矿井深部开采巷道支护技术实践.pdf

矿井深部开采巷道支护技术实践 吴冯伟 隋 彬 黄 小平 方 山坡 平顶山天安煤业股份 有限公司六矿 摘要 随着社会的发展经济技术的提高， 对于煤炭等的浅部资源， 由于开采过度导致资源枯竭的现象出现， 虽然现在正在对于 矿井实施逐步进入到矿井深部回采的措施， 但是， 由于巷道自身的一些因素， 例如 巷道不可避免的高地压以及软岩等很多对于矿井 深部进行 支护造成不利 的因素 的存在 ， 导致巷道 的支护工作 需要达到更高 的要求才 能满足对于矿 井进行 开采 的需 要 。本文 主要是在 对矿 井深部的巷道 的支护进行研 究分析 的基础 上， 对于矿井 深部 的巷道矿 压的控制 要对巷道 的布置进 行优化措施 以及对 于巷道 的支 护 的形式也要进行 相应 的改变 。对 于巷道 的布 置、 支护 的方法的选择 ， 对 矿井深部 的矿 压 的控 制来说 是最基本 的要求 ， 对 于巷道进行 合理 的布置 ， 是对 于矿井深 部的矿 压进行控制 的关键 因素 。 关键词 矿井深 部； 支护技术 ； 巷道 ； 矿压 控制 中图分类号 T D 3 5 3 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 4 7 3 4 4 2 0 1 3 1 4 0 2 0 4 0 2 1对于矿井深部进行开采时的支护技术的分析 围岩的状态对 矿井 的巷道 的矿压 的控 制来说起 到一个基 础前提 的 作用。随着对于矿井进行开采的深度的增加， 逐渐的就会造成矿井深部 的巷道的围岩会有破裂 的现 象普 遍的存在， 所 以这 时候对 于矿井 的支护 技术要和对于矿井浅部 以及 中部的支护技术是有很大 的区别存在 。对于 矿井 深部进行支护 的时候 ， 要考 虑到 矿井深 部的巷道 的矿压 的控 制原 则 以及对于矿压 的控 制措 施； 这些原则 以及措施应 该在 围岩的破裂的状 态进行分析 的基础上进行选用 。 在 对矿井深部进 行开采 的实践中 ，常 常会 出现 因为支护 的不够及 时， 从而 导致 在对于巷道进行支护 的时候支 架和 周围的 围岩不能密切 的 接触 ， 所 以只 能在巷道 已经出现变形 的现 象之后 ， 支 护的措施才 能够起 到作用， 但是， 这个时候 的围岩早就有破 裂的现象出现 了。实 际上 ， 在对 矿井深部进 行开采 的时候 ， 围岩就 已经 处在破裂 的状态 了， 破 裂 区也 会 因此而出现。所 以， 对于矿井 的深 部进行的开采和对于浅部进行 开采时 的支护技 术是不一样 的， 对于矿井 深部进行 开采的时候 ， 面对 的是 必然 破裂 的状态 。对于巷道进行支护的示意图如图 1 。 图 1 2 对于矿井深部进行支护设置的分析及相关原则的介绍 对于矿井 的深部进行 支护控制的时候要遵循 的总体 原则是 为了尽 量减少巷道 的围岩产生破 裂的现象， 采取一切能够做到 的措旋 。这也是 基于矿井深部 围岩 的 自身状态来决定 的。 对于巷道 的位置 以及对于巷道 的支护方法进行合 理的选择， 是对于巷道 的矿压进行控 制的最基础 的要 求和 原则 。对于巷 道进 行合理的支护 ， 是对矿井深 部巷道的矿压进行控 制的最关 键的保证 基础 。所 以， 要对矿井深部的岩 层进行 卸压或者加 固， 这是对矿井深部的巷道的矿压进行控制的辅助性措施。