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      下向短錨索連續(xù)、多層預(yù)支護(hù)方法

      文檔序號:5351653閱讀:307來源:國知局
      專利名稱:下向短錨索連續(xù)、多層預(yù)支護(hù)方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及金屬礦山地下開采采場地壓管理頂板支護(hù)技術(shù)。
      背景技術(shù)
      當(dāng)前國內(nèi)外地下金屬礦床開采采場地壓管理頂板支護(hù)技術(shù),主要有以下幾種方法
      第一種方法、采場回采前頂板預(yù)支護(hù)。采用上向長錨索進(jìn)行預(yù)支護(hù)。支護(hù)原理長錨索 (螺紋鋼)經(jīng)水泥漿灌注,與礦巖形成一體,在對周邊巖石加固的同時(shí),對底部礦巖起到吊拉支護(hù)。支護(hù)設(shè)備及材料YGZ90型導(dǎo)軌回轉(zhuǎn)鑿巖機(jī),單缸注漿泵、螺紋鋼、水泥、速凝劑、回氣管等。支護(hù)工藝鑿巖一安裝螺紋鋼、回氣管一封口一灌漿一回氣管溢流。優(yōu)點(diǎn)支護(hù)強(qiáng)度較高,支護(hù)高度大(18m左右),一次支護(hù)可進(jìn)行多次回采。適宜條件采場面積大,現(xiàn)多用于中深孔采礦上盤維護(hù)。存在的問題支護(hù)工藝復(fù)雜,效率低,成本高,支護(hù)時(shí)易脫落;支護(hù)設(shè)備大,不能在小斷面下完成采場支護(hù),采場暴露面積大時(shí)支護(hù)作業(yè)本身不安全;錨索未生根,后期易脫落。第二種方法、采場回采后頂板表層跟進(jìn)支護(hù)。該支護(hù)方法,只能對采場頂板表層進(jìn)行支護(hù),難以控制大冒落,礦柱回采時(shí),該方法支護(hù)效果幾乎為零。①、漲殼式錨桿支護(hù)。支護(hù)原理錨桿送入孔部位置后,錨桿前端的楔形漲殼頭,在錨桿旋轉(zhuǎn)式張開,并與于圍巖形成較大的摩擦力,然后通過鑲嵌在錨桿尾部的金屬托盤,給巖石向上的緊壓力,錨桿的緊壓力一般是50KN-80KN。支護(hù)設(shè)備及材料7655氣腿式鑿巖機(jī),錨桿支護(hù)臺車等。支護(hù)工藝鑿巖一安裝錨桿、托盤一螺旋緊固。優(yōu)點(diǎn)支護(hù)工藝簡單。適宜條件層狀堅(jiān)硬巖體。存在的問題支護(hù)范圍小,對破碎、松軟巖體支護(hù)效果差,受爆破沖擊時(shí)易脫落,支護(hù)作業(yè)不安全。②、管縫式錨桿支護(hù)。支護(hù)原理當(dāng)一根縱向開縫的高強(qiáng)度鋼管,安裝于比管徑稍小的鉆孔時(shí),可立即在全長范圍內(nèi)對孔壁施加徑向壓力和阻止圍巖下滑的摩擦力,加上錨桿托盤托板的承托力,從而使圍巖處于三向受力狀態(tài),并實(shí)現(xiàn)巖層穩(wěn)固。在爆破振動(dòng)圍巖錨移等情況下,后期錨固力有明顯增大,當(dāng)圍巖發(fā)生顯著位移時(shí),錨桿并不失去其支護(hù)抗力,它比漲殼式錨桿有更好的特性。管環(huán)拉脫荷載80KN-100KN。支護(hù)設(shè)備及材料7655氣腿式鑿巖機(jī)等。支護(hù)工藝鑿巖一安裝錨桿、托盤一楔入。優(yōu)點(diǎn)支護(hù)工藝簡單。適宜條件層狀堅(jiān)硬巖體。存在的問題支護(hù)范圍小,支護(hù)作業(yè)不安全。③圓鋼+水泥藥卷。支護(hù)原理類似于長錨索和管縫錨桿。拉脫荷載50KN-80KN。支護(hù)設(shè)備及材料7655氣腿式鑿巖機(jī),圓鋼,環(huán)形藥卷等。