缓倾斜破碎薄矿体高效采矿技术及应用

缓倾斜破碎薄矿体高效采矿技术及应用

孔浩

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摘要：金坝金矿经过多年的施工，目前+300m以上中段水平主要巷道已经施工完成，经前期的超前探水和超前排水，+500m以上水平已无涌水，为1、2号脉采切工程的施工提供了施工条件；由于1、2号脉位于破碎带中，矿岩极其破碎，且有渗水，要对其实施开采，首先要保证巷道在施工和回采过程中安全稳定，为了确保破碎带中巷道的安全稳定，就需要做好支护工作。下面，文章就破碎矿体支护施工技术方案进行概述。

关键词：破碎矿体；支护施工；技术方案

1工程概况

金坝金矿1、2号矿体为其地质主矿脉，主要位于+500m水平以上。矿体主要特征为厚度大、品位低，位于破碎带中，矿岩破碎，涌水量较大。矿体断续长350m左右，水平厚度最宽处达20米，最薄处只有2米，在走向及倾向上，厚度变化较大。矿化不均匀，品位大部分在0.5～1.5g/t之间，最高达14.60g/t，整个矿体平均品位在1.3g/t左右。矿脉陡立，倾向SW245°，倾角80～85°。矿石含金地质体主要为蚀变闪长岩。成矿期矿岩多受构造影响，裂隙发育而呈网状，局部被相互切割、扭断，稳定性差。

2超前支护（超前锚杆支护）

2.1超前锚杆设计

超前锚杆配合工字钢支护使用，应用与井下巷道软岩拱顶部超前预支护。

2.2超前锚杆设计参数

超前锚杆规格:4.0m钻杆；布置间距40cm；倾角:外插角10°-15°；设置范围:拱顶部范围。

2.3超前锚杆施工工艺流程

钻孔--清孔--插入杆体。

2.4超前锚杆安装

测量放样，在设计孔位上做好标记，用钻机施工钻孔。

成孔后,将锚杆按设计要求插入孔中，或用钻机直接将锚杆从工字钢钢架上部打入，外露20cm支撑于开挖面后方的钢架上,与钢架共同组成预支护体系。

3初期支护

3.1锚杆支护

3.1.1施工顺序

安全检查(敲帮问顶)--处理活杆活石--打锚杆眼--安装锚杆--检查支护质量--清理现场

3.1.2锚杆支护形式要求

支护形式为临时或永久性锚网支护，锚杆1.8m管缝式锚杆，锚杆间排距为1000x1000mm；顶板完整时，按设计要求正常施工；顶板完整但有离层时，应采用加密锚杆，适当将间排距缩至700x700mm角度不得小于85°。

3.1.3打眼技术要求

打眼前首先要敲帮问顶，仔细检查顶帮围岩情况，找掉活石、危岩，确认安全后方可开始工作。锚杆眼的位置要准确，眼位误差不得超过100mm，眼向误差不得大于5°。锚杆眼深度应与锚杆长度相匹配，打眼时应在钎子上做好标志，严格按锚杆长度打眼，确保眼深度比锚杆长度小100mm。

锚杆眼打好后，应将眼内的岩渣、积水清理干净。打眼时，必须在安全围岩下操作。打眼的顺序，应按由外向里先顶后帮的顺序依次进行。打顶板锚杆眼必须先用短钎后用长钎续打,并且按先中间后两边的顺序进行打眼及固定，两帮锚杆由上往下打。

3.1.4安装锚杆技术要求

安装前，应将眼孔内的积水、岩粉用压风吹扫干净。吹扫时，操作人员应站在孔口一侧，眼孔方向不得有人，把管缝式锚杆使用钻机插入锚杆眼内，确保锚杆的稳固性。同时使托盘压紧、压正金属网紧贴巷道岩面。

3.1.5金属网安装工艺

锚杆打设完后，要先敲帮问顶，仔细检查顶帮围岩情况，找掉活石、危岩，确认安全后按由外向里、挂好规格为1000mm×2000m的网片，按实际情况搭接调整并挂好金属网，再施工锚杆固定网片。

第一排锚网支护安设好后，按上述顺序要求依次向前进行，施工至掌子面。

3.2喷射混凝土

3.2.1喷射混凝土(素喷)支护原理及适用范围

喷射混凝土(素喷)支护是通过喷浆机将搅拌好的混凝土射入工作面顶帮张开的节理、裂隙及围岩表面，使喷射混凝土层与围岩共同形成一个共同变形、共同承载的组合拱，主动、及时地对岩层进行加固,同时混凝土层封闭围岩，防止因水和风化作用造成围岩破坏与剥落，是临时支护或永久支护的一种方式。主要适用于岩性稳定性较好、强度较高、易于风化的围岩；或岩性稳定性较好、坚硬岩层，但服务时间长的主要平巷工程。

3.2.2喷射混凝土(素喷)支护设计技术参数

喷射混凝土厚度采用50mm；混凝土标号为C25；喷射混凝土必须覆盖到巷道边帮地板的基岩面上；喷射混凝土终凝后开始洒水养护，养护时间7天。

3.2.3喷射混凝土(素喷)支护材料要求

水泥选用硅酸盐水泥；砂应采用坚硬耐久的中粗砂，细度模数2.5-3.0mm，含水率直控制在6%-8%；水采用井下水即可；石子粒径7-20mm,并应有良好的颗粒级配，石子含泥时必须清洗；速凝剂:红星一型或711型，掺合量2.5%-4%(与水泥比值)。速凝剂随掺随用，严防受潮；配合比:水泥:砂:石子=1:2:1.5(重量比)；水灰比:0.45；

