论文部分内容阅读
摘要：弱胶结软岩巷道底板岩层自身强度低、胶结程度差，遇到应力扰动易形成破碎区，而且变形持续时间长、自稳能力差。伊犁一矿主斜井随埋深底臌日益严重，底臌量最高可达1.2m左右，严重影响作业空间和掘进效率。通过矿压监测数据和现场观察，并结合地应力空间分布规律和岩石物理力学性能实测结果，确定了该矿底臌力学机理主要是物理型底臌和力学型底臌二者的复合型，在此基础上提出了适合三层煤巷道底臌的治理措施。
关键词：弱胶结；软岩巷道；底臌；力学机理；
中图分类号：N941.3
0前言
目前矿建建设逐渐向西北部地区转移，而西北部地层成岩环境差，属于典型的弱胶结软岩，位于此层位中巷道底臌现象已经成为煤矿生产中面临的一个难题[1-2]。严重的巷道底臌不仅是软岩巷道支护问题的核心之一，甚至在一些顶帮相对比较稳定的巷道中，巷道底臌问题也非常突出。大量的现场实测资料表明，在软岩巷道顶底板移近量中约有2/3？3/4是由底臌造成的。巷道底臌不仅会增大顶底板移近量，加剧巷道断面收缩，妨碍正常的运输、通行和通风，严重时还必须停产起底维修，增加了巷道的维护费用，影响矿井的正常生產[3-4]。有的巷道掘出后底臌持续长达十几年，每年都要投人大量的人力、物力、财力用于巷道的卧底工作，而且始终不能从根本上解决问题。同时，底板失稳还会影响到巷道两帮及顶板的稳定，底臌的持续发展不仅造成底板岩石进一步松动破坏，还会加剧顶板下沉和两帮变形，形成恶性循环，引起支护体系发生整体破坏，危及矿井安全生产[5-6]。
1工程地质概况
伊犁一矿三层煤巷道属于全煤巷道，煤层厚度平均为12.35m，巷道设计总长度为2156.336m，煤层基本顶为粉砂岩，岩性为灰色、松散、质软；直接顶为泥岩、细砂岩，岩性为灰色、松散、质软；由东向西逐渐变为细砂岩。直接底和老底均为泥岩，其岩性为灰色、质软、层理较发育、手掰即碎、中下部为泥质细砂岩。室内实验表明：三层煤单轴抗压强度6.22MPa，抗拉强度0.21 Mpa，内粘聚力为0.84Mpa，内摩擦角约为32？，由此可知，巷道围岩力学特性差，自稳能力低，并且随着埋深自重应力不断增加，在水平应力和自重应力作用下，底板底臌现象不断加剧，造成皮带支架上抬、水沟鼓裂。
2底臌因素分析
通常引起底鼓的因素很多，其中影响最大的是底板围岩性态和岩层应力，其次是水理作用，同时支护阻力和巷道断面形状这两个工程因素对底鼓量的大小也有重要的影响。
（1）围岩性态
三层煤巷道顶底板围岩为煤，有些许夹矸，夹矸为泥岩或者粉质泥岩，层状结构，层间胶结性弱，受巷道掘进影响后围岩应力升高，岩石破裂，围岩层状结构成为碎裂结构，抗压强度低，抗剪能力更弱，对巷道变形和严重底臌起着决定性的作用。围岩的变形不仅表现出弹性和塑性，而且也具有流变性质，在维护过程中巷道底鼓量随着时间延长而不断增加，说明该巷道围岩具有很强的流变性。
（2）地质构造和围岩应力
井田内地表无岩浆岩出露，钻孔亦未揭露岩浆岩，构造活动较弱，总体为向北缓倾的单斜构造，沿走向发育一系列宽缓的背向斜构造。地应力实测显示最大主应力为最大水平应力。而巷道发生底臌时需要具备两个条件：岩层性态是巷道底鼓的充分条件，岩层应力则为底鼓的必要条件，只有当岩层应力与岩层性态满足一定条件时才会底鼓，而且岩层应力越大，底鼓越严重。因此，三层煤巷道底板底臌随着埋深增加愈来愈严重。
（3）水理作用
三层煤巷道工作面开挖后底板往往积水，而底板往往含软弱夹层，通常为水的存在使得底鼓更加严重，主要表现在三个方面：
①底板含水会减小岩层节理以及节理与裂隙间的摩擦力，形成岩层滑移面，致使致密岩层分成薄层，岩体结构变松散，岩体强度较弱，在地层应力作用下，底板易发生底臌。
