一種整體液壓可伸縮移動襯車在軟巖巷道支護中的成功應用

張 虎，李 強

（1.赤峰柴胡欄子黃金礦業有限公司，內蒙古 赤峰 024039；2.山東黃金集團中華礦業事業部運營管理部，山東 濟南 250000）

在地下金礦開采過程中，受地質條件的影響，特別是在面對松軟、破碎軟巖的地質情況時，巷道支護成了難題，在實際工作中，我們經常會遇到冒頂和片幫等現象，這給巷道支護造成了極大的困難[1-3]。在傳統的開采工作中，一般會采用澆筑混凝土支護方式，但這種傳統的方式存在著成本高、勞動強度大、作業流程復雜、作業周期長和安全隱患大等系列問題，本文我們將就這一問題開展松散膨脹復合型軟巖巷道整體襯砌快速支護技術的相關研究。

1 軟巖巷道的特征和支護現狀

（1）軟巖特征。軟巖主要指在開采過程中遇到的松散、破碎、流變、膨脹及高低應力等情況的巖體。相對來說軟巖極易因吸水導致膨脹、變形、崩解的特點。對于軟巖巷道來講，其有著自穩性差，且軟巖變形速度快、變形量大、持續時間長,一般軟巖巷道在掘進后1-2天就會開始變形，而且變形時間長，除此，軟巖巷道還存在著圍巖的四周來壓、底鼓明顯的情況，這都直接影響這開采工作的效率、質量及安全問題。

（2）軟巖巷道支護現狀。在現有的軟巖巷道支護中，通常是采用錨噴支護、U型鋼支架加混凝土澆筑的方式進行支護，但這種都無法控制流化等引起的過量變形、破壞問題，其主要體現在幾點：首先，先錨固再澆筑的支護方法，錨固后圍巖的自承圈厚度大約是0.6m，但錨桿遠大于這個長度，會導致錨桿浪費很大。其次，由于巷道開挖后圍巖的應力會重新分布，且會因為變形等問題對支護體產生極大的壓力，這就需要支護體必須要有一定的剛度。再次，圍巖表面約束力本就不強，在高應力或構造力的作用下，最終導致圍巖徹底破壞。這種情況下，支護會不斷需要更換，且所產生的成本會隨著工期的延長不斷增加。

2 液壓可伸縮移動襯車

為了改變上述的這種軟巖巷道問題，我們對此進行了研究，通過現場地質調查，對圍巖的損傷破壞機理的分析，以及軟巖工程力學理論的應用，最后提出了一套以液壓可伸縮移動襯車為主的整體襯砌支護加錨網耦合支護裝置，在有效解決軟巖支護的同時，還能有效做到了防止巖體的潮解與吸水風化，保障人員安全，提高工作效率，節約成本。

該移動襯車包括門形支架與軌道部分、可伸縮襯板部分和液壓支撐部分、礦車部分（整體結構如圖1）。在實施的過程中首先以門架交叉支撐連接鋼管，以搭建出于巷道地面相連的門型鋼管腳架。其次，用4塊4mm厚的鋼板鏈接而成（具體尺寸根據施工巷道的尺寸規格制作）可伸縮襯板，板由板與板之間通過槽鋼加固，以確保襯板不易變形，襯板接頭處采用鉸鏈連接，以實現襯板的可伸縮性，并且通過此鏈接的方式，能有效解決襯板拆卸時的大變形問題；然后再在襯板間布置多個注漿管接頭，通過注漿管接頭在襯板外圍澆筑混凝土成型的整體襯砌層，這極大地簡化了灌漿成模的作業流程，降低了混凝土鑄模和脫模的時間，提高了工作效率，并且確保了支護通道的穩定性；再次，在門形支架頂端和可伸縮襯板之間通過多根液壓支架連接，通過液壓功能實現襯板的固定，除此還設置了2根可伸縮支架，以應對力作用下的變形支撐問題和片幫、漏頂等現象的發生。最后，將礦車設置于門型支架內，在門型支架的左、右兩側設置軌道，通過耙裝機的液壓系統帶動移動襯車的液壓泵，以此實現襯車能靈活移動，通過液壓系統的資源共享，還能有效減少襯車的體積，提高了巷道空間的利用率。通過門型支架，能夠有效地增強圍巖的整體性和穩定性，起到轉移圍巖的應力及變形能的作用，同時也消除了片幫、漏頂等現象的發生，降低了生產成本。且人員在門型支架下通過軌道完成出行和出渣作業，能更好的保證人員的安全性和人員的工作效率。

圖1 一種可伸縮預制模版混凝土支護加錨網耦合支護系統

3 經濟效益分析

2014年3月起，我們在赤峰柴胡欄子黃金礦業有限公司柴胡欄子金礦的3#盲豎井三、四、六、八、十中段進行了為期15個月的試用，我們發現其社會效益和經濟效益都非常明顯，從工期上來看，3#盲豎井三、四、六、八、十中段縮短了建設工期98天，其帶來了提前生產副產礦量2656噸的經濟效益，從人工成本上來看，以該井施工的370m松散軟巖破碎巷道長度來看，總共節約了約10萬元的人工及材料成本。若能大量推廣，其會產生大量的經濟效益。

4 結語

本次研究我們是直接針對軟巖地壓大、來壓快、變形大、變形持續時間長等特點，在噴射混凝土支護的基礎上應進行了二次支護，二次支護采用錨網支護的方式，這樣就保證了在先期支護實現了一定的讓壓作用，即在柔性支護的基礎上，二次支護又保證了足夠的剛度，以防止圍巖無限制變形，能夠避免巷道斷面大幅度縮小，其實現了快速、簡單、高效支護，且有著勞動強度低、回收利用率大、經濟、安全等特點，但還需業內人員繼續研究，以更好的解決長時間穩定的問題。