專利名稱：充填體內(nèi)巷道或硐室支護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種充填體內(nèi)巷道或硐室支護(hù)方法，屬于充填采礦技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，由于充填技術(shù)的快速發(fā)展和井下無軌自行設(shè)備的廣泛應(yīng)用，充填采礦作為一種安全高效的開采方法已得到廣泛的應(yīng)用與發(fā)展。充填采礦法具有回采率高、靈活性大、適應(yīng)范圍廣、環(huán)保等一系列不可替代的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)存在一些自身無法克服的弊端和不足。在充填體包裹下的礦柱或殘礦回采中，如何實(shí)現(xiàn)充填體內(nèi)巷道或硐室開挖與支護(hù)是礦山開采后期普遍面臨的技術(shù)難題之一。充填體屬于軟弱破碎介質(zhì)，具有強(qiáng)度低、穩(wěn)定性差、易水解等特點(diǎn)。充填體的變形是衡量充填體內(nèi)巷道礦壓顯現(xiàn)強(qiáng)烈程度和維護(hù)狀況的重要指標(biāo)。充填體的力學(xué)性質(zhì)對(duì)巷道穩(wěn)定性有重要影響，根據(jù)許多井下觀測(cè)，可歸納出充填體巷道的變形有以下特征:(I)巷道變形有明顯的時(shí)間效應(yīng)。表現(xiàn)為初始變形速度很大變形趨向穩(wěn)定后仍以較大速度產(chǎn)生流變，且持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)，有的達(dá)數(shù)年之久，若不采取有效的支護(hù)措施，則由于充填體變形急劇加大，勢(shì)必導(dǎo)致巷道失穩(wěn)破壞，這種變形特征明顯地表現(xiàn)出蠕變的三個(gè)變形階段，即減速蠕變、定常蠕變和加速蠕變。(2)巷道變形有明顯的空間效應(yīng)。其一表現(xiàn)為充填體與掘進(jìn)工作面的相對(duì)位置對(duì)其力學(xué)狀態(tài)的影響，通常在距工作面I倍巷寬以遠(yuǎn)的地方就基本上不受掘進(jìn)工作面的制約；其二表現(xiàn)為巷道所在深度不僅對(duì)充填體的變形或穩(wěn)定狀態(tài)有明顯影響，而且影響程度比堅(jiān)硬巖石大得多。(3)巷道變形對(duì)應(yīng)力擾動(dòng)和環(huán)境變化比較敏感。表現(xiàn)為當(dāng)充填體巷道受鄰近開掘或修復(fù)巷道、水的浸蝕、支架折損失效、爆破震動(dòng)以及采動(dòng)等的影響時(shí)，都會(huì)引起巷道圍巖變形的急劇增長(zhǎng)。(4)巷道的自穩(wěn)時(shí)間短。由于上述因素的差異，充填體圍巖的自穩(wěn)時(shí)間通常為幾十分鐘到十幾小時(shí)，有的頂板一暴露就立即冒落，這主要取決于充填體的強(qiáng)度、內(nèi)聚力、暴露面的形狀和面積，因此在決定巷道掘進(jìn)方式和支護(hù)措施時(shí)必須考慮到巷道充填體的自穩(wěn)時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有的充填采礦技術(shù)中存在的充填體對(duì)巷道變形有明顯的時(shí)間和空間效應(yīng)、對(duì)應(yīng)力擾動(dòng)和環(huán)境變化比較敏感、自穩(wěn)時(shí)間較短的問題，進(jìn)而提供了 一種充填體內(nèi)巷道或硐室支護(hù)方法。為此，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案:一種充填體內(nèi)巷道或硐室支護(hù)方法，包括:采用噴射混凝土與錨索聯(lián)合支護(hù)方式或錨桿掛網(wǎng)與噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)方式對(duì)鑿巖硐室進(jìn)行支護(hù)；采用錨桿、錨網(wǎng)與噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)方式對(duì)出礦穿脈進(jìn)行支護(hù)；
