地下銅礦破碎圍巖巷道支護技術應用分析

張振平，譚崇明

（江西銅業股份有限公司武山銅礦,江西 瑞昌 332200）

為提高銅礦開采的生產效率，在開采過程中，先進的現代化技術顯得尤為重要，目前應用較為廣泛的巷道支護技術為木支護、鋼型支護和錨桿支護等技術，但在目前的巷道支護技術中，仍然存在一定的問題，在開采過程中，隨著開采深度的不斷增加，巷道支護難的問題時有發生，加上我國的巷道開采多處于破碎和軟巖圍巖狀態下，增加了支護的難度，對支護技術提出了更高的要求，因此要充分發揮支護技術的重要意義，提高圍巖的穩定性是礦井巷道支護的關鍵。

1 破碎圍巖形成原因及原理

隨著礦產資源需求量的不斷增加，銅礦開采深度也不斷增加，不同地質層的條件各不相同，受井下圍巖和高應力的影響，容易發生工作層圍巖的頂板松動情況，加上水文地質條件等危害，對銅礦的支護技術有更高的要求，在作業過程中，當頂板受到擠壓變形容易導致頂板巖石的破裂，形成破碎圍巖而發生脫落情況，當形成這種頂板時，技術人員要加強對破碎圍巖的支護技術支撐；另一方面，從底板巖石受力情況來看，頂板處于為支護狀態，底板也容易發生的底鼓，進而導致巷道內部的變形。

針對頂板破碎和圍巖松散的巷道，多數開采企業采用架棚支護方式，該方式單純采用架棚支護，成本高且勞動強度大，根據實際操作情況來看，該種支護方式未取得良好的支護效果，破碎圍巖層的支護方式存在材料消耗大、施工困難和安全隱患大等問題，因此提出不同的支護理論，在開采前，開采過程中受重力和高應力的影響，圍巖沿著不同的方向垂直變形，開采過程中，原始的平衡力遭到破壞，將重新分布在不同的巖層，導致巖層兩端在重應力的影響下，頂板出現彎曲變形的情況。

巷道的支護理論眾多，主要分為圍巖強度強化理論、新奧法支護理論、松動圈支護理論和聯合支護理論等，在開采過程中采用較多的是圍巖強度強化理論和新奧法支護理論，圍巖強度強化理論以巷道錨桿支護為基礎，通過錨桿支護技術，增加圍巖的承載能力，加固錨固區域的巖石，針對存在破碎或軟巖變形情況嚴重的巷道進行支護，多數應用于開采的深部巷道中。

2 巷道主要支護類型的選擇

（1）巷道支護技術眾多。錨桿支護技術經濟實用、防護性強，在錨桿支護初期，支護強度可選擇較低，隨著技術的引進，從低強度逐漸向高強度發展，有效控制圍巖出現的破碎和變形情況，通過對破碎圍巖進行支護，加強對錨桿支護技術的應用，有效控制圍巖發生破裂的可能。

（2）U型鋼可伸縮性支護技術。巷道在受到高應力影響發生變形后，利用U型鋼的可伸縮性特點，對圍巖膨脹情況設定相應的支護技術，以實用圍巖破碎范圍較大的軟巖巷道中，U型鋼可伸縮性支架具有結構簡單、承載能力大的特點，在變形嚴重的巷道中實用較為廣泛，但U型鋼支護技術無法適用于支護初期，無法有效控制圍巖的變形。

（3）錨桿支護技術。錨桿支護技術具有成本低和提高圍巖自身強度的優點，在破碎的巷道中是一種主動支護技術，可以提高圍巖的預緊力，提高圍巖自身的承載能力，盡管在巷道變形后會有多種支護方式出現，但以錨桿支護為主要支護方式。

（4）聯合支護。聯合支護方式是一種在軟巖狀態下且破碎圍巖情況嚴重的困難環境中的支護技術，通過多年的分析總結，破碎圍巖巷道的聯合支護技術集U型鋼支護和工字型支護技術一體，既可以充分發揮U型鋼的可伸縮性，又可以改變圍巖之間的相互作用力，從而達到聯合支護的目的

（5）“短錨+輕架”支護理論。“短錨+輕架”支護理論是一種新型支護方式，與其他傳統的支護方式不同的是，錨桿與棚架支護技術可以在充分發揮作用的同時相互作用，相互提高彼此的承載力，短錨桿支護可以增加棚架的數量，這在很大程度上可以提高棚架的穩定性和自身承載能力，錨桿對頂部的棚樑提供應力，相當于給棚架提供支點，減少棚架之間的距離，提高了棚架的穩定性。

3 銅礦巷道支護技術應用問題及改進措施

在開采過程中，巷道的圍巖應力會分布在頂板周圍，支護體需要承受較大的壓力，盡管支護體可以有效的設計支護方式，但對港道的掌握較難，在大強度的影響下，會發生嚴重變形；對破碎的軟巖巷道來說，巖石的膨脹受高應力的影響，在巷道破碎嚴重的位置容易發生變形或松動，降低支護的效果。

開采巷道過程中，需要合理的設計巷道的布局和穩定性，布置要在應力環境較好的區域，在對巷道的斷面和破碎巖石的支護方面，要根據巷道內部的具體情況制定相應的措施，對準備開采的巷道進行噴漿處理，并封閉巷道，既可以延長巷道的年限，又可以減少返修次數；破碎軟巖巷道受水文地質和礦山壓力等的影響，導致巖層表面不同情況的破碎，支護采用的錨桿支護、注漿支護等方式在各種外力的影響下，時間長了會表現出不同的變形特性，單純的錨桿支護會降低初始錨固力，錨桿的外端露在外面，更加增加了圍巖受壓變形破碎的情況。因此針對破碎巷道存在的諸多問題，可以采用二次支護方式，增強支護體自身的強度，增加巷道的穩定性，提高圍巖的承載能力，從巷道整體利用錨桿支護加固周圍的膨脹區域，強化圍巖的約束力，在實際操作過程中，錨桿支護和錨固技術難以控制巷道的變形，因此在二次支護的同時增加注漿加固方式，提高對圍巖的支護。

4 結語

通過研究發現，巷道的支護理論眾多，但在具體應用過程中，要根據具體實際情況采取相應的措施，充分利用二次支護技術，實施科學規范的巷道支護技術，以科學合理為基礎，為銅礦開采工作的順利進行奠定堅實的基礎。