但是， 如果矿井 深 部的围岩条件太 差的话 ， 对 于岩层必须进行加 固的措施 。 有 时候 ， 围岩 的条件太差， 就不仅仅需要对 其进行 加固， 还要对 围岩进行卸压 。 2 ． 1对矿井深部巷道的矿压控制的难点分析 采准 巷道是对矿井深部巷道 的矿 压控 制中的难 点， 尤其是 对于 不得 不对煤层 中进行 回采巷道 的布 置。 由于在矿井的深部 ， 所 以对 于原岩的 应力的支撑压力是矿井 浅部 的几倍 之大， 在对于矿井进行支护 设置的时 候 ， 难度将变得很大 。在 对煤层的平巷进行维护 的条件 应该 采取多方面 的措施 。对于开采体 系进行改进时对矿井深部进行 支护 的最根本措施 ， 也就是说使原来的后退式的回采经过改进之后变为前进式的回采。 到现 在 为止 ， 我 国在对煤矿矿井进 行开采 的时候 ， 一般都是 以后退式 的采煤 法为主要的方法， 在对矿井的深部进行开采的时候也是利用后退式的采 煤法 。因此 ， 在对矿井深部进行开采的时候 ， 巷道就会 出现大面积变形 的 现象， 如果不及时制止， 那么在采煤的工作受到超前的支承压力的影响 下 ， 巷道 变形将进一 步的恶化 ， 严重 的时候 ， 甚至会有 破坏现象 的产生 ， 最终导致不能对巷道进行翻修 的结果 。 2 ． 2 对于采煤法的改进 在对后 退式采煤法进行 改进之后 ， 实施的前进式 采煤法 ， 对于 区段 的平 巷可 以进行 随时采掘 ， 不仅仅 使维护的 时间大 量的缩短 ， 而且还 能 够使工作面向前方进行移动的时候不再承受支承压力的影响， 这对于矿 井深 部的煤矿进行 开采 时对于平巷的维护来说是十分有利 的。原西德 曾 经 的研究证 明了前进式采煤法的优势 ， 利用前进式采煤法对 于矿 井深部 进行开采时比后退式采煤法造成的巷道的变形大大的减小， 而且随着开 采的深度的增加， 前进 式采煤法 的优势也就越 明显 。 3 对于矿井深部的支护进行实例分析 对于某矿区进行调查分析之后 总结发现 该矿井的开采深度 已经达 到 1 1 0 0 m以下 ， 最深 的地方 已经达到 了 1 4 OOm， 这是到现在为止 ， 我 国的 煤矿开采深度最大的煤矿之一 。这 个矿 井不仅仅深度 比较大 ， 而且地 质 的构造也比较复杂， 矿井造成的灾害现象比较多这样子就使得对于矿井 的支护就变得十分 困难 。由于在 以往 对这个矿区进行开采 的时候 ， 大部 分都是使用 2 0 Mn S i 的全 螺纹右旋式等锚杆 ，这种锚杆 的杆体 直径 主要 是 2 0 1 8 mm 为主要 的形 式 ，锚杆 的长 度主 要是 以 1 8 0 0 ra m、 2 0 0 0 mm、 2 2 0 0 mm、 2 5 0 0 mm为主。在对于锚杆进行选择的时候， 要注 意到 2 0 mm为 直径的锚杆 的破 断力在 1 5 6 k N左右 ， 这是一种全螺 纹等强 的锚杆 ， 这种 锚杆对 于顶板 和煤帮等的适应能力都很强 ， 尤其 是在 围岩破 碎或者是局 部出现 凸凹不平 的时侯 ， 可 以轻易 的实现贴帮贴顶。另外 ， 在对巷道进行 维修的时侯， 把锚杆截断之后 ， 仍然可 以上 托盘螺母对其进行护帮 ， 并且 对于锚杆进行加工的时候也 比较方便 。基 于全螺纹锚杆的这些优点 ， 在 对矿井支护进行设置 的时候 ， 全螺纹锚杆 得到了普遍的应用 。