鐵礦巷道掘進(jìn)施工技術(shù)

吳　迪（河鋼集團(tuán)礦業(yè)公司田興鐵礦,河北　灤縣　063700）

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鐵礦巷道掘進(jìn)施工技術(shù)

吳迪
（河鋼集團(tuán)礦業(yè)公司田興鐵礦,河北灤縣063700）

摘 要：某鐵礦礦體及圍巖中節(jié)理裂隙十分發(fā)育，局部巖層自穩(wěn)能力極差，前期施工采用少穿孔多裝藥的爆破方式，支護(hù)工作效率低成本高效果差。采用光面爆破技術(shù)，可減小對(duì)巖石的擾動(dòng)破壞，結(jié)合超前預(yù)支護(hù)配合錨噴網(wǎng)支護(hù)技術(shù)，充分利用圍巖的自支承能力，有效的預(yù)防了垮冒現(xiàn)象的發(fā)生，同時(shí)降低了支護(hù)成本，加快了掘進(jìn)速度。

關(guān)鍵詞：巷道掘進(jìn)；節(jié)理發(fā)育；垮冒；光面爆破；超前預(yù)支護(hù)；錨噴網(wǎng)

0　引言

某鐵礦礦體主要賦存于黑云變粒巖和部分云母石英片巖中，產(chǎn)狀與圍巖一致。巖石在深部較軟，節(jié)理、裂隙十分發(fā)育，泥質(zhì)充填物存在于節(jié)理間，遇水軟化膨脹，大都呈散體堆砌狀，整體穩(wěn)固性較差。巷道開挖后，局部圍巖自穩(wěn)時(shí)間極短，來(lái)不及支護(hù)就發(fā)生變形垮冒，嚴(yán)重制約了該礦巷道的掘進(jìn)施工進(jìn)度。

1　巷道掘進(jìn)施工

1.1支護(hù)現(xiàn)狀

（1）預(yù)支護(hù)：掘進(jìn)這個(gè)礦巷道時(shí)如碰到的巖層解理發(fā)育顯著不穩(wěn)定，基于對(duì)垮冒現(xiàn)象在爆破后形成的預(yù)防、確保安全施工所需，巷道頂板輪廓線在施工之前打3.5米深、10-15度孔仰角、間隔200～300毫米孔距的炮孔13-15個(gè)，把40毫米鋼管錨桿（四米長(zhǎng)）插入孔中，不固定抑或簡(jiǎn)單固定鋼管自由端，掘進(jìn)作業(yè)在安裝鋼管結(jié)束后就可展開，1.8-2.2米是每次進(jìn)尺標(biāo)準(zhǔn)；（2）支護(hù)形式：用鋼拱架來(lái)支護(hù)圍巖的容易垮冒部位；噴射30-50毫米厚的混凝土來(lái)支護(hù)穩(wěn)固圍巖部位；（3）爆破形式：一般來(lái)說，把總計(jì)裝50公斤炸藥的37 個(gè)2.2-2.4米深的炮孔布置在3.8米×3.6米斷面，起爆經(jīng)由炸藥乳化、導(dǎo)爆雷管完成。

1.2不足之處研究

（1）超前錨桿預(yù)支護(hù)技術(shù)在這個(gè)礦中運(yùn)用，鋼管直徑較大，錨桿孔相互之間的距離偏小，巷道頂板處像產(chǎn)生了弱面，會(huì)切割割損壞原有巖層，而且因?yàn)橛休^大的錨桿孔仰角，所以在開挖掘進(jìn)之后，獨(dú)立懸吊巖體會(huì)在在錨桿下部產(chǎn)生，冒落很容易形成；（2）掘進(jìn)開挖時(shí)，因?yàn)楸品绞绞嵌嘌b藥、少打孔，有明顯超欠挖狀況，巷道無(wú)法有效成型，發(fā)生顯著應(yīng)力集中，有較大的爆破松動(dòng)圈，會(huì)明顯擾動(dòng)破壞圍巖，散體堆砌狀巖層松動(dòng)會(huì)就此形成于超前錨桿的上部，因?yàn)殇摴苠^桿自由端根本不存在支撐力、重力場(chǎng)作用，頂板垮冒事故最終形成。通常來(lái)說，至少要十天才能處理完5米左右的垮冒段，這給掘進(jìn)施工進(jìn)度帶來(lái)顯著影響；（3）通常運(yùn)用鋼拱架來(lái)支護(hù)巷道圍巖易垮冒段，這是一種作業(yè)周期長(zhǎng)、支護(hù)成本高的被動(dòng)型支護(hù)方法，增加了工程建筑時(shí)間、成本，而且會(huì)埋下開挖未來(lái)回采進(jìn)路的隱患。對(duì)圍巖自穩(wěn)時(shí)間短這一特征極難有效適應(yīng)；（4）混凝土噴射支護(hù)巷道圍巖相對(duì)穩(wěn)固的部位。操作時(shí)通常要噴2次，二次間隔1到2天，如果2次噴射間隔過久，應(yīng)有功能無(wú)法發(fā)揮，支護(hù)效果會(huì)被弱化。每次噴射20-30毫米厚。因?yàn)橹粐?次厚度太薄，無(wú)法進(jìn)行剪應(yīng)力、拉應(yīng)力傳遞。