支護(hù)工藝鑿巖一安裝圓鋼一楔入藥卷。適宜條件層狀堅(jiān)硬巖體。優(yōu)缺點(diǎn)支護(hù)工藝簡單但施工難度較大;支護(hù)范圍小,不適宜碎巖、軟巖,支護(hù)作業(yè)不安全。④樹脂錨桿。支護(hù)原理同③,由于安裝困難,未推廣應(yīng)用。第三種方法、礦柱支護(hù)。支護(hù)原理采場回采過程中,為保證采場頂板的穩(wěn)定,在采礦設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留礦柱或回采過程中保留礦柱,對采場頂板形成支撐。缺點(diǎn)礦柱難以回收,最終造成較大的礦量損失。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明旨在提供一種下向短錨索連續(xù)、多層預(yù)支護(hù)方法,所要解決的技術(shù)問題是通過對待采礦體進(jìn)行了超前、連續(xù)、多層支護(hù),徹底根治采場頂板冒落問題。本發(fā)明的技術(shù)方案如下· 下向短錨索連續(xù)、多層預(yù)支護(hù)方法,其特征在于包括以下步驟
      一、支護(hù)前的準(zhǔn)備工程垂直礦體走向開鑿若干條互相平行且間隔分布的一步采采聯(lián)和二步采采聯(lián),一步采采聯(lián)和二步采采聯(lián)均到達(dá)礦體下盤邊界;之后沿一步采采聯(lián)開鑿進(jìn)入礦體的一步采切巷,然后沿一步采切巷兩幫開鑿平行礦體走向的若干條一步采分條,位于同一條一步采切巷的左右兩側(cè)的一步采分條交錯(cuò)布置,相鄰兩條一步采分條之間的礦體作為二步采分條的回采輪廓;
      二、從第二分層開始,一步采分條回采結(jié)束后進(jìn)行如下預(yù)支護(hù)作業(yè)
      1)、沿一步采分條兩幫底板偏上位置開鑿下向傾斜鉆孔,鉆孔孔底位置在二步采分條設(shè)計(jì)回采的頂板處;
      2)、在鉆孔內(nèi)安裝支護(hù)螺紋鋼并進(jìn)行水泥漿灌注,支護(hù)螺紋鋼頭部位于鉆孔的孔底,尾部位于一步采分條內(nèi);
      3)、利用同一根生根螺紋鋼將同一條一步采分條內(nèi)的支護(hù)螺紋鋼的尾部連接在一起,生根螺紋鋼與支護(hù)螺紋鋼的走向互相垂直;
      螺紋鋼安裝完畢后進(jìn)行采場膠結(jié)充填作業(yè),使生根螺紋鋼與護(hù)螺紋鋼的尾部所處的一步米分條內(nèi)充滿膠結(jié)充填體;
      三、一步采第三分層充填作業(yè)結(jié)束后,可同時(shí)進(jìn)行二步采礦體的回采,但必須保證二步采施工始終落后于一步采施工至少兩個(gè)分層;二步采的施工方法沿二步采采聯(lián)開鑿進(jìn)入礦體的二步采切巷,沿二步采切巷左右兩幫進(jìn)行二步采分條回采,二步采回采作業(yè)結(jié)束后,充填尾砂。生根螺紋鋼與支護(hù)螺紋鋼尾部之間的連接方式為支護(hù)螺紋鋼的尾部均帶有穿接環(huán),生根螺紋鋼從穿接環(huán)中穿過;或者,生根螺紋鋼與支護(hù)螺紋鋼尾部之間的連接方式為生根螺紋鋼與護(hù)螺紋鋼的尾部相焊接。本發(fā)明的積極效果在于
      (I)、本方法對待采礦體進(jìn)行了超前、連續(xù)、多層支護(hù),可徹底根治采場頂板冒落。(2)、本方法短錨索(螺紋鋼等)經(jīng)水泥漿灌注與支護(hù)巖體形成一體,螺紋鋼尾部進(jìn)行搭接后在一步采充填體內(nèi)得到固定生根,因而具有足夠大的承載能力且永不發(fā)生脫落。(3)、本方法是在對待支護(hù)礦體揭露后再進(jìn)行支護(hù),可根據(jù)揭露礦體的破碎情況確定支護(hù)參數(shù)、支護(hù)材料等,以得到最理想的支護(hù)效果。(4)、本方法所采用的鑿巖設(shè)備為采礦設(shè)備,不需進(jìn)行支護(hù)設(shè)備投入;(5)、本方法所采用的支護(hù)材料為螺紋鋼或C型鋼,加工制作簡單,成本較低。(6)、本方法錨索(螺紋鋼等)安裝工藝簡單,作業(yè)強(qiáng)度及安裝成本較低。