虽然全螺 纹锚杆具有上述很多优点， 但是也不排除缺点的存在， 主要的缺点变现 为 以下几点 ①虽然全 螺纹锚杆上螺 母的速度 比较 快， 但是 由于这种锚 杆 的预 应力很小 ， 所以就极易使 对于围岩的加 固效 果降低 ， 尤其是在 强 度很低 的复合顶板 ， 就会 因为岩层出现破碎的现象从而导致 了进 行支护 的时候难度的增加。 ②全螺纹锚杆是铸造件， 经常因为精度不够导致“ 退 帽 ’现象 的出现等几类 问题 。 4 对于矿井深部巷道支护技术的研究和实践 对 于矿井深部巷 道进行 的支护和对 于矿井 的浅层 以及 中部 的支护 技术是有很大的差别的， 如果利用浅层 的支护方法对矿 井的深部巷道进 行支护 ， 那 么不仅仅会达 不到支护 的效果 ， 还会 因为支 护效果不好 而造 成裂缝以及破碎先想到的出现， 使后期的翻修也带来很大的困难， 所以， 对于矿井深部巷道的支护技 术进行研 究与实践是十分重要 的。 4 ． 1采用高预紧力注浆锚索 由新矿集团的泰安清大机械开发公司为主对于高强度预应力注浆 量 裤 捌 大一 湖南省新邵县铅锌矿成矿成因分析及找矿意义 黄华平 中化地质矿 山总局湖南地质勘查院湖南 长沙4 1 0 0 0 1 摘要 近 年来， 基于对深 入找矿理论和 实践的不断研究 ， 国 内和 国际勘查铅锌 矿取得 了重大 的突破 ， 产 生了许多新 的找矿 模型 ， 使勘 探效率不 断提 高。除了传统 的“ 热液矿床 ” ， 先后提 出了“ 同生矿 床 ” ， “ 沉积 改造层控矿床 ” 等找矿模型 。为 寻找 大中型铅锌矿床奠 定 了坚实 的理论基础 ， 同时在这些 有效的理论指导 下， 许多铅锌矿床 被发现 ， 进 而促 进矿 山产业价值 提升和经济发展 。 关键词 铅锌矿 ； 成矿 类型 ； 成矿成 因 找矿意义 中图分 类号 P 6 1 8 ．4 文献标 识码 B 文章编号 1 0 0 4 7 3 4 4 2 0 1 3 1 4 0 2 0 5 0 2 1 湖南省新邵县矿山特点 湖南省新邵县 区域内的铅锌矿床主体构造格架为大乘 山复式斜体 。 新邵县 内的出露地层 以震旦系、 寒武系、 泥盆系为主。寒武系和震旦系都 受到 了变质作用 。 在 构造破碎 带的岩石 ， 大多普遍受到动力变质作用 ， 具 体表现为碎裂化 、 角砾岩化 以及 片理化， 而新生石英等矿物 出现 了旋转 、 拉长 、 眼球化、 香肠化等现象 。该矿床 主要是 由含铅、 锌、 金 、 钨等金属矿 石组成 。 新邵地处 东经 1 1 1 。 8 - l 1 2 o 5 0 ， 北纬 2 7 1 5 ～ 2 7 3 8 ， 。新邵县位于雪 峰 山脉东侧， 邵阳盆地和新 化 涟 源 盆地之 间。地貌类 型多样 ， 平 、 岗、 丘 、山兼具 ， 山地 占 4 6 ． 9 7 ％，丘 陵 占 2 2 ．4 7 ％， 岗地 占 1 2 ％，平 原 占 1 4 ． 7 7 ％， 水面 占 2 2 - 4 ％。岗地 占 1 2 ％， 新邵地 处湖南省 第二个成矿 富集 带， 地表地下矿藏 资源 点多面方储量大 ， 共 有矿 区 点 1 1 3处 ， 其中大 中 型矿床 5处， 小型矿床 2 1 处 ， 矿 点 3 4处 ， 矿化点 5 3处。已探 明储量 的矿 种 5 O余个 ， 以有色 贵重金 属矿为 主， 是 全省著 名的“ 有色金 属之 乡” 和 “ 金点产金县” 。 主要矿藏储量为 锑 1 1 ． 1 2万 t 、 金 1 0 ． 