四种锚杆的现场试验和工程应用.pdf

一 佃 1P 』3 ． ￡ 四种锚杆的现场试验和工程应用 马鞍山矿山研究院 【 摘要1 总结了砂浆锚 杆、快硬永记 卷链杆、管 缝镝 杆和长锚索 在武钢盒山 店铁矿几 种矿岩条 兰 育 憷 戳 关 键 词 堂。 焦 旦 毽 望 堕 墼 一 工 年 室 ／ f 武钢金山店铁矿工程地质条件复杂、矿 岩稳定性差、采矿技术条件恶劣，是全国难 采矿山之一。该矿需要支护的巷道达7 0 ％以 上。曾经使用过砂浆锚杆、管缝锚杆和长锚 索进行巷道支护，现场试验过快硬水泥卷锚 杆支护。为了进一步掌握这四种锚杆在该矿 矿岩巷道中的锚固性能，选择了合理的锚固 参数，在现场进行了不同岩性、不同龄期条 件下的锚杆拉拔试验，以便为工程应用提供 依据。 1 矿岩工程地质条件 该矿矿岩的物理力学性质见表 1 。矿体 的上盘围岩为角页岩、矽卡岩和闪长玢岩， 下盘围岩为石英闪长岩、矽卡岩和大理岩。 矿体为急倾斜，采用无底柱分段崩落法和自 然崩落法开采。粉矿在矿体中主 要 靠 近 上 盘，块矿主要靠近下盘。粉矿和块矿接触带 处有大量的闪长玢岩和矽卡岩穿插。且有断 裂破碎带在此处出现，使接触带巷道稳定性 极差。粉矿是一种由块矿通过地下水的淋滤 作用演变而成的特殊矿石。根据粉矿性质和 颗粒组成，按着土力学的分类，可把粉矿划 分为砂土或极细砂土类，粉矿矿量占全矿矿 量的4 O 以上，粉矿巷道的稳定性极差，掘 进和支护的难度很大，如何合理地选择粉矿 裹1 矿岩的物理力学性质 的爆破效果，它具有循环落矿量大、矿石破 碎块度均匀、减少了二次破碎量、提高了出 矿率、消除了多次点火的不安全性等优点。 合理微差间隔时间的多排孔微差爆破可以减 少爆破时爆轰波对采场上下盘同岩的松动作 用，从而降低采场矿石贫化率。在上向分层 充填法中应用微差爆破技术获得了均匀的矿 石块度，为在充填法中应用直径 l m左右 的 小型钢溜井出矿提供了可靠保证。 一 4 一 有色 矿山 | 9 9 T ， 5 维普资讯 巷道的锚杆支护类型至关重要。 2 锚杆拉拔试验及结果分析 2 ． 1 砂浆锚杆 砂浆锚杆采用全长注浆，砂浆的灰砂比 为1； l ～l； I ． 5 。水灰比为 0 ． 4 ， 锚杆杆体为 , l s m m螺纹钢和 1 8 mm 圆钢，锚固长 度为 1 ． 8 m．现场 拉拔试验结果见表2 。 分析试验结果，可得出以下结论 1 螺纹钢的砂浆锚杆在粉矿中的锚 固效果较好， 3 天龄期的平均锚 固 力 可 达 6 9 k N ， 7 天龄期的平均锚固力达 8 7 ． 7 k N ， 衰2 砂浆锚杆拉拔试验结果 而2 8 天龄期的平均锚固力高达1 3 1 ． 7 k N j 2 在块矿和闪长玢岩中，螺纹钢的 砂浆锚杆 7 天龄期的平均锚固力达 9 3 ． I k N， 2 8 天龄期的平均锚固力达1 3 6 ． 7 k N， 与粉矿 中的锚 固力基本相近， 3 圆钢的砂浆锚杆，因材料的抗拉 极限强度较低，2 8 天龄期的锚杆拉力平均达 8 1 ． 2 k N 时即被逐渐拉细，最后拉断J 4 分析试验结果后可以认为，砂浆 锚杆无论是在普通矿岩巷道中，还是在粉矿 巷道中的锚固效果都 比较好，锚杆杆体应采 用摄纹钢。 2 ． 2 快硬水泥卷锚杆 2 ． 2 ． 