      圖I為本發(fā)明的頂板預(yù)支護(hù)施工原理圖。
      圖2是顯示本發(fā)明支護(hù)螺紋鋼與生根螺紋鋼連接關(guān)系的示意圖。
      具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)例進(jìn)一步說明本發(fā)明。一、支護(hù)前的準(zhǔn)備工程,如圖I :
      首先施工采聯(lián)垂直礦體走向開鑿若干條互相平行且間隔分布的一步采采聯(lián)和二步采采聯(lián),一步采采聯(lián)和二步采采聯(lián)均到達(dá)礦體下盤邊界。一步采采聯(lián)與二步采采聯(lián)間距根據(jù)礦巖條件、中段規(guī)劃及采場生產(chǎn)能力要求確定。然后進(jìn)行一步采回采作業(yè)沿一步采采聯(lián)開鑿進(jìn)入礦體的一步采切巷,然后沿一步采切巷兩幫開鑿平行礦體走向的若干條一步采分條1,一步采作業(yè)時(shí)按常規(guī)作業(yè)要求進(jìn)行普通錨桿跟進(jìn)支護(hù);位于同一條一步采切巷的左右兩側(cè)的一步采分條交錯(cuò)布置,同時(shí)進(jìn)行回采或按序依次進(jìn)行回采。相鄰兩條一步采分條I之間的礦體作為二步采分條2的回采輪廓。所有一步采分條I斷面為三心拱型,斷面尺寸相同(上、下盤斷面根據(jù)礦體邊界可適當(dāng)調(diào)整),分條間距相同。注一步采的第一分層按掘進(jìn)作業(yè)布孔。二、螺紋鋼安裝作業(yè),仍如圖I :
      第一分層一步采回采結(jié)束,不需進(jìn)行二步采礦體的預(yù)支護(hù)作業(yè)。從第二分層開始一步采分條I回采結(jié)束后,進(jìn)行如下預(yù)支護(hù)作業(yè)。I)、沿一步采分條I兩幫底板偏上位置開鑿下向傾斜鉆孔3,鉆孔3孔底位置在二步采分條2設(shè)計(jì)回采的頂板處。2)、鉆孔施工結(jié)束,壓風(fēng)吹洗炮孔后立即在鉆孔3內(nèi)安裝支護(hù)螺紋鋼5并進(jìn)行水泥漿灌注。水泥漿沉降后再灌注,直至鉆孔3充滿水泥漿。支護(hù)螺紋鋼5頭部位于鉆孔3的孔底,尾部位于一步采分條I內(nèi)。3)、利用同一根生根螺紋鋼4將(同一分層中的)同一條一步采分條I內(nèi)的支護(hù)螺紋鋼5的尾部連接在一起。生根螺紋鋼4與支護(hù)螺紋鋼5的走向互相垂直,如圖2所示。連接方式一、支護(hù)螺紋鋼5的尾部均帶有穿接環(huán),生根螺紋鋼4從穿接環(huán)中穿過。連接方式二、生根螺紋鋼4與護(hù)螺紋鋼5的尾部相焊接。三、充填作業(yè)· 螺紋鋼安裝完畢后進(jìn)行采場膠結(jié)充填作業(yè),使生根螺紋鋼4與護(hù)螺紋鋼5的尾部所處的一步米分條I內(nèi)充滿膠結(jié)充填體。四、后續(xù)工程
      二步采回采作業(yè)一步采第三分層充填作業(yè)結(jié)束后,可同時(shí)進(jìn)行二步采礦體的回采,但必須保證二步采施工始終落后于一步采施工至少兩個(gè)分層。二步采的施工方法沿二步采采聯(lián)開鑿進(jìn)入礦體的二步采切巷,沿二步采切巷左右兩幫進(jìn)行二步采分條2回采,二步采分條2可同時(shí)進(jìn)行回采或按序依次回采;二步采分條2的開采邊界就是一步采的充填體。注二步采的第一分層按掘進(jìn)布孔。二步采回采作業(yè)結(jié)束后,充填尾砂。