②岩体一般都具有一定的吸水率，长期接触水后会加速岩石的软化度，降低岩层的强度。实验表明：粘土页岩饱含水时，单向抗压强度会降低62%～85%；花岗岩饱含水时，单向抗压强度会降低3%～5%；由于水的影响，使底板松软和裂隙发育的变形速度较无水时增加6倍以上。
③巷道底板出现泥岩等夹矸时，通常含有蒙脱石、高岭石、伊利石等膨胀性粘土矿物时，由于浸水而会发生岩层泥化、崩解、破裂现象，降低岩体强度，最终导致底板岩层的碎胀和膨胀性破坏。
（4）支护强度
出于对巷道掘进效率和施工方便的考虑，三层煤巷道底板松狮处于长期的暴露状态，底板的加固和封闭远远滞后顶板和两帮的支护，因此底板在岩层应力作用下变形持续时间长，自稳能力差，通常需要卧底后才能浇筑硬化路面。
3巷道底臌的类型和机理
由于巷道所处的地质条件、底板围岩性质和应力状态的差异，底板岩层向临空面鼓起的机理和方式也不尽相同，根据三层煤巷道底板岩性变化情况，并结合地应力分布规律，通过现场监测得出三层煤巷道底板变形机理为物理型底臌与力学型底臌复合而成的。
（1）埋深逐渐增加，应力较大。地应力实测显示水平应力大于垂直应力，根据最大水平应力理论可知，水平应力作用于巷道顶底板，垂直应力作用于巷道两帮。实测最大水平应力已经超过底板泥岩强度，这还不考虑较高的垂直应力向两帮转移后在两帮形成的应力集中区的压模效应引起的附加水平应力。这两部分水平应力的叠加在水平方向（指与巷道底板层面平行的方向）形成了强大的载荷作用在底板岩层上，这对无任何支护的煤层或者含夹矸煤层底板势必造成非常大的挤压破坏，造成底臌现象。
（2）底板岩性差。根据岩石物理力学实验实测结果以及现场钻孔观察可知，三层煤巷道底板煤层强度低，交接成都差导致底板煤层受综掘机采动后容易形成浅部破碎区，因此，巷道掘出一段时间后，随着该岩层强度的逐步降低，在水平方向的强大载荷作用下，便会发生变形破坏，这是形成底臌的第二个原因。 （3）受水理作用影响。三层煤巷道局部地段底板揭露泥岩等软弱夹矸层，夹矸本身强度低，在高水平应力作用下极易破坏，其次泥岩类夹矸具有遇水膨胀、泥化的特性，而工作面开挖后往往由于施工用水的作用增加了巷道底臌的破坏，而且伴随底臌的发生，底板岩层在應力作用下发生扩容后，导致体积膨胀，必然引起岩石孔隙率、含水量等参数的变化，使得水更容易进入底板岩体内部，引起更大程度的膨胀和软化。同时，底板岩层遇水后发生膨胀和软化，进一步降低了岩石的强度，使其在较小的应力作用下就会再次发生剪切扩容。如此以来，软岩扩容、膨胀及软化相互作用，使底板岩层强度受到更大程度的劣化，松动程度进一步加大，破坏范围不断扩展，该过程循环发展，造成巷道底臌的持续发展，形成恶性循环，只要不治理，底臌就会持续下去，即使对顶帮进行维护维修，底臌也仍会以自己的方式和规律持续发展、加剧。
（4）巷道底板支护强度不够。按现有的支护设计，三层煤巷道底板处于敞开不支护状态，巷道开挖使得原来作用在底板岩层上的垂直应力卸载，底板岩层失去垂直方向上的约束围压，受力状态由三维受力变为二维受力，原有的应力平衡状态被打破，出现应力偏量而形成变形破坏的内在动力；开挖形成的自由面又为岩层变形提供了必要条件，所以，底板岩层必然会产生变形；另一方面，由于三层煤埋深逐渐增加，垂直应力比较高，巷道开挖后，垂直应力向两帮转移导致的应力升高区的压模效应会非常显著，这种压模效应势必引起很高的附加水平应力，附加水平应力与原始水平应力迭加起来，从而会引起底板岩层应力偏量的进一步增加，当应力偏量超过岩层的屈服强度时，就会产生变形破坏
4底臌治理加固技术
