二步骤采场出矿进路岔点处工字钢拱架支护的优化方案

欧阳后碧 高黎

（新疆哈巴河阿舍勒铜业股份有限公司 哈巴河 836700）

1 引言

阿舍勒铜矿深部矿体采用大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法，一步骤回采完毕后，需在充填体内做采切工程进行二步骤回采工作。由于一步骤充填体内含有残矿，在掘进到残矿堆后需要工字钢进行支护。在出矿穿脉与出矿进路岔点处，顶板暴露面积大，支护质量要求尤为严格。本文从钢拱架破坏分析入手，来提供岔点工字钢支护的优化途径。

2 工字钢拱垮塌情况介绍

通过对几个垮塌点的情况分析来看：

（1）垮塌处顶板穿过充填采场残矿堆区域，特别岔口处顶板暴露面积大，造成残矿堆不稳定。

（2）钢拱架顶梁与残矿未充分接触，残矿堆大块造成冲击压力，使钢拱架受力陡增。

（3）钢拱架未能形成联合受力，压力集中在个别拱架上。

（4）钢拱架整体稳固性不强，一处垮塌带倒多处拱架垮塌，造成连锁反应。

3 钢拱架支护的优化途径

（1）从源头控制。采场残矿尽量回收干净，有残矿堆的要在采场验收时附在实测图上，出矿穿掘进时提前拿出应对措施。

（2）充分接顶。支护时钢拱架顶梁与顶板要充分接触，不得留有空区，有空区可以采取混凝土浇灌或者填充圆木的方式。

（3）钢拱架联合受力。将顶板上的压力均匀分摊到每个拱架上，可采用大梁上架纵梁的方式将多个拱架大梁连成一个整体受力的平面，避免压力集中。

（4）提高钢拱架的整体稳固性。在施工中采取“穿靴带帽”、抱腿、斜撑、腿间连接筋和拱架间拉杆等方式来保证拱架整体性和稳固性。在特殊要求地点比如：残矿带、岔点、大跨度区域需要提高稳固性，可将此地段的钢拱架支撑腿与边帮浇灌，顶板喷浆使顶梁与顶板形成一体。

（5）提高钢拱架的承受力。在大跨度和岔点区域，提高工字钢的规格来提高拱架的承受力。

4 优化后的工字钢支护形式

4.1 施工前准备

（1）钢拱架支护前先检查开挖断面，欠挖处要补凿，巷道底板挖至硬底。这样能保证钢拱架支撑腿整获得足够的支撑力，顶梁整体受力。

（2）混凝土浇筑支撑腿，前期做好砼试块强度试验，来确定最优配合比。保证混凝土强度达到预期强度。

（3）标定中腰线，安装时候用中腰线确定拱架间距、顶梁高度等参数。

4.2 安装要求

工字钢支护在施工过程中必须严格按工艺要求施工，保证施工质量，才能确保工字钢的承受力。特别出矿进路岔点处空间跨度大、施工难度大、使用时间长，需要更高的标准来保证工字钢的承受力。

（1）岔点处大门架采用两根工30的工字钢并列，且捆扎在一起，捆扎采用32mm的螺纹钢箍筋。

（2）混凝土包腿厚度高度达到设计要求，保护层厚度要达标。避免被铲运机撞开保护层，造成支撑腿锈蚀，强度受损。

（3）工字钢的纵向连接筋必须将所有工字钢连接在一起，纵筋且密度到达强度要求。

（4）顶梁上的纵梁采用工20m工字钢，与拱架顶梁垂直排列并与之焊接一起，纵梁上部与顶板背实。

（5）支撑腿采用工30 工字钢。支撑腿上下两端必须有垫板。支撑腿上中下打三根锁脚锚杆，保证稳定性。支撑腿上端头焊接三角斜撑与顶梁连接一体。优化后的工字钢支护形式如图所示：

图1 工字钢支护形式

5 结论

二步骤回采采场出矿进路的工字钢支护既要方便人员的作业又要能承受频繁的采场爆破扰动。使用时间长，使用环境恶劣，特别岔点处由于跨度大，支护质量尤为严格。岔点处工字钢按优化后的标准进行施工，能提升工字钢的承受力和使用年限。