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大倾角煤层回采巷道底鼓机理及控制技术
摘要：大倾角煤层回采巷道底鼓是指在大倾角煤层回采过程中，巷道底部发生强烈的地压活动，造成煤壁和顶板持续变形破坏的现象。本文从大倾角煤层回采巷道底鼓的机理出发，分析了不同影响因素对底鼓的影响，并探讨了底鼓控制技术的研究进展和应用现状。
关键词：大倾角煤层；回采巷道；底鼓机理；控制技术
大倾角煤层是指煤层倾角大于45度的砂岩煤层，其具有煤质好、采煤厚度高、综采自动化程度高等特点，因此在我国煤炭开采中占有重要地位。然而，由于大倾角煤层地质条件复杂且应力状态不稳定，回采过程中常常出现底鼓现象，给煤矿生产造成了严重威胁。
底鼓是由于煤层回采过程中，煤壁和顶板产生失稳而引发的现象。其机理主要包括三个方面：
（1）倾斜煤体的自重应力
大倾角煤层回采时，采空区中煤壁受到来自采空区压力的作用，同时受到顶板的重力压力。当顶板破坏开始时，采空区的自重应力会增大，导致底鼓的形成。
（2）应力释放引起的煤壁变形
由于大倾角煤层回采时煤体的自重应力，煤壁受到应力释放的作用，导致煤壁发生变形。当顶板产生一定程度的破坏以后，煤壁的变形随之加剧，进而形成底鼓。
（3）剪切破坏引发的底鼓
大倾角煤层回采时，煤壁和顶板之间存在复杂的剪切作用，当顶板的破坏扩展到一定程度时，煤壁发生剪切破坏，从而引发底鼓。
巷道底鼓的形成与多种因素的综合作用相关，主要包括以下几个方面：
（1）地质条件
包括煤层厚度、煤层倾角、煤层的岩性、结构及构造变形等。其中，煤层的倾角越大，底鼓的发生越容易。
（2）采煤方式
不同的采煤方式对巷道底鼓的影响程度不同。如割缝开采、综放开采、长壁采煤等采煤方式会导致巷道底部应力集中，进而引发底鼓。
（3）支护方式
不同的支护方式对底鼓的控制效果具有一定的影响。合理的支护方式选择可以有效减少底鼓的发生。
目前，关于大倾角煤层回采巷道底鼓的控制技术研究取得了一定的进展，主要包括以下几个方面：
（1）探测技术
大倾角煤层回采巷道底鼓的发生通常具有一定的前兆，通过应力监测、变形监测等手段可以对底鼓进行预测和预警。
（2）支护技术
针对大倾角煤层回采巷道底鼓的特点和规律，研发了许多新型支护材料和支护体系，如伸缩性支架、超前支架等，在一定程度上增强了巷道底部的稳定性。
（3）注浆技术
通过注浆技术可以改变煤壁和顶板的物理力学性质，提高其稳定性，并对底鼓进行治理。
目前，底鼓控制技术已经在煤矿生产中得到了一定的应用。不同的矿区和企业根据实际情况选择不同的技术组合，取得了一定的控制效果。
大倾角煤层回采巷道底鼓的控制技术还存在一些问题和挑战，需要进一步加强研究。未来的研究方向包括巷道底部稳定性的理论研究、支护材料和体系的优化设计、底鼓预测和预警技术的改进等。
大倾角煤层回采巷道底鼓是一个复杂的工程问题，涉及多方面因素的综合作用。在底鼓控制技术的研究和应用中，需要综合考虑地质条件、采煤方式、支护方式等因素，并不断改进技术手段，提高底鼓控制效果。
参考文献：
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