通常治理巷道底臌的方法可概括为四类，即：卧底（也称起底、落底）法、支护加固法、卸压法及联合法。卸压法主要通过切缝等一些方法使原来连续的岩体处于不连续状态，使底板岩体处于应力降低区，从而保持底板的稳定，它比较适用于控制高地应力引起的巷道底臌，但是由于软岩巷道底板本身强度低，泄压法治理底臌支护进一步削弱底板的稳定性，加速底板岩层破碎区层层剥进，而且更容易受到水的冲刷作用而是底板孔裂隙增大，加速底板的强度、完整性的丧失，最终形成恶性寻坏并加速底板的失稳，因此在软岩巷道不适合采用泄压法缓解底板底臌现象，而且三层煤巷道掘进位于临界软化深度以下，围岩全面进入塑性状态，尤其以底板底臌为巷道变形的主要表现形式，因此对于伊犁一矿三层煤巷道底臌治理应该采用卧底释放应力或者补强加固技术来改善底板的稳定性。
（1）卧底法。通常三层煤巷道掘进后底板不采取任何支护措施，而是任由底板向临空面鼓起，这个过程是应力释放的过程，而且当底板变形速率处于等速蠕变阶段时进行卧底，可以暂时的满足巷道净断面尺寸的要求，但是卧底不仅会降低底板的强度和整体性，而且还加速水对底板的物理化学作用。很显然，卧底只是一种消极的应对措施。在具有强烈底臌趋势的软岩巷道中，往往需要多次卧底修复，卧底工程量大，需要投入大量的人力物力，而且多次卧底后还可能影响到两帮及顶板的稳定性，因为松软破碎的巷道围岩在多次翻修扰动后会更加松软破碎。从这个意义上说，卧底仅仅是一种底板底臌处理的应急措施，难以从根本上达到治理底臌的目的，因此，在很多情况下，卧底是作为一种不得已而为之的权宜之计，多数巷道在设计上不能按“鼓了就挖”来考虑。当对底臌的规律性、底臌机理及围岩工程性质有了较全面的了解时，永久的治理方案应以主动的防治或控制底臌为出发点，即采取措施将底臌量减少到最低限度，减少以后清底的工作（工程）量。
（2）支护加固法。支护加固法就是对巷道底板岩层进行支护或改善其强度，从而提高底板岩层的稳定性，减小底臌量。支护加固法控制底鼓包括打底板锚杆、打底板锚索、底板注浆及封闭式支架、混凝土反底拱等形式。
①打底板锚杆对巷道底板围岩有良好的控制效果。可以通过锚杆将软弱底板岩层与其下部稳定岩层连接起来，抑制因软弱岩层扩容、膨胀引起的裂隙张开及新裂隙的产生，阻止软弱岩层向上鼓起；而且当底板为层状岩体时，底板锚杆可以把多个岩层连接在一起成为组合梁，增强组合梁极限抗弯强度。同时还能够增加岩层抗挠曲褶皱能力和岩层之间的抗剪切能力，相当于在巷道底板中安设了底梁，起到承受弯矩的作用，并且随着围岩的变形，锚杆能及时提供支护阻力，又可较好地适应围岩的变形量和变形方式。
底板锚杆能否有效地控制软岩巷道底臌，主要取决于底板岩层性质和底臌的类型。底板锚杆一般适用于完整性较好且有一定强度的层状岩层，当底板为破碎岩体时，锚杆仍然能够对围岩施加预应力，从而有利于提高岩体的承载能力和减小底板的破碎程度，但不能从根本上防治破碎岩体巷道底臌。
②底板注浆就是通过对巷道底板泵注水泥砂浆，使浆液渗透到底板岩层裂隙之间，浆液凝固后可以将已破碎岩层重新粘结起来，提高了岩体的内聚力和摩擦力，在巷道底板中形成一个强度比加固以前有明显提高的整体结构，其承受载荷和抵抗变形的能力都会得到提高，能够对下部岩层向上鼓起到抑制作用。底板注浆适用于加固比较破碎的底板岩层，其使用条件是底板岩层最终破坏深度以上的岩层为松散状，其实际效果与底板岩性、破碎程度、注浆材料、注浆压力、注浆深度以及注浆时机等因素有关，底板注浆虽然对底板的完整性要求不高，但施工工艺复杂、技术含量高、相关参数不易准确掌握，一般在经过卧底后实施注浆才能起到减小底臌量的作用。
