袁店一井大断面软岩上山底鼓综合治理技术_锚注
摘要：本文针对袁店一井大断面软岩上山底鼓问题，深入分析了底鼓产生的原因，结合现场实际情况，提出了一套以锚注技术为核心的综合治理方案。通过理论分析、数值模拟和现场实践验证，该方案有效控制了底鼓变形，保障了巷道的稳定与安全，为类似地质条件下的软岩巷道底鼓治理提供了宝贵经验。
关键词：袁店一井、大断面软岩、上山底鼓、锚注技术、综合治理
一、引言
煤矿开采过程中，软岩巷道底鼓是常见的工程难题之一，尤其在深部开采和大断面巷道中更为突出。袁店一井作为典型的深部矿井，其大断面软岩上山巷道在掘进及使用过程中频繁出现底鼓现象，严重影响了巷道的正常使用和安全生产。底鼓不仅增加了巷道维护成本，还可能引发顶板下沉、两帮移近等连锁反应，威胁到矿井的整体稳定性。因此，研究并实施有效的底鼓治理技术，对于保障矿井安全高效生产具有重要意义。
二、底鼓原因分析
1 地质条件因素
袁店一井所在区域地质构造复杂，岩性以泥岩、页岩等软弱岩石为主，这些岩石具有低强度、高吸水性、易风化等特点，是导致底鼓的内在原因。软岩在地下水作用下易发生膨胀和软化，降低了岩体的承载能力，加剧了底鼓现象。
2 采动影响
随着工作面的推进，巷道周围岩体受到采动压力的影响，发生应力重新分布。大断面巷道由于暴露面积大，更易受到采动应力的集中作用，导致底板岩层发生破坏和变形，进而引发底鼓。
3 支护方式不当
原有的支护方式可能未能充分考虑软岩的特性，支护强度不足或支护形式不合理，无法有效抵抗底鼓力，导致底板岩层失稳。
三、锚注技术原理及优势
1 锚注技术原理
锚注技术是一种将锚杆支护与注浆加固相结合的复合支护技术。通过向巷道围岩中打入锚杆，并注入高强度浆液，使锚杆与围岩形成整体，提高围岩的自承能力和抗变形能力。同时，注浆过程还能填充围岩裂隙，改善围岩的物理力学性质，进一步增强巷道的稳定性。
2 锚注技术优势
（1）增强围岩整体性：锚注技术通过锚杆和浆液的联合作用，使松散破碎的围岩重新胶结成整体，提高了围岩的完整性和强度。
（2）改善围岩力学性质：注浆材料能填充围岩中的微小裂隙，减少水的渗透，降低围岩的吸水性和膨胀性，从而改善围岩的力学性质。
（3）提高支护效率：锚注技术结合了锚杆支护的快速性和注浆加固的持久性，能在较短时间内形成有效的支护体系，提高施工效率。
（4）适应性强：锚注技术适用于各种地质条件和巷道断面，尤其对于软岩、破碎带等复杂地质条件下的巷道支护具有显著优势。
四、综合治理方案设计
1 治理目标
针对袁店一井大断面软岩上山底鼓问题，治理目标设定为：有效控制底鼓变形，确保巷道断面满足使用要求；提高巷道围岩的稳定性和自承能力；减少巷道维护成本，延长巷道使用寿命。
2 治理原则
（1）因地制宜：根据巷道的具体地质条件和底鼓程度，制定针对性的治理方案。
（2）综合治理：结合锚注技术与其他辅助措施，形成多层次的支护体系。
（3）动态调整：根据治理过程中的监测数据，及时调整治理参数和措施。
3 治理措施
（1）锚杆布置优化：根据巷道断面和围岩条件，合理布置锚杆间距、长度和角度，确保锚杆能有效锚入稳定岩层。
（2）注浆材料选择：选用高强度、低粘度、快凝早强的注浆材料，如水泥-水玻璃双液浆，以提高注浆效果和施工效率。
（3）注浆工艺控制：严格控制注浆压力、注浆量和注浆时间，确保浆液充分填充围岩裂隙，形成有效的加固层。
（4）辅助措施：在锚注施工的同时，采取底板切缝、卸压槽等辅助措施，释放底板岩层的应力，减少底鼓力。
五、数值模拟与现场实践
1 数值模拟
利用有限元软件建立巷道三维数值模型，模拟不同治理方案下的巷道变形和应力分布。通过对比分析，验证锚注技术综合治理方案的有效性。
2 现场实践
在袁店一井选取典型底鼓巷道进行现场试验。按照治理方案进行锚杆布置、注浆施工和辅助措施实施。施工过程中，严格监控巷道变形和支护效果，及时调整治理参数。
六、治理效果分析
1 变形监测
通过设置变形监测点，定期测量巷道底板、两帮和顶板的位移量。治理后，巷道底鼓变形量显著减小，满足使用要求。
2 支护效果评估
通过检查锚杆的锚固力和注浆体的强度，评估支护效果。治理后，锚杆锚固力稳定，注浆体强度达到设计要求，支护体系整体稳定。
3 经济效益分析
对比治理前后的巷道维护成本和巷道使用寿命，治理后巷道维护成本显著降低，巷道使用寿命延长，经济效益显著。
七、结论与展望
1 结论
本文针对袁店一井大断面软岩上山底鼓问题，提出了一套以锚注技术为核心的综合治理方案。通过理论分析、数值模拟和现场实践验证，该方案有效控制了底鼓变形，提高了巷道围岩的稳定性和自承能力，减少了巷道维护成本，延长了巷道使用寿命。实践表明，锚注技术综合治理方案在软岩巷道底鼓治理中具有显著优势。
2 展望
未来，随着煤矿开采深度的增加和地质条件的复杂化，软岩巷道底鼓问题将更加突出。因此，需要继续深入研究软岩巷道底鼓的机理和治理技术，开发更加高效、环保的支护材料和施工工艺。同时，加强巷道监测和预警系统的建设，实现巷道变形的实时监测和预警，为巷道的安全高效生产提供有力保障。
简介：本文聚焦于袁店一井大断面软岩上山底鼓问题，通过深入分析底鼓成因，结合现场实际，提出并实施了以锚注技术为核心的综合治理方案。该方案通过优化锚杆布置、选择适宜注浆材料、控制注浆工艺及采取辅助措施，有效控制了底鼓变形，提高了巷道稳定性，降低了维护成本，延长了使用寿命。研究为类似地质条件下的软岩巷道底鼓治理提供了宝贵经验和参考。