      權(quán)利要求
      1.下向短錨索連續(xù)、多層預(yù)支護(hù)方法,其特征在于包括以下步驟一、支護(hù)前的準(zhǔn)備工程垂直礦體走向開鑿若干條互相平行且間隔分布的一步采采聯(lián)和二步采采聯(lián),一步采采聯(lián)和二步采采聯(lián)均到達(dá)礦體下盤邊界;之后沿一步采采聯(lián)開鑿進(jìn)入礦體的一步采切巷,然后沿一步采切巷兩幫開鑿平行礦體走向的若干條一步采分條(1), 位于同一條一步采切巷的左右兩側(cè)的一步采分條交錯(cuò)布置,相鄰兩條一步采分條(I)之間的礦體作為二步采分條(2)的回采輪廓;二、從第二分層開始,一步采分條(I)回采結(jié)束后進(jìn)行如下預(yù)支護(hù)作業(yè)1)、沿一步采分條(I)兩幫底板偏上位置開鑿下向傾斜鉆孔(3),鉆孔(3)孔底位置在二步采分條(2)設(shè)計(jì)回采的頂板處;2)、在鉆孔(3)內(nèi)安裝支護(hù)螺紋鋼(5)并進(jìn)行水泥漿灌注,支護(hù)螺紋鋼(5)頭部位于鉆孔(3)的孔底,尾部位于一步采分條(I)內(nèi);3)、利用同一根生根螺紋鋼(4)將同一條一步采分條(I)內(nèi)的支護(hù)螺紋鋼(5)的尾部連接在一起,生根螺紋鋼(4)與支護(hù)螺紋鋼(5)的走向互相垂直;螺紋鋼安裝完畢后進(jìn)行采場膠結(jié)充填作業(yè),使生根螺紋鋼(4)與護(hù)螺紋鋼(5)的尾部所處的一步米分條(I)內(nèi)充滿膠結(jié)充填體;三、一步采第三分層充填作業(yè)結(jié)束后,可同時(shí)進(jìn)行二步采礦體的回采,但必須保證二步采施工始終落后于一步采施工至少兩個(gè)分層;二步采的施工方法沿二步采采聯(lián)開鑿進(jìn)入礦體的二步采切巷,沿二步采切巷左右兩幫進(jìn)行二步采分條(2)回采,二步采回采作業(yè)結(jié)束后,充填尾砂。
      2.如權(quán)利要求I所述的下向短錨索連續(xù)、多層預(yù)支護(hù)方法,其特征在于生根螺紋鋼(4)與支護(hù)螺紋鋼(5)尾部之間的連接方式為支護(hù)螺紋鋼(5)的尾部均帶有穿接環(huán),生根螺紋鋼(4)從穿接環(huán)中穿過。
      3.如權(quán)利要求I所述的下向短錨索連續(xù)、多層預(yù)支護(hù)方法,其特征在于生根螺紋鋼(4)與支護(hù)螺紋鋼(5)尾部之間的連接方式為生根螺紋鋼(4)與護(hù)螺紋鋼(5)的尾部相焊接。
      全文摘要
      本發(fā)明是一種下向短錨索連續(xù)、多層預(yù)支護(hù)方法,從第二分層開始,一步采分條回采結(jié)束后進(jìn)行如下預(yù)支護(hù)作業(yè)首先沿一步采分條兩幫底板偏上位置開鑿下向傾斜鉆孔,然后在鉆孔內(nèi)安裝支護(hù)螺紋鋼并進(jìn)行水泥漿灌注,再利用同一根生根螺紋鋼將同一條一步采分條內(nèi)的支護(hù)螺紋鋼的尾部連接在一起,再進(jìn)行采場膠結(jié)充填作業(yè)。二步采回采作業(yè)結(jié)束后,充填尾砂。本方法對待采礦體進(jìn)行了超前、連續(xù)、多層支護(hù),可徹底根治采場頂板冒落。
      文檔編號E21D21/00GK102926776SQ20121046327
      公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月17日
      發(fā)明者修國林, 楊竹周, 馬云慶, 王瑞星, 王善飛 申請人:山東黃金礦業(yè)(萊州)有限公司三山島金礦
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