③封闭式支架的底梁可给底板岩层施加压力，改变底板岩层的应力状态，提高围岩的抗压强度，并同时增加支架的稳定性，从而阻止底板岩层向巷道内位移。封闭式支架虽然是一种较好的支护形式，具有抗压性能好、静态承载能力大等特点，但不能充分发挥围岩的自承载能力，难以实现主动及时支护；并且由于支架允许变形量较小，往往不能适应围岩的变形，特别是对非对称、非均匀变形的适应性较差，支架在受压变形的同时，围岩膨胀压力一直处于上升状态，此时，支架便难以维持巷道的稳定，仍会发生底臌，而底臌以及底臌后起底对支架稳定性和承载特性的影响较大。
④混凝土反底拱是一种适用于永久性巷道的底板支护措施。在巷道底板上先按预定深度和形状挖出坑槽，再浇注混凝土使之成为反拱。它的优点是作用于底板的支护阻力较高且较均匀。
5结论
（1）岩层应力是造成底板底臌的直接原因，在巷道掘进中应该避开最大水平主应力，降低巷道周边的应力集中程度。
（2）巷道底板不适宜长期处于暴露状态，应该底板处于等速蠕变阶段及时封闭底板，防止地板，尤其是当底板岩层分层较薄时，容易在层理面处发生变形不连续，发生断裂型底臌。
（3）软岩巷道底板岩层强度低，不适合采取泄压措施来降低底板的应力集中程度，而应该通过补强加固技术来增强底板稳定性。
参考文献：
[1] 姜耀东， 陆士良. 巷道底臌机理的研究[J]. 煤炭学报， 1994， 19（4）： 345-351
[2] 王洪亮， 王晋飞. 巷道破坏机理与支护形式的选择[J]. 煤炭科技， 2003， 22（12）：47-49
[3] 黄胜， 刘巍， 于驰. 浅谈巷道底鼓的防治措施[J]. 矿业工程， 2006， 4（5）：27-29
[4] 何满潮， 景海河， 孙晓明. 软岩工程力学[M]. 北京： 科学出版社， 2002： 21–24.
[5] 何满潮， 邹正盛， 邹友峰. 软岩巷道工程概论[M]. 北京： 中国矿业大学出版社， 1993： 8–11
[6] 刘泉声， 肖虎， 卢兴利， 等. 高地应力破碎软岩巷道底膨特性及综合控制对策研究[J]. 岩土力学， 2012， 33（6）： 1703-1710
关键词：弱胶结；软岩巷道；底臌；力学机理；
中图分类号：N941.3
0前言
目前矿建建设逐渐向西北部地区转移，而西北部地层成岩环境差，属于典型的弱胶结软岩，位于此层位中巷道底臌现象已经成为煤矿生产中面临的一个难题[1-2]。严重的巷道底臌不仅是软岩巷道支护问题的核心之一，甚至在一些顶帮相对比较稳定的巷道中，巷道底臌问题也非常突出。大量的现场实测资料表明，在软岩巷道顶底板移近量中约有2/3？3/4是由底臌造成的。巷道底臌不仅会增大顶底板移近量，加剧巷道断面收缩，妨碍正常的运输、通行和通风，严重时还必须停产起底维修，增加了巷道的维护费用，影响矿井的正常生產[3-4]。有的巷道掘出后底臌持续长达十几年，每年都要投人大量的人力、物力、财力用于巷道的卧底工作，而且始终不能从根本上解决问题。同时，底板失稳还会影响到巷道两帮及顶板的稳定，底臌的持续发展不仅造成底板岩石进一步松动破坏，还会加剧顶板下沉和两帮变形，形成恶性循环，引起支护体系发生整体破坏，危及矿井安全生产[5-6]。
1工程地质概况
伊犁一矿三层煤巷道属于全煤巷道，煤层厚度平均为12.35m，巷道设计总长度为2156.336m，煤层基本顶为粉砂岩，岩性为灰色、松散、质软；直接顶为泥岩、细砂岩，岩性为灰色、松散、质软；由东向西逐渐变为细砂岩。直接底和老底均为泥岩，其岩性为灰色、质软、层理较发育、手掰即碎、中下部为泥质细砂岩。室内实验表明：三层煤单轴抗压强度6.22MPa，抗拉强度0.21 Mpa，内粘聚力为0.84Mpa，内摩擦角约为32？，由此可知，巷道围岩力学特性差，自稳能力低，并且随着埋深自重应力不断增加，在水平应力和自重应力作用下，底板底臌现象不断加剧，造成皮带支架上抬、水沟鼓裂。
