获各琦铜矿井巷深部支护实践

彭福军，朱天平，张成珍（西部铜业有限公司,内蒙古 巴彦淖尔 015000）

获各琦铜矿井巷深部支护实践

Support practice of deep mine workings in Huogeqi Copper Mine

彭福军，朱天平，张成珍（西部铜业有限公司,内蒙古 巴彦淖尔 015000）

深地层、高地压井巷工程的支护形式应选择主动支护形式。根据围岩稳定情况、涌水量、断面形状和大小，服务年限和用途等因素选择合理的支护方式，以达到降低井巷工程掘进、支护、维护费用，提高矿山经济效益的目的。通过对获各琦铜矿深部井巷支护方法的讨论，实现井巷支护方法的优化，并为同类型矿山提高井巷支护效率提供参考。

井巷支护；支护方式；经济效益

1 前言

获各琦铜矿位于狼山中段北麓，所处构造位置为华北地台北缘。随着开采深度的延深，矿体与围岩岩层的拉压强度均受到较大影响，选择合理的支护方式，并对井巷工程进行及时支护尤为重要。它能减少掘进的废石量，加快工期，增加工人工作时的安全系数，保证矿山的回采率，从而为减少井巷工程的掘支费用，提高矿山的经济效益打下基础。在获各琦铜矿，采用喷混凝土支护、锚网喷联合支护、整体混凝土支护及棚式支护等方法，基本能够满足井巷深部工程支护的需求。

矿区水文地质条件简单，主要为构造裂隙水，仅在构造带上有滴水现象，井巷深部围岩主要以石英岩、炭质板岩等为主，本区炭质板岩为较软岩，蚀变松软，风化易碎[1]。岩层倾角在47°～84°，大部分呈层状、似层状产出。岩石硬度系数为6～10，岩石松散系数为1.50左右，上盘二云母石英片岩极不稳固，局部存在大的破碎带，下盘围岩为中等稳固。

2 支护方式的选择

井巷深部支护方式的选择是根据围岩稳定情况、涌水量、断面形状和大小，服务年限和用途等因素来选择的。获各琦铜矿主要采用的井巷支护方式包括喷混凝土支护、锚网喷联合支护，整体混凝土支护及棚式支护等方式，其结构见图1所示。

图1 井巷深部支护方式

2.1 喷混凝土支护

喷混凝土支护主要用于某些盲竖井和围岩比较稳定的普通运输巷道等。它的主要作用就是防止围岩被风化和局部碎石的脱落。以离地表近500m深的1 520m中段为例，沿脉巷道岩石的类型比较简单，以石英片岩为主，除小型破碎带外，岩石坚硬而且较完整，采用70mm厚的C20喷混凝土支护，就能满足支护的需要。在深部回风井中采用喷混凝土支护代替整体混凝土支护，还能减少掘进的废石量，增加工人劳动的安全系数等[2]。但是在涌水量大、淋水严重，岩石破碎、稳定性差，围岩中含有蛋白石、活性二氧化硅等能与喷射混凝土中的碱性掺和料发生反应的物质的岩层中，就不宜采用这种方式。

2.2 锚网喷联合支护

锚网喷联合支护可代替部分整体混凝土支护，近几年中在矿山深部被广泛采用。它主要起到三个作用:①悬吊作用；②组合梁作用；③加固拱的作用。在施工时，要求钢筋直径不能过大，网度不应过密，并紧贴岩壁，见图2所示。以1450m中段为例，整个沿脉巷道主要岩性为二云母石英片岩，在所有的交叉点和局部小构造比较发育的地方都采用C20锚网喷支护。由于本矿区水文地质条件简单，涌水量很小，喷射的混凝土容易与岩帮紧密粘结，采用锚网喷联合支护效果特别好。局部地段巷道顶板出现大面积炭质板岩时，由于炭质板岩为较软岩，岩石蚀变松软，风化易碎，所以在施工时确定了“短掘短支、加强支护、杜绝冒落”的原则。即宁可进尺慢一点或无进尺，也要保证掘进质量，绝不能发生冒落现象。遇到这种情况时，尽量考虑采用超前插杆支护，爆破时采取光面爆破，爆破时多打眼，少装药，以减少爆破对巷道围岩的扰动和缩小爆破震动圈半径，以保证围岩的完整性，提高围岩的自承能力[3]。实践证明只有当锚杆或锚索的锚固端深入到稳定的原岩中，才能使锚杆的支护作用效果最佳。