4最终支护

4.1锚喷支护

4.1.1锚喷支护及喷锚网联合支护设计技术参数

喷射混凝土厚度采用50-100mm；喷射混凝土标号为C25混凝土；锚杆采用中管缝式锚杆，锚固深度视巷道围岩的破碎程度及破碎层的厚度而确定

,一般取1.5-1.8m；锚杆孔的深度应大于锚固深度20cm；锚杆布置:呈菱形或梅花型布置；锚杆排距:0.8m或1.0m；锚杆间距:顶板采用0.8m，边帮采用1.0-1.2m；钢筋网采用6mm圆钢；钢筋网必须铺设到巷道边帮地板的基岩面上，搭接长度20cm。

4.1.2锚喷支护及喷锚网联合支护材料要求

水泥选用酸盐水泥；砂应采用坚硬耐久的中粗砂，细度模数2.5-3.0mm，含水率控制在6%-8%；水井下即可；石子可采用粒径7-20mm,并应有良好的颗粒级配。石子含泥时必须清洗；速凝剂:红星一型或711型，掺合量2.5-4%(与水泥比值)。速凝剂随掺随用，严防受潮；配合比:水泥:砂:石子=1:2:1.5(重量比)；水灰比:0.45；锚杆选用管缝式锚杆；钢筋网选用中6mm圆钢；

4.1.3锚喷支护及喷锚网联合支护施工工艺

在需要锚固的岩石中(或临时支护完成后)钻孔，孔深1.7-2.5m,孔径≥36mm；用压风、水混合物冲洗锚杆孔；采用喷锚网联合支护时，在挂网工作前，必须认真仔细检撬巷道顶板、边帮，将浮石清除干净；挂网需从边帮的一边按顺时针方向循序进行，钢筋网必须保证紧贴岩石壁；挂网必须敷设到巷道边帮地板的基岩面上，防止挂网失脚；挂网工作结束后，需立即清理巷道地板所有矸石、杂物，尤其是边帮的地脚处不得留有任何虚碴。一是防止喷射混凝土底部失脚不稳，二是喷射反弹的混凝土可以回收再利用；巷道地板清理工作完成后，立即进行喷射混凝土工作。喷射混凝土施工工艺要求同“素喷支护”。

4.1.4锚喷支护及喷锚网联合支护施工要点

施工中必须对锚杆质量进行检查、检测。锚杆质量检查内容包括:锚杆尺寸、材质、安设的间距、排距、锚眼深及垫板质量等。锚喷支护时，顶板和侧墙应全部采用锚杆支护，形成“组合梁”承压拱；喷射混凝土必须到巷道墙部地脚，并对侧墙脚根部加厚混凝土；喷锚网联合支护时，顶板和侧墙应全部采用“锚杆+钢筋网+混凝土支护，将“组合梁”承压拱联成整体结构；喷射混凝土也必须到巷道墙部地脚，并对侧墙脚根部加厚混凝土；在膨胀性围岩或散体状围岩中，掘进巷道有地下涌水时，为防止片帮，除墙部应采用锚喷或喷锚网联合支护外，墙根还必须开挖至底板标高以下200mm左右，将浮石及回弹物清除干净后，由下向上一次喷好侧墙，割断底板涌水沿墙根向上蔓延；巷道支护后，应尽快做好水沟；若围岩有底鼓现象时，必须浇灌混凝土反拱；

4.2工字钢支护

4.2.1施工方法

每次进入工作地点，先进行安全检查后再作业。采用炮掘，浅打眼、少装药、放小炮的方式掘进，同时垮落区域严禁打眼放炮，循环进度为1.5m，人工装碴，采用工字钢架棚支护。支护时，使用超前支护为临时支护，待顶、帮矸石放下后及时架设工字钢支架。必须坚持先支护后出渣的原则，以确保人员安全。

4.2.2标准要求

工字钢架棚规格:上净宽2.4mm,下净宽2.5m,净高2.5m。

支护形式:梯形棚。

顶、帮全部采用木料背板且确保接顶、背帮符合标准。

标准要求:a、中线至任何一侧间距1250mm。b、棚距(中-中)1000土100mm.c、棚梁水平度:允许偏差不大于50mm。d、棚梁扭矩:允许偏差不大于50mm。e、前倾后仰:水平巷道±2°；倾斜巷±1°为宜。f、支架构件:顶帮刹紧背牢，打好支架撑杆。g、柱窝:柱窝深度100mm,落在实底。

4.3混凝土浇灌

4.3.1施工顺序

撬找松浮石--喷射混凝土--清基--挖底脚--支模--混凝土浇灌--振捣--养护。

结语

综上所述，希望通过论文的概述能够提升破碎矿体支护施工质量，确保矿体支护工作顺利完成。

参考文献

[1]程德富.破碎矿体开采采场锚杆支护参数优化设计及应用[J].黄金,2017,38(09):40-42+51.

[2]汪洋,孟艳平,盛佳,李向东,郑伯坤.软弱破碎矿体开采的复合支护技术[J].采矿技术,2012,12(06):29-30+53.