2底臌因素分析
通常引起底鼓的因素很多，其中影响最大的是底板围岩性态和岩层应力，其次是水理作用，同时支护阻力和巷道断面形状这两个工程因素对底鼓量的大小也有重要的影响。
（1）围岩性态
三层煤巷道顶底板围岩为煤，有些许夹矸，夹矸为泥岩或者粉质泥岩，层状结构，层间胶结性弱，受巷道掘进影响后围岩应力升高，岩石破裂，围岩层状结构成为碎裂结构，抗压强度低，抗剪能力更弱，对巷道变形和严重底臌起着决定性的作用。围岩的变形不仅表现出弹性和塑性，而且也具有流变性质，在维护过程中巷道底鼓量随着时间延长而不断增加，说明该巷道围岩具有很强的流变性。
（2）地质构造和围岩应力
井田内地表无岩浆岩出露，钻孔亦未揭露岩浆岩，构造活动较弱，总体为向北缓倾的单斜构造，沿走向发育一系列宽缓的背向斜构造。地应力实测显示最大主应力为最大水平应力。而巷道发生底臌时需要具备两个条件：岩层性态是巷道底鼓的充分条件，岩层应力则为底鼓的必要条件，只有当岩层应力与岩层性态满足一定条件时才会底鼓，而且岩层应力越大，底鼓越严重。因此，三层煤巷道底板底臌随着埋深增加愈来愈严重。
（3）水理作用
三层煤巷道工作面开挖后底板往往积水，而底板往往含软弱夹层，通常为水的存在使得底鼓更加严重，主要表现在三个方面：
①底板含水会减小岩层节理以及节理与裂隙间的摩擦力，形成岩层滑移面，致使致密岩层分成薄层，岩体结构变松散，岩体强度较弱，在地层应力作用下，底板易发生底臌。
②岩体一般都具有一定的吸水率，长期接触水后会加速岩石的软化度，降低岩层的强度。实验表明：粘土页岩饱含水时，单向抗压强度会降低62%～85%；花岗岩饱含水时，单向抗压强度会降低3%～5%；由于水的影响，使底板松软和裂隙发育的变形速度较无水时增加6倍以上。
③巷道底板出现泥岩等夹矸时，通常含有蒙脱石、高岭石、伊利石等膨胀性粘土矿物时，由于浸水而会发生岩层泥化、崩解、破裂现象，降低岩体强度，最终导致底板岩层的碎胀和膨胀性破坏。
（4）支护强度
出于对巷道掘进效率和施工方便的考虑，三层煤巷道底板松狮处于长期的暴露状态，底板的加固和封闭远远滞后顶板和两帮的支护，因此底板在岩层应力作用下变形持续时间长，自稳能力差，通常需要卧底后才能浇筑硬化路面。
3巷道底臌的类型和机理
由于巷道所处的地质条件、底板围岩性质和应力状态的差异，底板岩层向临空面鼓起的机理和方式也不尽相同，根据三层煤巷道底板岩性变化情况，并结合地应力分布规律，通过现场监测得出三层煤巷道底板变形机理为物理型底臌与力学型底臌复合而成的。
（1）埋深逐渐增加，应力较大。地应力实测显示水平应力大于垂直应力，根据最大水平应力理论可知，水平应力作用于巷道顶底板，垂直应力作用于巷道两帮。实测最大水平应力已经超过底板泥岩强度，这还不考虑较高的垂直应力向两帮转移后在两帮形成的应力集中区的压模效应引起的附加水平应力。这两部分水平应力的叠加在水平方向（指与巷道底板层面平行的方向）形成了强大的载荷作用在底板岩层上，这对无任何支护的煤层或者含夹矸煤层底板势必造成非常大的挤压破坏，造成底臌现象。
