某松软破碎岩体采准工程支护参数优化设计

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1、某松软破碎岩体采准工程支护参数优化设计祁赟朴1,2，王洪江1,2，张连富1,2（1.北京科技大学土木与环境工程学院，北京100083；2.金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京100083）摘要：某铜矿围岩条件属松软破碎范畴，围岩吸水后强度迅速降低，其坚固性系数在3~4之间，且受冲击地压影响。现行支护方案为管缝式锚杆和T型钢拱架支护，实际生产表明其支护强度不足。针对这一问题，设计采用水力膨胀式锚杆和钢管混凝土支架两种新型的支护技术，对其沿脉巷道进行支护设计。基于悬吊理论、普氏山压理论和弹塑性支护理论，设计锚杆、支架参数，达到提高支护强度、降低支护成本的目的。关键

2、词：松软破碎，支护强度，水力膨胀式锚杆，钢管混凝土支架OptimizationonsupportparametersindevelopmentprojectregardingsoftandbrokenrockQIYunpu1,2,WANGHongjiang1,2,ZHANGLianfu1,2(1.SchoolofCivilandEnvironmentEngineering,UniversityofScienceandTechnologyBeijing,Beijing100083，China；2.StateKeyLaboratoryofHigh-efficientMin

3、ingandSafetyofMetalMines,MinistryofEducation,Beijing100083，China)Abstract:Thesurroundingrockinacoppermineisdefinedassoftandbrokenforstrengthdecreasesquicklywhenabsorbingwater.Thesoliditycoefficientofthesurroundingrockvariesfrom3to4andissignificantlyinfluencedbyrockburst.Previousoperatio

4、nhasshownthatthesupportingprogramwhereslottedboltandT-formedsteelarchwereappliedcannotefficientlysupportingdevelopmentprojects.Basedonsuspensiontheory,protodyakonov’smountainrockpressuretheoryandelasticplastictheory,anewdesignofwater-expandedboltandconcrete-filledsteeltubesupportwasprop

5、osedtoenhancethesupportingintensityofstrike-aditanddecreasethesupportingcost.Keywords:softandbroken;supportingintensity;water-expandedbolt;concrete-filledsteeltubesupport引言随着矿产开采深度的增加和地质条件渐趋复杂，受高应力的影响，软岩问题渐趋严重，研究高效而经济的软岩巷道支护方法，是目前矿山生产必须解决的问题。拜什塔木铜矿围岩松软破碎，吸水后强度迅速降低，且存在冲击地压影响。其现行的管缝式锚杆和T型

6、钢拱架联合支护方案，存在强度不足的问题。现设计使用水力膨胀式锚杆与钢管混凝土支架两种新型支护手段进行支护，使用“联合支护理论”、“松动圈理论”、“普氏山压理论”、“弹塑性支护理论”进行参数计算，在理论上对其进行支护设计。1工程背景拜什塔木铜矿属工程地质条件复杂类型。矿岩稳固性差，采场与含水层贯通的风险大，矿区处于地震多发带。矿体上盘围岩是含细粉砂泥岩，厚层状构造，下盘岩石为粉砂泥质岩，层状构造。岩层一般比较坚硬，韧性较好，但层理较发育，泥岩遇水易软化稳固性较差，易片帮坍塌。矿石体重2.11t/m3；围岩体重2.11t/m3；矿石硬度f＝3~5；松散系数1.6。矿山现行

7、的支护方案为管缝式锚杆和T型钢拱架联合支护，在实际生产中存在的问题有：地应力大，巷道侧帮、顶板构造应力、采动应力及膨胀应力高，地应力显现明显，支护的钢拱架变形明显（图1）；钢拱架提供的支护强度不足，返修率高；矿山锚杆承重约1~2t/根，管缝锚杆锚固力不足。图1地应力引起的钢拱架弯曲Fig.1ThedeformationofT-formedsteelarchcausedbygroundstress2支护设计现对沿脉单轨段巷道进行支护设计，对于软岩巷道，不适合采用单一的支护手段，需要选择一种合适的联合支护的形式。2.1初期支护选择目标巷道的围岩属于松软破