阿舍勒銅礦深井高應(yīng)力大斷面硐室施工研究

鄧方鵬 丘永富

（新疆哈巴河阿舍勒銅業(yè)股份有限公司 哈巴河 836700）

1 引言

阿舍勒銅礦深井開(kāi)采深度已超過(guò)1200m，隨著礦體開(kāi)采及坑探深度增加，工程地質(zhì)日益復(fù)雜，圍巖應(yīng)力顯著增大。依據(jù)阿舍勒深部工程已揭露的巷道圍巖情況和圍巖應(yīng)力測(cè)試結(jié)果顯示，在開(kāi)采深度1100m時(shí)，其最大水平構(gòu)造應(yīng)力在60MPa以上，水平應(yīng)力為垂直應(yīng)力的1.5倍。已支護(hù)的巷道在高應(yīng)力的作用下的形變可達(dá)30cm以上。因此在保證安全的前提下，如何克服深井高應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)合理、循環(huán)有序大型硐室方案已成阿舍勒必須攻克的難題。

2 工程概況

本次鉆探硐室位于-200m-19線礦體上盤，該區(qū)域以片狀凝灰?guī)r為主，片理發(fā)育，巖石完整性差，易發(fā)生蝕變。在深部高應(yīng)力作用下，巖性破碎且有巖爆傾向，局部易見(jiàn)軟弱夾層，巖性變化大。其次開(kāi)拓工程易遇風(fēng)化裂隙帶和裂隙發(fā)育密集帶，散體結(jié)構(gòu)巖組和碎裂結(jié)構(gòu)巖組的巖石抗壓強(qiáng)度小，巖體質(zhì)量極劣，易發(fā)生大規(guī)模的冒頂、片幫、坍塌等重大不良工程地質(zhì)現(xiàn)象。

硐室設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面規(guī)格：9.2m（長(zhǎng)）×7.2m（寬）×9.6m（高），掘進(jìn)斷面積為56.31m2，硐室工程總量為854.88m2，硐室為棱臺(tái)狀，軸線沿水平方向布置。

3 高應(yīng)力硐室施工方案研究

傳統(tǒng)施工硐室工藝有全斷面一次成型法、臺(tái)階施工法、導(dǎo)硐法。因硐室斷面大，難以采用全斷面一次成型，且硐室軸向端較短，采用臺(tái)階法施工條件受限，因此根據(jù)地質(zhì)條件和現(xiàn)有礦山設(shè)備、支護(hù)工藝等工程實(shí)際，硐室采用導(dǎo)硐進(jìn)路法施工，施工工藝見(jiàn)圖1。

圖1 高應(yīng)力硐室施工工藝圖

（1）以硐室長(zhǎng)軸線為中心，掘進(jìn)規(guī)格3.6m（寬）×3.5m（高）1/4三心拱平巷到探礦硐室7.2m處，然后以設(shè)計(jì)硐室長(zhǎng)軸線為中心，向硐室寬度方向刷擴(kuò)至7.2米，支護(hù)形式：采用φ6.5鋼筋網(wǎng)片（@100mm×100mm），配L=2.0mφ40管楔式錨桿進(jìn)行臨時(shí)鎖巖，錨桿間排距為80cm×80cm，并視巖石穩(wěn)定性采取噴射砼支護(hù)。

（2）在探礦硐室長(zhǎng)軸線方向距硐室口3.6m，短軸線中心線位置向上掘進(jìn)一個(gè)措施天井，規(guī)格為6.1m（高）×1.8m×1.8m，然后由里向外向第二層拱頂掘進(jìn)，根據(jù)控拱頂距高度調(diào)整出渣、爆破量，支護(hù)形式與第一步相同。

（3）在第二步刷擴(kuò)的渣面對(duì)硐室頂層進(jìn)行刷擴(kuò)，并對(duì)硐室頂部及邊幫進(jìn)行永久性支護(hù)。采用花拱架錨噴網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)，即使用L=6m單層φ18螺紋鋼花拱架配合錨網(wǎng)支護(hù)，拱架間距80cm，每架拱架均勻分布施工7根φ40管楔式錨桿和3根L=2.8mφ18螺紋鋼水泥卷錨桿加固。

（4）根據(jù)揭露硐室圍巖情況，視情況進(jìn)行注漿錨桿加固，注漿砼強(qiáng)度為C20，水灰比0.5。

為了確保施工安全，硐室所有施工均采用短掘短支，噴砼厚度100mm。炮孔布置采用光面爆破，周邊眼距控制在400mm-600mm,盡量減輕對(duì)圍巖的破壞。為防止硐室底層在大面積刷擴(kuò)后發(fā)生冒頂，作業(yè)前做好敲幫問(wèn)頂工作，灑水軟化巖石，并在支護(hù)前斜向前施工超前管楔式錨桿引導(dǎo)高應(yīng)力釋放，形成互頂。

鉆探硐室刷擴(kuò)完成后，在硐室內(nèi)設(shè)置3組變形觀測(cè)點(diǎn)，定期監(jiān)測(cè)并記錄硐室變形情況。

4 工程應(yīng)用評(píng)價(jià)

阿舍勒銅礦-200m-19線鉆探硐室采用導(dǎo)硐進(jìn)路法施工，是結(jié)合阿舍勒礦山工程實(shí)際，在安全保證的前提下實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)合理、循環(huán)有序作業(yè)的開(kāi)拓方案。有效地克服深井高應(yīng)力和復(fù)雜多變地質(zhì)條件帶來(lái)的難點(diǎn)，科學(xué)制定硐室的施工、支護(hù)和監(jiān)測(cè)方案，實(shí)現(xiàn)深井開(kāi)拓的安全生產(chǎn)，為具有同類圍巖條件的硐室開(kāi)拓提供借鑒。