（2）底板岩性差。根据岩石物理力学实验实测结果以及现场钻孔观察可知，三层煤巷道底板煤层强度低，交接成都差导致底板煤层受综掘机采动后容易形成浅部破碎区，因此，巷道掘出一段时间后，随着该岩层强度的逐步降低，在水平方向的强大载荷作用下，便会发生变形破坏，这是形成底臌的第二个原因。 （3）受水理作用影响。三层煤巷道局部地段底板揭露泥岩等软弱夹矸层，夹矸本身强度低，在高水平应力作用下极易破坏，其次泥岩类夹矸具有遇水膨胀、泥化的特性，而工作面开挖后往往由于施工用水的作用增加了巷道底臌的破坏，而且伴随底臌的发生，底板岩层在應力作用下发生扩容后，导致体积膨胀，必然引起岩石孔隙率、含水量等参数的变化，使得水更容易进入底板岩体内部，引起更大程度的膨胀和软化。同时，底板岩层遇水后发生膨胀和软化，进一步降低了岩石的强度，使其在较小的应力作用下就会再次发生剪切扩容。如此以来，软岩扩容、膨胀及软化相互作用，使底板岩层强度受到更大程度的劣化，松动程度进一步加大，破坏范围不断扩展，该过程循环发展，造成巷道底臌的持续发展，形成恶性循环，只要不治理，底臌就会持续下去，即使对顶帮进行维护维修，底臌也仍会以自己的方式和规律持续发展、加剧。
（4）巷道底板支护强度不够。按现有的支护设计，三层煤巷道底板处于敞开不支护状态，巷道开挖使得原来作用在底板岩层上的垂直应力卸载，底板岩层失去垂直方向上的约束围压，受力状态由三维受力变为二维受力，原有的应力平衡状态被打破，出现应力偏量而形成变形破坏的内在动力；开挖形成的自由面又为岩层变形提供了必要条件，所以，底板岩层必然会产生变形；另一方面，由于三层煤埋深逐渐增加，垂直应力比较高，巷道开挖后，垂直应力向两帮转移导致的应力升高区的压模效应会非常显著，这种压模效应势必引起很高的附加水平应力，附加水平应力与原始水平应力迭加起来，从而会引起底板岩层应力偏量的进一步增加，当应力偏量超过岩层的屈服强度时，就会产生变形破坏
4底臌治理加固技术
通常治理巷道底臌的方法可概括为四类，即：卧底（也称起底、落底）法、支护加固法、卸压法及联合法。卸压法主要通过切缝等一些方法使原来连续的岩体处于不连续状态，使底板岩体处于应力降低区，从而保持底板的稳定，它比较适用于控制高地应力引起的巷道底臌，但是由于软岩巷道底板本身强度低，泄压法治理底臌支护进一步削弱底板的稳定性，加速底板岩层破碎区层层剥进，而且更容易受到水的冲刷作用而是底板孔裂隙增大，加速底板的强度、完整性的丧失，最终形成恶性寻坏并加速底板的失稳，因此在软岩巷道不适合采用泄压法缓解底板底臌现象，而且三层煤巷道掘进位于临界软化深度以下，围岩全面进入塑性状态，尤其以底板底臌为巷道变形的主要表现形式，因此对于伊犁一矿三层煤巷道底臌治理应该采用卧底释放应力或者补强加固技术来改善底板的稳定性。
（1）卧底法。通常三层煤巷道掘进后底板不采取任何支护措施，而是任由底板向临空面鼓起，这个过程是应力释放的过程，而且当底板变形速率处于等速蠕变阶段时进行卧底，可以暂时的满足巷道净断面尺寸的要求，但是卧底不仅会降低底板的强度和整体性，而且还加速水对底板的物理化学作用。很显然，卧底只是一种消极的应对措施。在具有强烈底臌趋势的软岩巷道中，往往需要多次卧底修复，卧底工程量大，需要投入大量的人力物力，而且多次卧底后还可能影响到两帮及顶板的稳定性，因为松软破碎的巷道围岩在多次翻修扰动后会更加松软破碎。从这个意义上说，卧底仅仅是一种底板底臌处理的应急措施，难以从根本上达到治理底臌的目的，因此，在很多情况下，卧底是作为一种不得已而为之的权宜之计，多数巷道在设计上不能按“鼓了就挖”来考虑。当对底臌的规律性、底臌机理及围岩工程性质有了较全面的了解时，永久的治理方案应以主动的防治或控制底臌为出发点，即采取措施将底臌量减少到最低限度，减少以后清底的工作（工程）量。
（2）支护加固法。支护加固法就是对巷道底板岩层进行支护或改善其强度，从而提高底板岩层的稳定性，减小底臌量。支护加固法控制底鼓包括打底板锚杆、打底板锚索、底板注浆及封闭式支架、混凝土反底拱等形式。