采用噴射混凝土、錨桿和金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)方式作為初期支護(hù)，待圍巖變形達(dá)到預(yù)定的穩(wěn)定程度時(shí)采用模筑鋼筋混凝土支護(hù)對(duì)出礦進(jìn)路眉線處進(jìn)行支護(hù)。本發(fā)明適用于充填體或類似充填體的松散、軟破介質(zhì)內(nèi)巷道或硐室工程的開挖和支護(hù)，以常規(guī)方法實(shí)現(xiàn)了難度極大的充填體內(nèi)工程支護(hù)問題，既有效控制和管理采場(chǎng)地壓，保障充填體的穩(wěn)定，又能大大提高支護(hù)效率，降低支護(hù)成本，提高開采的經(jīng)濟(jì)效益。具


圖1為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
提供的第一種鑿巖硐室支護(hù)方式示意圖；圖2為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
提供的第二種鑿巖硐室支護(hù)方式示意圖；圖3為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
提供的出礦穿脈支護(hù)方式示意圖；圖4為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
提供的出礦穿脈眉線處支護(hù)方式示意圖；圖5為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
提供的采準(zhǔn)巷道掘進(jìn)與支護(hù)的施工流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。在井巷或硐室掘進(jìn)時(shí)采用光面爆破控制爆破技術(shù)，噴錨支護(hù)應(yīng)緊跟工作面及時(shí)進(jìn)行。根據(jù)鑿巖硐室、出礦穿以及回風(fēng)聯(lián)絡(luò)道所處位置的巖體和充填體情況，研究和預(yù)測(cè)巷道的圍巖變形規(guī)律，因地制宜合理選擇巷道支護(hù)形式和參數(shù):采用噴射混凝土與錨索聯(lián)合支護(hù)方式以及錨桿、錨網(wǎng)與噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)方式；出礦進(jìn)路眉線處采用噴射混凝土、錨桿、金屬網(wǎng)與后期模筑鋼筋混凝土結(jié)合的復(fù)合支護(hù)方式。本發(fā)明的具體實(shí)施方式
提供了一種充填體內(nèi)巷道或硐室支護(hù)方法，包括:(I)、采用噴射混凝土與錨索聯(lián)合支護(hù)方式或錨桿掛網(wǎng)與噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)方式對(duì)鑿巖硐室進(jìn)行支護(hù)。具體的，根據(jù)鑿巖硐室所布置的巖層位置，可采用噴射混凝土與錨索聯(lián)合支護(hù)方式以及錨桿掛網(wǎng)與噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)方式。如圖1所示，當(dāng)硐室頂板為巖體時(shí)，可采用全斷面噴射混凝土及拱部錨索聯(lián)合支護(hù)方式，混凝土的噴層厚度為50-150mm，優(yōu)選為100mm，錨索的參數(shù)為:錨索采用直徑10-20mm(優(yōu)選10_20mm)的除銹除油鋼絲線，長(zhǎng)5 10m(優(yōu)選6 8m),網(wǎng)度為拱部環(huán)向1000-2000mm(優(yōu)選1500mm)，硐室走向方向1500-2500mm(優(yōu)選2000mm)，注漿混凝土配比為水泥:砂:水=1:1:0.4，錨索布置方式為梅花形或菱形。如圖2所示，當(dāng)硐室頂板為充填體時(shí)，采用錨桿掛網(wǎng)及全斷面噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)方式，混凝土的噴層厚度為50-150mm,優(yōu)選為100mm,錨桿布置方式為全斷面布置，具體參數(shù)為:錨桿長(zhǎng)1.8 2.5m(優(yōu)選2.0 2.2m)，間距為環(huán)向間距0.5_lm (優(yōu)選0.80m)，縱向間距0.6 1.2m(優(yōu)選0.8 1.0m),金屬網(wǎng)布置在拱和墻的部位。(2)、采用錨桿、錨網(wǎng)與噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)方式對(duì)出礦穿脈進(jìn)行支護(hù)。