2　改進(jìn)掘進(jìn)方式

2.1爆破

不穩(wěn)固巷道超欠挖量會(huì)被光面爆破降低。巖壁在爆破后沒有明顯應(yīng)力集中狀況，變得平滑，破壞、擾動(dòng)圍巖弱化，對(duì)圍巖完整性形成保護(hù)，提升了其穩(wěn)定性；配合運(yùn)用鋼拱架、超前錨桿錨噴網(wǎng)這類支護(hù)，巷道穩(wěn)定性獲得保障，迅速安全的掘進(jìn)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。比如，開挖超前預(yù)支護(hù)巷道時(shí)， 1.4-1.6米爆破進(jìn)尺量/次，3.8米×3.6米巷道斷面，500-600毫米周邊孔距離，周邊孔加密；600-700毫米光爆層厚度(最小抵抗線)；0.6-0.7為周邊孔的密集系數(shù)（顧及圍巖節(jié)理相對(duì)發(fā)育），圖1為炮孔布局。

鑿巖過程中，炮孔底落于同一平面，炮孔互相平行，周邊孔位準(zhǔn)確，表1為爆破參數(shù)。

表1　　　　　　　　　

孔內(nèi)均勻分布炸藥，頂部孔是不耦合裝藥，桶形直孔掏槽，要一起起爆周邊孔。光爆層在起爆過程中處在最后起爆，以便把夾制功能克服。

2.2 改進(jìn)支護(hù)方案

（1）混凝土噴射支護(hù)。混凝土噴射支護(hù)巷道圍巖相對(duì)穩(wěn)固部位。浮石清理、巷道檢查以及巷道欠挖處理等是噴射前工作，基于對(duì)受噴面墜落混凝土現(xiàn)象預(yù)防所需，噴射要由墻角朝上進(jìn)行，1次噴層厚度從下到上逐步變薄，即從下部的100毫米變成上部的50毫米。二次噴射間隔約在20分鐘，完成噴射之后，混凝土必須達(dá)到100毫米厚。

（2）錨噴支護(hù)。宜運(yùn)用錨噴支護(hù)圍巖有明顯暴露面積而相對(duì)穩(wěn)固或圍巖節(jié)理相對(duì)發(fā)育且相對(duì)穩(wěn)固部位。螺紋鋼錨桿規(guī)格18毫米×2700毫米，把托盤用螺母緊固裝于自由端，1米×1米錨桿間距。安裝錨桿結(jié)束之后混凝土噴射開始。

3　結(jié)語(yǔ)

在巖層不穩(wěn)固易垮冒地段使用超前預(yù)支護(hù)技術(shù)，對(duì)開挖段周邊巖層起到預(yù)先錨固和支撐作用，有效預(yù)防冒頂現(xiàn)象的發(fā)生錨噴網(wǎng)支護(hù)，使開挖巷道周邊巖體和錨桿網(wǎng)片混凝土組成整體結(jié)構(gòu)，形成組合拱作用，充分發(fā)揮圍巖的自支承能力，阻止深部圍巖的變形 采用光面爆破技術(shù)和錨噴網(wǎng)支護(hù)，可大大降低巷道的支護(hù)成本，提高了掘進(jìn)速度。

參考文獻(xiàn):

[1]宋衛(wèi)東,何明華,雷遠(yuǎn)坤等.程潮鐵礦采場(chǎng)斷層破碎帶調(diào)查預(yù)支護(hù)實(shí)踐[J].黃金,2002(12):18-19．

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作者簡(jiǎn)介：吳迪，男，河北唐山人，采礦助理工程師，主要從事：特大型鐵礦礦山基建工作。

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.03.095