1 试验材料 1 水泥卷组成 快 硬水泥卷采用5 2 5 普通硅酸盐水泥加N X型硬化荆制成， 硬化 踟采用夹心式装填，把硬化荆小卷置于水泥 大卷之中J 2水泥卷规格水泥和硬化剂均采 用专用滤纸包装，硬化荆卷直径为1 4 m m 长 度为1 5 0 ra m，重量为 4 5 g ；水泥大卷直径为 3 0 ram ，长度为2 1 5 ram ，重量为2 2 5 g ，装 填 密度为1 ． 4 8 g ／ c i n 。 ’ 3 锚杆水泥卷锚杆 采 用 机8 ra m 圆锕制成，长度为1 ． 8 m，头部敲 扁 开 叉， 尾部加工出1 5 0 ra m长的丝扣。 2 ． 2 ． 2 锚杆安装及拉拔试验 1水泥卷浸水。先在水泥卷上部用 细铁丝刺 5 ～ 6 个小孔后浸入清水中，放置 约 1 分钟左右，待水泥卷 匕 小孔无连续冒泡 噶 种锚杆的 现厮试9 盘 和工程直甩 凳少华 邮镉2 4 3 o 0 ‘ ] 一 1 5 维普资讯 为止’ 2 安送水泥卷。用炮棍把所需的水 泥卷一个接一个地分别推入孔底 3 安装锚杆。先甩风板机旋转推进 锚杆至孔 底，然后仍继续搅拌转动1 0 秒钟 以 上，使水泥和硬化荆均匀混合j 4拉拔试验。锚杆安装1 5 分 钟后即 可进行拉拔试验，分别进行了 1 小时、 1 天 和 7天不 同龄期的拉拔试验。 2 ． 2 ． 3 试验结果及分析 快硬水泥卷锚杆拉拔试验均在粉矿巷道 中进行，试验结果见表 3。 寰3 快硬水泥卷锚杆拉拔试验结果 分析表 3中的试验结果可以得 出以下结 论l 1快 硬水泥卷锚杆在粉矿巷道 中， 龄期l 5 分钟的锚固力可达1 4 ． 7 ～4 3 ． I k N， 平 均为2 8 ． 6 k N’龄期1 小时的锚固力为 1 9 ． 6 ～ 4 4 ． i k N，平均为3 1 ． I k N，此种锚杆初 凝速 一 1 6 一 度快。安装后具有一定量的锚固力’ 2 端锚快硬水泥卷锚杆使用的水泥 卷数为 2个， 3个和 5个时，随着卷数的增 加锚固力略有增大，但不太显著，而龄期为 1 5 分钟和 1 小时的比较， 1 天和7 天的比较， 锚固力也没有显著区别。分析认为，这种锚 杆的初凝时间在 1 5 分钟左右， 1 天之后的锚 固力，即可达到锚 固力 的8 O ％以上’ 3 快硬水泥卷锚杆龄期 1 天的锚固 力为3 1 ． 4 ～7 4 ． 5 k N，平均为5 6 ． 1 k N} 龄期 7 天 的锚 固 力 为 6 2 ． 7 ～7 6 ． 4 k N， 平 均 为 6 7 ． 3 k N。 由于有些锚杆在焊接处拉断，实际 锚固力要大于以上值，锚固效果较好’ 4 马鞍山矿山研究院在国内十几座 矿山，在几十种不同岩性条件下进行过快硬 水泥卷拉拔试验， 综合结果， 1 5 分钟的锚固力 为船． 4 ～3 4 ． 9 k N、1 小时的锚固力可达 3 0 ～ 4 0 k N， 1 天 的锚固力可达7 0 8 0 k N以 上。 这个结论与率次试验结果基本接近，这充分 说明在粉矿巷道中应用快硬水泥卷锚杆与普 通矿岩巷道 的应用效果基本相 同。 2 ． 3 管缝锚杆 在现场已安装好的管缝锚杆中选择有代 表性的进行拉拔试验，锚杆长度为1 ． 5 m， 外 径 4 0 m m，钻孔孔径为3 8 ra m ，拉拔试验 结 果见 表 4。 裹4 管缝锚杆拉拔试验结果 有色矿山1 9 9 7 ． 5 维普资讯 分析表 4管缝锚杆拉拔试验结果可以看 出，管缝锚杆在粉矿中的锚固力仅有1 4 ． 