青菜沖礦采場頂板支護方法及施工技術(shù)研究

曹仁貴

(貴州開磷集團礦業(yè)總公司， 貴州貴陽 550302)

貴州開磷(集團)礦業(yè)總公司青菜沖礦的礦體產(chǎn)狀和礦區(qū)的地層一致，礦體的平均傾角為38°。青菜沖礦一直來采用分段空場嗣后充填法開采，分段垂高為10 m，采場沿走向長度為25 m，保證采場的安全是該礦工作的重點。

1 采場支護理論與工藝

由于青菜沖礦開采方法的特點，采場的頂板是由兩邊的原巖或者兩邊已經(jīng)充填的采場支撐，采場的頂板可以視為由許多個均質(zhì)的板梁組成，見圖1，可采用材料力學的簡支梁理論分析頂板的變形受力情況，進而提出合理的支護方法。

圖1 采場頂板受力結(jié)構(gòu)分析

頂板受自重作用，可認為是施加到梁上的均質(zhì)力，頂板的受力見圖2。

圖2 自重作用下的頂板簡化梁受力結(jié)構(gòu)分析

采場頂板支護參數(shù)是:錨桿長1.8 m，排距1 m，間距0.9 m;錨索長5.3 m，間距、排距均是2 m;10號冷拔絲做鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)度是0.1 m×0.1 m，網(wǎng)片是2 m×2 m。

根據(jù)青菜沖礦的開采技術(shù)條件，同時需支護速度快，施工簡單等，選用聯(lián)合支護方式，見圖3。

圖3 采場支護示意

采場頂板支護施工錨桿及錨索都采用MQT－130/2.8氣動錨桿鉆機，其既能夠鉆錨桿孔、錨索孔，還能夠攪拌及安裝采用樹脂藥卷支護的錨桿和錨索。使用該設備時應注意:定位時，轉(zhuǎn)速要慢，推力要小，鉆到30 mm左右時，逐步加大轉(zhuǎn)速及推進力正常鉆孔;鉆孔施工好后，關(guān)閉進氣，調(diào)小水量，減慢轉(zhuǎn)速，鉆機帶著鉆桿回轉(zhuǎn);用錨桿把錨固劑推入鉆孔底部攪拌樹脂藥卷;擰上托盤及螺帽，施加預應力，施工完成。

2 采場支護強度現(xiàn)場測試

錨索的荷載需為300 kN時才能保證采場頂板穩(wěn)定，由檢測規(guī)范可知，檢測的實際荷載是75，150，225，300，330 kN。

錨桿的荷載需為100 kN時才能保證采場頂板穩(wěn)定，由檢測規(guī)范可知，檢測的實際荷載是25，50，75，100，110 kN。

現(xiàn)場試驗選用SW－300錨桿(索)拉拔儀檢測，檢測的錨桿及錨索荷載－位移曲線分別如圖4、圖5所示。

圖4 2.5 m錨桿的荷載－位移曲線

圖5 錨索的荷載－位移曲線

由檢測結(jié)果可知，錨桿的極限荷載大于100 kN，錨索的極限荷載大于300 kN，滿足設計要求，施工質(zhì)量合格。

3 結(jié)語

本文根據(jù)青菜沖礦的開采技術(shù)條件進行采場支護方法及支護參數(shù)進行設計，施工完后，用SW－300錨桿(索)拉拔儀驗證錨桿(索)的支護強度，檢測錨固力，結(jié)果表明，錨桿和錨索的實際錨固力比設計錨固力大，施工質(zhì)量合格。

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