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《破碎帶軟巖大斷面巷道支護技術研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、http://www.gtjia.com破碎帶軟巖大斷面巷道支護技術研究張建沛，劉武團(西北礦冶研究院礦山工程研究所，甘肅白銀730900)摘要:根據(jù)石硐溝銀多金屬礦深部開采時主斜坡道掘進遇松軟破碎帶時的支護情況，通過對圍巖物理力學特性研究，及原有管棚鋼架支護破壞機理分析，提出了適用于該礦的鋼管帷幕法前探支護+36U型鋼+壁后注漿的支護方案，并進行了現(xiàn)場實踐，取得了預期效果。關鍵詞:深部開采;膨脹;軟巖;柔性支護;壁后注漿1引言礦產(chǎn)資源是經(jīng)濟發(fā)展和社會進步的重要物質保障，隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，對礦產(chǎn)資源需求也在逐年增加，這也使得對資源的開采開始從
2、淺部向深部過渡。開采深度的增加，使得施工井巷工程時遇到復雜地質條件的概率增大，而對松軟巖層如何支護的問題也日趨突出，尤其是在開拓過程中出現(xiàn)大斷層松軟破碎帶時，采用正常的施工方式和傳統(tǒng)的錨網(wǎng)噴+工字鋼鋼架管棚聯(lián)合支護已不能滿足安全生產(chǎn)要求，如何對松軟破碎帶軟巖巷道采取有效的支護方式，已成為制約礦山向深部安全開采的一大關鍵問題，探索有效的支護方式勢在必行。本文就結合石硐溝銀多金屬礦深部開采時主斜坡道掘進遇松軟破碎帶的支護情況，通過對圍巖物理力學特性研究，及初期采用管棚鋼架支護方式破壞的原因分析，最終確定采用鋼管帷幕法前探支護+36U型鋼+壁后注漿的支護
3、方案，經(jīng)過現(xiàn)場實踐，取得了良好的支護效果。2工程地質條件分析2．1工程概況石硐溝銀多金屬礦位于祁連造山帶西段石硐溝一帶，東起疏勒山，西起石硐山，礦區(qū)有簡易道路通魚兒紅牧場，經(jīng)魚兒紅鄉(xiāng)有鄉(xiāng)級公路通玉門市。礦區(qū)分兩期建設，一期工程于2008年開始建設并已投產(chǎn)，開拓方式采用平硐溜井。二期深部工程采用主斜坡道－豎井的開拓方式，目前正在基建階段。主斜坡道在開鑿過程中，隨著工程延伸，在主斜坡道掘深部首采中段聯(lián)絡道時，由于受斷層等地質構造影響，該段巷道，巖層節(jié)理裂隙極為發(fā)育，縱橫交錯相互切割，形成了許多弱面，巖層之間不連續(xù)面容易發(fā)生離層，巷道圍巖穩(wěn)固性極差，按原
4、設計支護方案出現(xiàn)了巷道前掘后修、修后又修的被動局面。同時由于設備運輸要求，巷道斷面較大，而且作為二期的主控工程，該巷道服務年限較長，巷道支護必須充分考慮時間因素的影響，這些都給巷道的支護增加了一定難度。2．2工程地質條件根據(jù)地勘資料及斜坡道工程實際揭露狀況來看，工程主要布置在白云母石英片巖中，該巖石裂隙發(fā)育較差，巖石完整，工程地質條件較好。但由于受切層斷裂帶的影響，部分工程需穿過斷裂破碎帶及影響帶，通過現(xiàn)場揭露巖層情況及巖樣室內試驗可知，破碎帶圍巖主要由灰黑色絹云千枚巖、硅化灰?guī)r、巖粉、膠結物等構成，節(jié)理裂隙發(fā)育，分布無規(guī)律，巖石呈松散土體狀、碎塊
5、狀和泥狀物，遇水有膨脹現(xiàn)象，具有明顯的流變特性，對巷道的穩(wěn)定影響很大。根據(jù)相關資料可知，該段巖層，吸水性較強，軟化系數(shù)低，為軟巖類型，同時巷道開挖后，如不及時封閉圍巖，巖體在強度急劇降低的同時會產(chǎn)生較大的膨脹應力，所以該巖組為典型的碎裂結構巖體，也是本次支護的重點對象。3巷道失穩(wěn)、工字鋼架破壞原因分析根據(jù)石硐溝銀多金屬礦破碎帶段工程地質條件分析可知，該段巖石屬于典型的碎裂結構膨脹型巖體，此類巖體親水性強、膨脹率高、膨脹壓力大、強度低、崩解性強，這也使得在此類巖體中開挖巷道穩(wěn)固性較差。http://www.gtjia.com掘進巷道時，開挖后的巷道圍
6、巖松動，裂隙擴大，孔隙度增加，圍巖應力場將重新分布，巷道圍巖周邊發(fā)生變形進入塑性狀態(tài)。由于開挖巷道破壞了圍巖原有的自然狀態(tài)，自有含水量和工程引起的含水量將會增加，這時膨脹圍巖將產(chǎn)生膨脹變形，如果不及時對巷道進行支護，或者選擇的支護方式不當，巷道就會引起過大的變形，最終破壞。膨脹類圍巖，開挖后變形量較大，如果采取原設計的支護方式，即開挖結束后，噴漿、架設工字鋼鋼架、再掛網(wǎng)噴漿，則因噴射混泥土終凝時，達到承力性能的時間需要十多個小時，使得混凝土和鋼架不能形成一個整體，同時工字鋼鋼架不能有效的吸收膨脹圍巖的變形能，從而使鋼架發(fā)生扭曲、變形破壞，進而導致噴
7、射混泥土開裂、脫落，嚴重時發(fā)生塌方。4巷道支護技術對策通過以上對巷道失穩(wěn)的原因分析和工字鋼支護破壞的機理分析，提出對此類圍巖支護技術對策的幾點意見:⑴超前護頂。由于破碎段圍巖的物理力學性質較差，巷道開挖后圍巖自身難以形成支撐環(huán)來維持巷道穩(wěn)定，同時該段巖石較為破碎，掉頂嚴重，必須進行超前支護，才能保證永久支護過程中的安全。超前護頂就是對不穩(wěn)固巖層頂幫進行超前加固，使得打入后的剛性材料與圍巖一起構成剛性網(wǎng)梁，具有一定的承載能力和加固作用。使得開挖后的松動圍巖頂幫在剛性網(wǎng)梁的作用下，變單向受力為雙向受力或多向受力，減少了圍巖碎脹力及圍巖與原巖的離層度，控
8、制圍巖冒落，使得永久支護在安全條件下作業(yè)。⑵適當讓壓。如前分析膨脹性巖石支護的主要對象是開挖后其破碎過程中產(chǎn)生的碎脹力，巷