具體的，如圖3所示，采場(chǎng)底部出礦穿脈以及出礦回風(fēng)聯(lián)絡(luò)道大部分在膠結(jié)充填體中掘進(jìn)形成，直接頂板即為尾砂膠結(jié)充填體，設(shè)計(jì)采用錨桿、錨網(wǎng)與噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)方式?；炷恋膰妼雍穸葹?0-150mm,優(yōu)選為IOOmm,,錨桿布置方式為全斷面布置,具體參數(shù)為:錨桿長(zhǎng)1.8 2.5m (優(yōu)選為2.0 2.2m)，間距為環(huán)向間距0.5_lm (優(yōu)選0.80m)，縱向間距0.8 1.2m(優(yōu)選0.8 1.0m),金屬網(wǎng)布置在拱和墻的部位。(3)、采用噴射混凝土、錨桿和金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)方式作為初期支護(hù)，待圍巖變形達(dá)到預(yù)定的穩(wěn)定程度時(shí)采用模筑鋼筋混凝土支護(hù)對(duì)出礦進(jìn)路眉線處進(jìn)行支護(hù)。具體的，如圖4所示，出礦進(jìn)路眉線處是支護(hù)工作重點(diǎn)，特別是放礦口等應(yīng)力集中區(qū)域很容易發(fā)生破壞，所以這部分采用復(fù)合式支護(hù)方式:由噴射混凝土、錨桿和金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)方式構(gòu)成初期支護(hù)，待圍巖變形漸趨穩(wěn)定(變形速率接近O)時(shí)，施作模筑鋼筋混凝土支護(hù)。模筑鋼筋混凝土厚度為20-40cm(優(yōu)選30cm)，強(qiáng)度等級(jí)為C30，鋼筋采用Φ22螺紋鋼，網(wǎng)度為30cmX 30cm。同時(shí)由于采場(chǎng)采用單側(cè)塹溝出礦底部結(jié)構(gòu)，回采過程中，在爆破第5排孔時(shí)實(shí)行不同的裝藥深度控制爆破，保護(hù)放礦口礦巖的穩(wěn)定性。根據(jù)地下工程新奧法支護(hù)設(shè)計(jì)與施工的理論原則，在巷道或硐室掘進(jìn)時(shí)宜采用光面爆破的控制爆破技術(shù)，噴錨支護(hù)應(yīng)緊跟工作面及時(shí)進(jìn)行，并且應(yīng)遵循如圖5所示標(biāo)準(zhǔn)工藝流程，具體包括:首先根據(jù)圍巖勘探資料與現(xiàn)場(chǎng)情況擬定開挖和初步支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)；在巷道的光面進(jìn)行爆破，以保證巷道成型，并且使巷道的周邊圓順；圍巖暴露后根據(jù)巷道成型情況，噴射50-150mm的混凝土封閉巖面；如有必要還需安裝錨桿和鋼筋網(wǎng)；繼續(xù)對(duì)巖面噴射混凝土至設(shè)計(jì)厚度；最后對(duì)支護(hù)進(jìn)行監(jiān)控測(cè)量，若合格則結(jié)束支護(hù)，否則根據(jù)監(jiān)控測(cè)量結(jié)果修正開挖與支護(hù)參數(shù)后重新進(jìn)行支護(hù)。本具體實(shí)施方式
提供的技術(shù)方案適用于充填體或類似充填體的松散、軟破介質(zhì)內(nèi)巷道或硐室工程的開挖和支護(hù)，以常規(guī)方法實(shí)現(xiàn)了難度極大的充填體內(nèi)工程支護(hù)問題，既有效控制和管理采場(chǎng)地壓，保障充填體的穩(wěn)定，又能大大提高支護(hù)效率，降低支護(hù)成本，提高開采的經(jīng)濟(jì)效益。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明實(shí)施例揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種充填體內(nèi)巷道或硐室支護(hù)方法，其特征在于，包括: 采用噴射混凝土與錨索聯(lián)合支護(hù)方式或錨桿掛網(wǎng)與噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)方式對(duì)鑿巖硐室進(jìn)行支護(hù)； 采用錨桿、錨網(wǎng)與噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)方式對(duì)出礦穿脈進(jìn)行支護(hù)； 