高强度支护技术在厚大破碎矿体中的应用.pdf

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1、SerialNo．543现代矿业总第543期July．2014M0DERNMINING2014年7月第7期高强度支护技术在厚大破碎矿体中的应用栾东朋曲炳强李典兵张文，。程立年2，，4(1．山东盛大矿业有限公司；2．中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司；3．金属矿山安全与健康国家重点实验室；4．金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心)摘要某铁矿属缓倾斜厚大矿体，且矿体破碎，受采动后地应力、涌水等不利条件影响，造成采场进路服务时间急剧缩短，采用砂浆锚杆喷锚网联合支护无法完全回采矿体。为此，提出全断面密集树脂锚杆锚喷

2、联合支护技术，极大地提高了支护体强度，使采场进路的服务年限延长至3a，取得了显著的技术效益。关键词厚大破碎矿体砂浆锚杆密集树脂锚杆全长锚固联合支护某铁矿主要由2两个成矿带、7个矿体组成。固试体施加主应力可回收矿物主要为磁铁矿，平均TFe品位为29％；o-=nN／s，(1)其次为黄铁矿、菱铁矿、赤铁矿和褐铁矿等。矿床整式中，Ⅳ为锚杆轴向力，MPa；n为锚杆数目，根；体走向NE、倾向NW，倾角约18。。为试体自由面面积，m。根据现有的地质资料，已揭露矿体有如下特点：(2)锚杆横向锚固强度。锚杆横向锚固提高了矿体岩

3、性构成复杂，顶板呈散体状，完整性和稳定性破裂面上的抗剪强度¨]，即增加了所支护岩体的黏普遍很差，并且极易受地下水侵蚀，矿石遇水表现出结强度C明显的蠕变性。C=Co+nC，(2)该矿目前使用无底柱分段崩落法。由于矿体破式中，C。为无锚杆岩体的黏结强度，MPa；c为单根碎，岩体稳定性差，并受中深孔爆破振动、地应力的锚杆提供的附加黏结强度，MPa。破坏以及矿石遇井下涌水泥化的影响，在回采生产假设巷道围岩均质，并且处于均匀的应力场中，过程中如采场暴露面积过大，或支护工序之后，则频树脂锚杆在两个方向上均匀布置。通过对树

4、脂锚杆繁出现冒顶和垮塌事故；矿体水平宽度达300m，要施以大小不等的力，得到锚杆对加固岩体塑性区范求回采进路巷道服务约3a，而伴随着采场退采生围、松动区及巷道支护表面位移的作用和影响，如表产，巷道不断出现严重变形，需进行多次返修维护，1所示。甚至二次掘进，造成回采效率低下，生产成本居高不表1锚杆锚固强度与巷道表面位移关系下，对矿山生产产生了极大的负面影响。矿山初期所采用的管缝式锚杆、砂浆锚杆等支护方式无法满足正常生产的支护要求。为此，矿山技术人员在充分调查分析井下岩体的稳固性、完整性的基础上，结合巷道服务时间

5、，自主研发了高强度支护技术，极大的提高了支护强度，取得了显著的实际效果和经济效益。1锚杆支护1．1锚杆锚固强度由表1可见，随着锚杆支护强度的提高，围岩强(1)锚杆轴向锚固强度。设锚杆轴向对巷道锚度得到强化，围岩塑性区、破碎区及巷道表面的位移减小。当围岩强度强化到一定程度，巷道围岩就能栾东朋(1978一)，男，助理工程师，261439山东省莱州市。够保持稳定。189总第543期现代矿业2014年7月第7期全断面密集树脂锚杆锚喷联合支护技术的实质就是使锚杆与围岩相互作用，组成锚固体，形成锚杆一围岩的共同承载结构j

6、，改善锚固岩体的岩石力学参数，提高锚固岩体的强度，使岩体强度，特别是岩体的峰后强度和残余强度得到强化J，充分发挥围岩的自承载能力。1．2初期砂浆锚杆喷锚网联合支护矿山建设初期，脉内进路巷道采用砂浆锚杆喷图1全断面密集树脂锚杆锚喷联合支护示意锚网联合支护，即素喷混凝土50lnm+2．5m砂浆1一主锚杆(长度2．5in)；2一加强锚杆(长度1．7m)；3一喷混凝土体弯钩锚杆(8根)+(b6mrn钢筋网++12mm双钢筋八排+二次喷射混凝土100mm，锚杆间、排距均为七排1000mlTl×1000mm。六排五排采用

7、该支护方式后，支护强度有一定程度提高，四排三排但是由于井下岩体异常破碎，且在地应力、涌水等多二排一排因素的不利影响下，巷道的服务时间远不能满足井下的采矿生产。该支护技术应用效果见表2。表2砂浆锚杆喷锚网联合支护巷道变形监测图2树脂锚杆及钢筋网安装1-1．7m树脂锚杆；2—2．5m树脂锚杆；名称最大值／mm测试天数／d平均速度／(mm／d)3一双筋条；4—66mm钢筋；5一托板顶板下沉5003016．7表3全断面密集树脂锚杆锚喷联合支护巷道变形监测两帮收缩7503O25．O上帮移出4503O15．O下帮移出38

8、03O12．7喷混凝土状况大部分混凝土出现脱皮、开裂1．3全断面密集树脂锚杆锚喷联合支护技术采用锚杆锚固力原理，通过增大锚杆加固力，达到树脂锚杆端部锚固和全长填充锚固。支护方式为：一次50mm素喷混凝土+2．5m树脂锚杆(每排强度有了很大提高，巷道的服务时间延长至3a，回9根，其中两帮6个孔各放5支药卷，顶部3个孔各采进路长度由原来砂浆锚杆喷锚网支护的80m平放4支药卷)+4,6lnm钢筋网+612