图2 锚网喷联合支护的巷道断面图

根据现场的观察结果看：如果巷道顶板为石英片岩等比较稳固的岩层时，可以采取适当加大锚杆间、排距的办法，以减少锚杆的数量；当巷道顶部矿体较厚使锚杆的锚固端不能深入到稳定岩层时，必须采取加打锚索的加强支护措施，并且使锚索的锚固端深入稳定岩层的深度不小于500mm。如在破碎带，岩石不仅松软，而且还非常的破碎，大多数岩体基本质量为ⅴ级，这就使锚固端很难深入稳定岩层。这时就需要采用加打锚索的加强支护措施。在选择支护方式时，要灵活运用，具体情况具体分析。对锚杆支护巷道的管理思路一般是：在井巷深部，先速喷，然后锚网喷支护，再观察支护的效果。如果巷道局部出现支护失效或冒落征兆时，再采取钢带锚索加固，直到采取钢带锚索加棚式联合加强支护为止。采用这种方法，还修复了很多以前支护不到位而出现局部冒顶和巷道变形严重的地方。如3#副井某中段马头门延长段8m远的地方，第一次支护不到位，一年后巷道出现了冒顶，第二次采用锚网喷联合支护修复后，到目前为止，巷道还没有出现明显的变形量。

如果采用锚网喷联合支护还不能达到支护的要求，再考虑采用整体混凝土支护或棚式支护。整体混凝土支护主要用于松软破碎、节理裂隙发育、有渗水的岩体中，特别是服务年限较长的重要硐室和井巷。棚式支护主要与整体混凝土支护联合使用，单独使用的时候很少，在原有已经进行整体混凝土支护后，又出现了明显的混凝土开裂的地方，使用拱形金属支架进行加固支护，效果很好。

2.3 支护方式的对比

支护的目的就是使井巷工程在它的服务年限内，不出现大的问题，在保证井巷工程安全的基础上，用最低成本的支护方式达到支护的需求。获各琦铜矿主要采用的支护方式及参数的选择见表1。

表1 获各琦铜矿井巷深部支护方式对比

从表1可知，在大多数的情况下，采用喷混凝土支护和锚网喷联合支护是非常合理的，即使是在炭质板岩比较发育的地方，只要能及时喷混凝土支护，及时封闭裸露的围岩，然后再采用锚网喷联合支护，基本都能达到支护的要求。在比较破碎地方，再采用“短掘短支、加强支护；光面爆破时，多打眼、少装药”的锚网喷联合支护原则，基本就能达到支护的要求。只有在条件非常差和支护要求非常高的地段，才考虑采用整体混凝土支护和棚式支护等支护成本较高的支护方式。

3 结语

井巷工程支护的本质就是通过强化破碎围岩与原岩的连接整体性作用，来提高巷道在服务期间抵御各种动压破坏能力的效果。选择合理的方式，能减少掘进的废石量，加快工期，减少井巷工程的掘支费用，从而提高矿山的经济效益。

随着开采深度的延伸，软岩巷道开掘后变形速度大，必须及时支护，尤其采空区逐渐加大，一是给巷道附加了较大的支承载荷，二是使巷道围岩连带移近。反应到巷道中，某些地段的岩层顶板局部上方出现“反弹”，而另一些地段的顶板岩层则受到附加载荷作用而出现压缩[4]。对于开采倾斜、急倾斜矿体的巷道，这种扰动影响更大。因此在矿山的中后期，建议要加强井巷工作质量管理，尤其是加强现场管理，完善矿压监控手段，全面评价井巷工程支护的效果，建立一个从掘进、使用、维护到最后回收的全过程评价考核的技术管理体系，由此获得其活动规律，以便合理的确定加固维修设计和施工方法，选择合理的维护时间及方式，为进一步搞好井巷支护工作打下基础。

[1]包钢勘察测绘研究院.获各琦铜矿采矿扩建工程副井检查孔工程地质勘察报告[R].包钢勘察测绘研究院，2006.

[2]马永宁.喷射混凝土技术在矿山盲竖井工程中的应用[J].矿山安全与劳动保护，2006,6(4).

[3]马天新,陈熙强.光爆锚喷技术在岩巷掘进中的应用[J].矿业工程，2008,37(11).

[4]郑爱珍.井巷工程破坏原因分析与防护[J].中国矿业,2002,11(6).

TD353

B

2010-03-21

2010-03-26

彭福军（1986-），男，四川犍为人，技术员，从事采矿技术工作。

Abstract:The workings support pattern in deep mine with high ground pressure should select active support.In order to reduce the cost of excavation,support and maintenance,and improve mine economic benefits,reasonable support pattern should be select⁃ed according to the stability of surrounding rock,water flow,section shape and size,service life and use of mine workings.Through the discussing of deep workings support pattern in Huogeqi Copper Mine,the optimization of mine workings support is achieved,and which provides references for similar mines.

Key words:support of mine workings;support pattern;economic benefits

1672-609X（2011）01-0011-03