采用噴射混凝土、錨桿和金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)方式作為初期支護(hù)，待圍巖變形達(dá)到預(yù)定的穩(wěn)定程度時(shí)采用模筑鋼筋混凝土支護(hù)對(duì)出礦進(jìn)路眉線處進(jìn)行支護(hù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充填體內(nèi)巷道或硐室支護(hù)方法，其特征在于，所述噴射混凝土與錨索聯(lián)合支護(hù)方式包括:當(dāng)硐室頂板為巖體時(shí)，混凝土的噴層厚度為50-150mm，錨索采用直徑10-20mm的除銹除油鋼絲線，長(zhǎng)5 10m，網(wǎng)度為拱部環(huán)向1000-2000mm，硐室走向方向1500-2500mm，注漿混凝土配比為水泥:砂:水=1:1:0.4，錨索布置方式為梅花形或菱形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充填體內(nèi)巷道或硐室支護(hù)方法，其特征在于，所述錨桿掛網(wǎng)與噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)方式包括:當(dāng)硐室頂板為充填體時(shí)，混凝土的噴層厚度為50-150mm，錨桿布置方式為全斷面布置，錨桿長(zhǎng)1.8 2.5m,間距為環(huán)向間距0.5_lm，縱向間距0.6 1.2m,網(wǎng)掛在拱和墻的部位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充填體內(nèi)巷道或硐室支護(hù)方法，其特征在于，所述錨桿、錨網(wǎng)與噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)方式包括:混凝土的噴層厚度為50-150mm，錨桿布置方式為全斷面布置，錨桿長(zhǎng)1.8 2.5m,間距為環(huán)向間距0.5-lm，縱向間距0.8 1.2m,網(wǎng)掛在拱和墻的部位。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充填體內(nèi)巷道或硐室支護(hù)方法，其特征在于，所述模筑鋼筋混凝土支護(hù)包括:模筑鋼筋混凝土的厚度為20-40cm，強(qiáng)度等級(jí)為C30，鋼筋采用Φ22螺紋鋼，網(wǎng)度為30cmX30cm。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種充填體內(nèi)巷道或硐室支護(hù)方法，包括采用噴射混凝土與錨索聯(lián)合支護(hù)方式或錨桿掛網(wǎng)與噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)方式對(duì)鑿巖硐室進(jìn)行支護(hù)；采用錨桿、錨網(wǎng)與噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)方式對(duì)出礦穿脈進(jìn)行支護(hù)；采用噴射混凝土、錨桿和金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)方式作為初期支護(hù)，待圍巖變形達(dá)到預(yù)定的穩(wěn)定程度時(shí)采用模筑鋼筋混凝土支護(hù)對(duì)出礦進(jìn)路眉線處進(jìn)行支護(hù)。本發(fā)明適用于充填體或類似充填體的松散、軟破介質(zhì)內(nèi)巷道或硐室工程的開挖和支護(hù)，以常規(guī)方法實(shí)現(xiàn)了難度極大的充填體內(nèi)工程支護(hù)問題，既有效控制和管理采場(chǎng)地壓，保障充填體的穩(wěn)定，又能大大提高支護(hù)效率，降低支護(hù)成本，提高開采的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)E21D11/10GK103195454SQ20131013228
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月16日
發(fā)明者方志甫, 解聯(lián)庫(kù), 衛(wèi)明, 余斌, 鄒賢季, 陳何, 史傳哲, 許文遠(yuǎn), 王林, 曹輝, 蘇廣宇, 王湖鑫, 馮盼學(xué) 申請(qǐng)人:銅陵有色金屬集團(tuán)股份有限公司安慶銅礦, 北京礦冶研究總院