0 ～ 2 2 ． 5 k N，平均为1 8 ． 2 k N，大大低于砂浆 锚 杆和快硬水泥卷锚杆的锚固力，锚 固效果报 差；管缝锚杆在上下盘围岩中的 锚 固 力 较 大，为5 0 ． 4 ～7 8 ． 4 k N，平均为6 1 ． 4 k N， 试 验时因锚环拉坏，无法拔出，可判断实际的 锚固力要大于此值，锚固效果较好。 2 ． 4 长锚索 借鉴芬兰矿山长锚索应用的经验，长沙 矿冶研究院、马鞍山矿山研究院分别与金山 店铁矿台作，在该矿的 I采区和 I采区成功 地应用了约 4 5 0 根长锚索 。 长锚索主要用于加 周采矿进路的顶板 进路之间的矿柱和局部 联络巷道。锚索分为预应力锚索和无预应力 锚索两种类型，长度为 8～1 O m，预应力 为 6 0 1 2 0 k N，锚索体使用7 6 或l 5 m m钢绞 线。锚具采用专用张拉锚具和矿山 自制锚具 两种形式’锚索孔孔径为8 0 ram， 锚索注浆采 用全长后退式注浆，砂浆的灰砂 比为1 t 1 ， 水灰比为0 ． 3 ～0 ． 3 5 长沙矿 冶研究院在现场进行了锚索拉拔 试验，每个锚索孔安装 2根钢绞线，注浆锚 周段长度为1 ． 0 m左右， 龄期为2 8 天。拉拔时 锚索最终均被拉动。 锚 索 锚 在 粉 矿 中 的 锚固力高达2 9 1 ． 4 3 2 6 ． 8 k N ／ m，平均 为 3 0 4 k N ／ m 而锚索锚在块矿中的锚固力高达 3 5 5 ． 4 3 9 8 ． 4 k N ／ m，平均为 3 7 5 ． 4 k N ／ m， 比粉矿中的锚固力稍大，长锚索在粉矿中和 块矿中的锚圆效果都很好。 3 工程应用情况 8 O 年代之前 。金山店铁矿使用的锚杆基 本上都是全长注浆的砂浆锚杆。随着管缝锚 杆在国内的大量推广，8 0 年代中期也开始推 广应甩臂缝锚杆 ，不久即全部取 代 砂 浆 锚 杆。管缝锚杆具有工艺简单、安装方便和锚 固及时等优点，容易在矿山中推广，适合在 坚硬破碎矿岩中应用，但是在金山店铁矿的 粉矿巷道中， 这种锚杆的锚固力很低， 这主要 是 由于粉矿松散 、压缩变形量大。管缝锚杆 推入钻孔后孔径随之增大，支护内力很小， 锚固性能很差。 从l 9 9 0 年起，马鞍 山矿山研究院在粉矿 开采技术攻关中，在粉矿巷道 采 用 砂 浆锚 杆支护代替管缝锚杆取得了良好 的效果，之 后该矿重新开始应用砂浆锚杆。在学习芬兰 矿 山应用长锚索成功经验的基础上， 9 0 年 代初起，该矿在局部地段应用长锚索进行加 周支护，取得了较好的效果。快硬水泥卷锚 秆早期强度高，在粉矿巷道中可 以及时地进 行加固支护，但由于种种原因，这种锚杆在 金山店铁矿仅进行过几次现场试验而没有推 广应用。 4 结论和建议 分析四种锚杆在武钢金山店铁矿的现场 试验和工程应用情况，其结论和建议如下 1全长注浆的砂浆锚杆无论是在块 矿，围岩还是在粉矿中都具有良好的锚固性 能，在粉矿巷道中安装 3 天之后。其锚周力 即可达到 6 9 k N，2 8 天 的 锚 周 力 可 达 到 1 3 1 ． 7 k N。该种锚杆早期强度很小 ，在局 部 自稳时间很短的流砂状 粉矿中应 用 效 果 差 些，建议在粉矿巷道和接触破碎l 带处采用砂 浆锚杆作为永久支护，如要在 自稳时问报短 的巷道中使甩，则要在砂浆中增添早强减水 荆等材料来提高锚杆的早期锚固力， 2 快硬水泥卷锚秆早期强度高，在 粉矿中安 装 1 5分 钟 后 的 锚 固 力 可 达 到 2 8 ． 