓对井下运输产生的影响，具有广泛的使用前景。

参考文献：

1. 康红普《软岩巷道底鼓的机理及防治》[M].北京：煤炭工业出版社，

1993。

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