0 8 t 、 银 2 3 6 ． 9万 t 、 煤 2 9 4 7 ．6 1 万 t 。属大型矿床的有龙山金锑矿 、 扶竹桥砂金矿 、 白云铺铅锌矿 及维尼 龙矿、 严塘石 灰石矿 、 龙溪铺花 岗石用大理石矿， 见图 1 所示 。 2 铅锌矿矿产特征类型 新邵 县的矿 区 内， 泥盆系棋梓桥组下段和上段第 一岩 性层是铅锌矿 的主要赋矿层位 之一 。赋矿段 的岩性是 白云质灰岩 。新邵县矿区的断裂 图 1 新邵县某地采矿现 场 的活动特征都表现为 多期活动 ， 这对 找矿具有 导矿 作用。该矿 区的北东 向F 5 和成矿有着密不可分的关系。棋梓桥组孕育着一组广泛的层间破 碎带 ， 该破碎带 的岩性 以及产状和 围岩基 本一致 ， 它 的品味变化 同其破 碎程度成正 比。在矿体及其 附近矿 围岩大 多受 到了热液蚀变作用 ， 主要 是 白云石化、 褪色化 、 黄 铁矿化 、 硅化 ， 次之表现为方解石化 、 重晶石化 、 绢云母化、 毒砂化等等 。 新邵地处湖南省第二个成矿富集带 ， 地表地下矿藏资源 点多面方储 量大 ， 共有矿 区 点 1 1 3处， 其 中大中型矿床 5处 ， 小型矿 床 2 1处 ， 矿 点 3 4处， 矿化点 5 3处 。其 中铅锌矿矿 田范围内出露的地层主要是二叠系 ， 锚 索进行 的研制 ， 这种预应力 强度很高的锚索主 要 由支撑 骨架 、 预应 力 锚 头、中空注浆 管、搅拌头等几个 部分共 同组 成，最 小的锚索直径 为 3 2 ram， 最大 的锚 索直径可达 到 3 6 mm， 长度达 到 6 - 8 m， 产 生的预应 力可 以达到 2 5 0 k N， 破 断载荷为 6 0 0 k N， 并且配有专 门的高强注浆托盘。利用 锚索进行支护 的示意 图如图 2 。 图 2 4 ． 2 对于高强度的锚杆以及锚固剂的开发 随着对于矿井的开采深度 的增加 ， 使得岩石的抗压强度抵挡不 了超 深井的高应力 ， 逐渐 的转变 为软岩 的状态 。针 对矿井深部巷道的支护需 要 ， K MG 6 0 0型的无纵助左旋螺纹钢 的高强度 的锚杆和新 型的树脂型 的 锚固剂。高强锚杆的结构示 意图如 图 3所示 。 5 结束语 对 于矿井深 部的开采 ， 是 一项有关施工安 全的工程 ， 随着 资源 匮乏 图中 I 、 为螺母； 2 、 为尼龙垫圈l 3 、 为球形的垫圈； 4 、 为锚盘； 5 为杆体。 图 3 现象 的逐渐 出现 ， 对 于矿 井进 行开采的深度也逐渐的增加 。所 以对于深 部的支 护的技 术的研 究也就变得十分的重要，对于矿井深部进行支护 ， 能对工程 的安全 问题起到很好的保障作用 ， 具有很大 的发展意义。 参考文献 [ 1 】 史雅语 ， 金冀 良， 顾毅成 ．矿 井深部支 护技术实 践【 M1 ． 中国科学技 术大 学出版社 ， 2 0 0 2 ． 【 2 】 罗添明．议矿井深部支护工程的管理叨． 科技信息， 2 0 1 1 1 ． 【 3 】 赖 汉清．矿井深部支护技术优化策略分析 科技创新导报 ， 2 0 1 1 8 ． 【 4 ] 欧思亮． 浅谈我 国矿井支护技术的发展 河南科技， 2 0 1 0 ， 1 2 ． 【 5 ] 陈 波． 浅析 目前我国矿井深部巷道支护技术 中存在 问题 [ J ] _ 科技信息 ， 2 01 0， l 1 ． 收稿 日期 2 0 1 3 6 2 4 蕉 盟 年