6 k N，I 天后锚固力可达到5 6 ． 1 k N，这种 锚杆适用于 自稳定时间很短巷道 的 及 时 支 护I建议在流砂状 粉矿中应用快硬水泥卷锚 杆和喷射混凝土联台作为巷道的临时支护I 3 管缝锚杆在粉矿中的锚固力很小 ， 仅为1 8 ． 4 k N， 锚 固性能很差，而在其它矿岩 中锚同性能较好，锚固力为6 1 ． 4 k N。 建议在 矿块、上下盘围岩巷道中使用管 缝 锚 杆 支 四种常杆的现场试鞋和工程直甩一是 少华 邮编2 4 o o O 一 17 维普资讯 ∞* ∞ l 选 矿； ∞*、 s 、 } * 1 j 一 复杂硫化矿中含银矿物的浮选 7 莓／ 戈 I司 以碾 【 摘要】 在许多复杂的决状硫 化矿中 ，银是很重 要的 有价组抒，选剐这类矿石几 部采用浮 选方法，利用古银的鼬锅矿和铅锌矿进行了可浮性研究，评价了黄药捕啦剂浓度、调整时间、矿翰的恒 电位控制和 p I -I值控制对矿翰可浮性的影响．研究表明 含银矿物的可浮性取决于捕收剂浓度和矿翰电 位术文讨论了在弹遗过程中控割矿物电位的影响． ． ， 关 键 词 。 堕 ， ， 迢 7 1 引 言 从硫化矿 中回收贱金属时银经常被作为 副产品产出。 垒世界2 ／ 3 的银资源赋存在贱金 属硫化矿床中，这些矿石几乎都用浮选法处 理，然而银的浮选回收率经常很低，特别是 处理阿拉斯加的复杂细粒矿石时更为明显。 除了知道银有较重要的经济价值以外， 对含银矿物的浮选特性了解甚少，几种古银 矿石的矿物学鉴定说明，银以几种矿物形式 赋存。 为了使研究的针对性更强，在本次研究 中仅选择了两种古银矿物，即阿拉斯加的铅 锌矿和含银的黝铜矿 通常情况下为 c u 。 F e S h S 作为浮选研究的代表性矿 样。 本次条件的中心是搜集含银矿物浮选的 基本条件。本文所报道的数据表示了为理解 银矿物基本浮选特性所做的初步努力，为了 观测浮选特蛀曲线的趋势，用小型浮选设备 进行了试验，利用电化学技术阐明了发生在 浮选过程 中的基 本现象。 在硫酸钠溶液中所做的试验以及在四硼 酸钠电解液中所做的试验提高了对传统选矿 厂中浮选现象的理解。利用紫外线分光光度 计测定了黄药消耗量，更深入地了饵了捕收 剂和矿物表面的相互作用。 2 试验 2 ． 1 矿样 试验用的样品级黝铜矿取 自沃德自然科 学处 Wa r d s Na t u r a l S c i e n c e E s t a b l i - s h m e n t ，I n c ，复杂的含银铅锌矿取 自阿 拉斯加的一个浮 选 厂 。矿 石 破 碎 粒 度 为 一 4 8 目 ～3 0 0 p ro ，用格条式摇床进行 重 选，然后用于试验研究，矿样化学成分列于 下表。 护。该锚杆也可作为接触破碎带处巷道的临 时支护’ 4 长锚索在粉矿和块矿巷道中的锚 同效果很好 ，单位长度的锚圃力 分 别 达 到 3 0 4 k N ／ r a 和3 7 5 ． 4 k N ／ r a ，但长锚索 支 护 工 艺较复杂、成本较高}建议在接 触 破碎 带 处、流砂状粉矿处和其它地压很大的特殊地 段采用长锚索与喷锚网联合支护，最好采用 加工后的旧钢丝绳取代成本较高的钢绞线作 为锚索体，锚索尾部带大托板，且与喷层紧 贴，可提高锚固效果。 一 l 8 一 有色矿山一 ．9 9 1． 5 维普资讯