会理锌矿的巷道支护技术

吴英杰,赖 伟,陈 明

(1.四川会理铅锌股份有限公司, 四川西昌市 6151045;2.长沙矿山研究院有限责任公司,湖南长沙 410012)

会理锌矿的巷道支护技术

吴英杰1,赖 伟2,陈 明1

(1.四川会理铅锌股份有限公司, 四川西昌市 6151045;2.长沙矿山研究院有限责任公司,湖南长沙 410012)

会理锌矿采取有底柱分段崩落法进行采矿,由于回采后,出矿时间长,二次爆破频繁,底柱破坏严重,而且底柱回收不及时,所以再回收底柱及残余矿体时矿体基本成散体状,另外矿山的老坑多,巷道掘进常发生大面的陷落,造成难于成巷。会理锌矿在多年的实践中,采取了多种支护方式,支护结构稳定,从而安全并最大限度地回收了矿体,为矿山创造了巨大效益。

支护方式;短掘短支;超前支护;残矿回收

0 前 言

会理锌矿天宝山矿区是会理铅锌股份有限公司一个重要供矿矿山,矿岩主要是硅质白云岩、条带状白云岩、辉绿岩,围岩中等稳固,局部不稳固,矿石f系数为8～10,矿体节理裂隙极其发育,采场渗透水较大,而辉绿岩遇水易崩解,岩体从中等稳固到不稳固。采用有底柱分段崩落法回采,回采的过程中留设有大量矿柱。采场崩矿大块多,卡斗悬顶多,二次爆破频繁,对底柱的损害大,而且又没有及时回收,所以底柱极为破碎,回采困难。另外矿山老坑多,巷道掘进常常发生大面的陷落,造成巷道掘进困难。在综合考虑以上情况后,矿山开展了技术研究,采取短掘短支,超前支护的方式,解决了上述问题,矿山大量的矿柱得到有效回收。

1 电耙道支护

会理锌矿天宝山矿采用有底柱分段崩落法采矿,阶段高50 m左右,分段高10 m左右。爆破时先爆破上两个分段,然后爆破形成底部结构,最后爆破下两个分段,爆破对底部结构的损坏极大。另一方面,爆破后矿石块度不均匀,大块多,卡斗悬顶多,所以底部结构必须有一定的强度和柔度,矿山以前采用钢筋混凝土支护,但是到大量放矿时,电耙巷道常发生垮塌,造成矿石放不出来的现象。后来,电耙底部结构改用锚喷网加钢筋混凝土支护形式,如图1所示,先进行喷锚网支护,等巷道围岩压力分布均匀后再进行钢筋混凝土支护。支护改变后,电耙巷道基本没有垮塌。此外,还采用了钢支架+钢筋混凝土的支护方式,见图2。

图1 锚喷混凝土支护

图2 钢架混凝土支护

在掘进进入极破碎岩层或者老坑覆顶等地段时,采用钢支架+超前支护+钢筋混凝土的联合支护。如图3所示,用4 m长的轨道钢从钢支护梁上进行超前支护,支护后能够安全地掘进和成巷。巷道掘进完成以后采用钢筋混凝土进行联合支护。由于电耙道受多次采动影响,设计钢筋混凝土标号为300#,其弹性模量为3×104MPa,其标准强度为22 MPa,水泥选取普通425硅酸盐水泥。

图3 轨道钢架超前支护

混凝土浇好后,在养护的同时,对钢支护和钢筋混凝土支护间隙进行充填支护,混凝土养护时间应不少于28 d。通过采用上述支护方式后,电耙巷道掘进的安全性和可行性都相应提高,成巷后生产中没发生过垮塌现象。

2 凿岩巷道支护

凿岩巷道由于使用时间短,根据现场情况,以前采用钢轨及口字钢支护、密集木支护等方式。但是由于采用这种支护,爆破后部分支护未炸碎容易形成架空层,影响放矿效果,并且容易造成悬顶事故。根据现场的经验,会理锌矿现采取在凿岩巷道内进行喷射混凝土支护,破碎地区采取喷锚网支护,支护后能够保证安全生产,而且能够扩大巷道断面利用率,满足YG-90机的操作空间要求。

3 残余矿体回收巷道支护

矿山前期采矿留下了大量的矿柱和边角矿体没有回收,但是由于地压活动以及其他采场爆破的影响,该部分矿体极为破碎,多数矿体在散体的覆压下,掘进成巷较难。综合考虑采用短掘短支的超前支护方式进行巷道掘进,采用该种方案后,掘进基本没有发生过大的垮塌,使得残矿体得以安全回收。

4 支护中存在的问题及解决措施

地压大,支护时钢支架和轨道钢由于脱焊原因容易变形,常导致支架倾倒,造成巷道掘进困难,施工时应严格要求焊接质量。在松散体中掘进时,若掘进长度过大时,上部散体急速下塌,造成巷道上部形成巨大空洞,巷道无法掘进,掘进时应根据现场条件及时调整掘进长度。进行混凝土浇灌时,若接顶不到位,造成受力不均,浇灌时应严格控制振捣时间,保证接顶质量。

5 总 结

大量的现场实践证明,采用上述支护方式能够有效解决矿山存在的问题。采用喷锚网加钢筋混凝土支护方式有效地解决了采场电耙道的支护问题,减少了矿山后期电耙道维护工程量。采用短掘短支的方式使得大量残余矿体回收成为可能,2009～2011年,矿山分别回收残矿86093,103037,84302 t,创造了巨大的经济效益。

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2012-03-07)

吴英杰(1984-),男,四川新津县人,助理工程师,从事矿山开采及现场管理工作。