鐵礦巷道掘進施工技術

吳　迪（河鋼集團礦業公司田興鐵礦,河北　灤縣　063700）

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鐵礦巷道掘進施工技術

吳迪
（河鋼集團礦業公司田興鐵礦,河北灤縣063700）

摘 要：某鐵礦礦體及圍巖中節理裂隙十分發育，局部巖層自穩能力極差，前期施工采用少穿孔多裝藥的爆破方式，支護工作效率低成本高效果差。采用光面爆破技術，可減小對巖石的擾動破壞，結合超前預支護配合錨噴網支護技術，充分利用圍巖的自支承能力，有效的預防了垮冒現象的發生，同時降低了支護成本，加快了掘進速度。

關鍵詞：巷道掘進；節理發育；垮冒；光面爆破；超前預支護；錨噴網

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，產狀與圍巖一致。巖石在深部較軟，節理、裂隙十分發育，泥質充填物存在于節理間，遇水軟化膨脹，大都呈散體堆砌狀，整體穩固性較差。巷道開挖后，局部圍巖自穩時間極短，來不及支護就發生變形垮冒，嚴重制約了該礦巷道的掘進施工進度。

1　巷道掘進施工

1.1支護現狀

（1）預支護：掘進這個礦巷道時如碰到的巖層解理發育顯著不穩定，基于對垮冒現象在爆破后形成的預防、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，把40毫米鋼管錨桿（四米長）插入孔中，不固定抑或簡單固定鋼管自由端，掘進作業在安裝鋼管結束后就可展開，1.8-2.2米是每次進尺標準；（2）支護形式：用鋼拱架來支護圍巖的容易垮冒部位；噴射30-50毫米厚的混凝土來支護穩固圍巖部位；（3）爆破形式：一般來說，把總計裝50公斤炸藥的37 個2.2-2.4米深的炮孔布置在3.8米×3.6米斷面，起爆經由炸藥乳化、導爆雷管完成。

1.2不足之處研究

（1）超前錨桿預支護技術在這個礦中運用，鋼管直徑較大，錨桿孔相互之間的距離偏小，巷道頂板處像產生了弱面，會切割割損壞原有巖層，而且因為有較大的錨桿孔仰角，所以在開挖掘進之后，獨立懸吊巖體會在在錨桿下部產生，冒落很容易形成；（2）掘進開挖時，因為爆破方式是多裝藥、少打孔，有明顯超欠挖狀況，巷道無法有效成型，發生顯著應力集中，有較大的爆破松動圈，會明顯擾動破壞圍巖，散體堆砌狀巖層松動會就此形成于超前錨桿的上部，因為鋼管錨桿自由端根本不存在支撐力、重力場作用，頂板垮冒事故最終形成。通常來說，至少要十天才能處理完5米左右的垮冒段，這給掘進施工進度帶來顯著影響；（3）通常運用鋼拱架來支護巷道圍巖易垮冒段，這是一種作業周期長、支護成本高的被動型支護方法，增加了工程建筑時間、成本，而且會埋下開挖未來回采進路的隱患。對圍巖自穩時間短這一特征極難有效適應；（4）混凝土噴射支護巷道圍巖相對穩固的部位。操作時通常要噴2次，二次間隔1到2天，如果2次噴射間隔過久，應有功能無法發揮，支護效果會被弱化。每次噴射20-30毫米厚。因為只噴1次厚度太薄，無法進行剪應力、拉應力傳遞。

2　改進掘進方式

2.1爆破

不穩固巷道超欠挖量會被光面爆破降低。巖壁在爆破后沒有明顯應力集中狀況，變得平滑，破壞、擾動圍巖弱化，對圍巖完整性形成保護，提升了其穩定性；配合運用鋼拱架、超前錨桿錨噴網這類支護，巷道穩定性獲得保障，迅速安全的掘進目標實現。比如，開挖超前預支護巷道時， 1.4-1.6米爆破進尺量/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（顧及圍巖節理相對發育），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，周邊孔位準確，表1為爆破參數。

表1　　　　　　　　　

孔內均勻分布炸藥，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 改進支護方案

（1）混凝土噴射支護。混凝土噴射支護巷道圍巖相對穩固部位。浮石清理、巷道檢查以及巷道欠挖處理等是噴射前工作，基于對受噴面墜落混凝土現象預防所需，噴射要由墻角朝上進行，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，混凝土必須達到100毫米厚。

（2）錨噴支護。宜運用錨噴支護圍巖有明顯暴露面積而相對穩固或圍巖節理相對發育且相對穩固部位。螺紋鋼錨桿規格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。安裝錨桿結束之后混凝土噴射開始。

3　結語

在巖層不穩固易垮冒地段使用超前預支護技術，對開挖段周邊巖層起到預先錨固和支撐作用，有效預防冒頂現象的發生錨噴網支護，使開挖巷道周邊巖體和錨桿網片混凝土組成整體結構，形成組合拱作用，充分發揮圍巖的自支承能力，阻止深部圍巖的變形 采用光面爆破技術和錨噴網支護，可大大降低巷道的支護成本，提高了掘進速度。

參考文獻:

[1]宋衛東,何明華,雷遠坤等.程潮鐵礦采場斷層破碎帶調查預支護實踐[J].黃金,2002(12):18-19．

[2]王貽明,韓方健.軟弱破碎礦巖巷道支護技術研究[J].礦業快報，2004(02):1-2．

[3]宋衛東,明士祥,李仲和.圍巖自穩型極差巷道的安全快速掘進支護技術的實驗研究[K].工業安全與防塵,1996(12):12-14.

作者簡介：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