①打底板锚杆对巷道底板围岩有良好的控制效果。可以通过锚杆将软弱底板岩层与其下部稳定岩层连接起来，抑制因软弱岩层扩容、膨胀引起的裂隙张开及新裂隙的产生，阻止软弱岩层向上鼓起；而且当底板为层状岩体时，底板锚杆可以把多个岩层连接在一起成为组合梁，增强组合梁极限抗弯强度。同时还能够增加岩层抗挠曲褶皱能力和岩层之间的抗剪切能力，相当于在巷道底板中安设了底梁，起到承受弯矩的作用，并且随着围岩的变形，锚杆能及时提供支护阻力，又可较好地适应围岩的变形量和变形方式。
底板锚杆能否有效地控制软岩巷道底臌，主要取决于底板岩层性质和底臌的类型。底板锚杆一般适用于完整性较好且有一定强度的层状岩层，当底板为破碎岩体时，锚杆仍然能够对围岩施加预应力，从而有利于提高岩体的承载能力和减小底板的破碎程度，但不能从根本上防治破碎岩体巷道底臌。
②底板注浆就是通过对巷道底板泵注水泥砂浆，使浆液渗透到底板岩层裂隙之间，浆液凝固后可以将已破碎岩层重新粘结起来，提高了岩体的内聚力和摩擦力，在巷道底板中形成一个强度比加固以前有明显提高的整体结构，其承受载荷和抵抗变形的能力都会得到提高，能够对下部岩层向上鼓起到抑制作用。底板注浆适用于加固比较破碎的底板岩层，其使用条件是底板岩层最终破坏深度以上的岩层为松散状，其实际效果与底板岩性、破碎程度、注浆材料、注浆压力、注浆深度以及注浆时机等因素有关，底板注浆虽然对底板的完整性要求不高，但施工工艺复杂、技术含量高、相关参数不易准确掌握，一般在经过卧底后实施注浆才能起到减小底臌量的作用。
③封闭式支架的底梁可给底板岩层施加压力，改变底板岩层的应力状态，提高围岩的抗压强度，并同时增加支架的稳定性，从而阻止底板岩层向巷道内位移。封闭式支架虽然是一种较好的支护形式，具有抗压性能好、静态承载能力大等特点，但不能充分发挥围岩的自承载能力，难以实现主动及时支护；并且由于支架允许变形量较小，往往不能适应围岩的变形，特别是对非对称、非均匀变形的适应性较差，支架在受压变形的同时，围岩膨胀压力一直处于上升状态，此时，支架便难以维持巷道的稳定，仍会发生底臌，而底臌以及底臌后起底对支架稳定性和承载特性的影响较大。
④混凝土反底拱是一种适用于永久性巷道的底板支护措施。在巷道底板上先按预定深度和形状挖出坑槽，再浇注混凝土使之成为反拱。它的优点是作用于底板的支护阻力较高且较均匀。
5结论
（1）岩层应力是造成底板底臌的直接原因，在巷道掘进中应该避开最大水平主应力，降低巷道周边的应力集中程度。
（2）巷道底板不适宜长期处于暴露状态，应该底板处于等速蠕变阶段及时封闭底板，防止地板，尤其是当底板岩层分层较薄时，容易在层理面处发生变形不连续，发生断裂型底臌。
（3）软岩巷道底板岩层强度低，不适合采取泄压措施来降低底板的应力集中程度，而应该通过补强加固技术来增强底板稳定性。
参考文献：
[1] 姜耀东， 陆士良. 巷道底臌机理的研究[J]. 煤炭学报， 1994， 19（4）： 345-351
[2] 王洪亮， 王晋飞. 巷道破坏机理与支护形式的选择[J]. 煤炭科技， 2003， 22（12）：47-49
[3] 黄胜， 刘巍， 于驰. 浅谈巷道底鼓的防治措施[J]. 矿业工程， 2006， 4（5）：27-29
[4] 何满潮， 景海河， 孙晓明. 软岩工程力学[M]. 北京： 科学出版社， 2002： 21–24.
[5] 何满潮， 邹正盛， 邹友峰. 软岩巷道工程概论[M]. 北京： 中国矿业大学出版社， 1993： 8–11
[6] 刘泉声， 肖虎， 卢兴利， 等. 高地应力破碎软岩巷道底膨特性及综合控制对策研究[J]. 岩土力学， 2012， 33（6）： 1703-1710