阿舍勒铜矿深井高应力大断面硐室施工研究

邓方鹏 丘永富

（新疆哈巴河阿舍勒铜业股份有限公司 哈巴河 836700）

1 引言

阿舍勒铜矿深井开采深度已超过1200m，随着矿体开采及坑探深度增加，工程地质日益复杂，围岩应力显著增大。依据阿舍勒深部工程已揭露的巷道围岩情况和围岩应力测试结果显示，在开采深度1100m时，其最大水平构造应力在60MPa以上，水平应力为垂直应力的1.5倍。已支护的巷道在高应力的作用下的形变可达30cm以上。因此在保证安全的前提下，如何克服深井高应力，实现经济合理、循环有序大型硐室方案已成阿舍勒必须攻克的难题。

2 工程概况

本次钻探硐室位于-200m-19线矿体上盘，该区域以片状凝灰岩为主，片理发育，岩石完整性差，易发生蚀变。在深部高应力作用下，岩性破碎且有岩爆倾向，局部易见软弱夹层，岩性变化大。其次开拓工程易遇风化裂隙带和裂隙发育密集带，散体结构岩组和碎裂结构岩组的岩石抗压强度小，岩体质量极劣，易发生大规模的冒顶、片帮、坍塌等重大不良工程地质现象。

硐室设计掘进断面规格：9.2m（长）×7.2m（宽）×9.6m（高），掘进断面积为56.31m2，硐室工程总量为854.88m2，硐室为棱台状，轴线沿水平方向布置。

3 高应力硐室施工方案研究

传统施工硐室工艺有全断面一次成型法、台阶施工法、导硐法。因硐室断面大，难以采用全断面一次成型，且硐室轴向端较短，采用台阶法施工条件受限，因此根据地质条件和现有矿山设备、支护工艺等工程实际，硐室采用导硐进路法施工，施工工艺见图1。

图1 高应力硐室施工工艺图

（1）以硐室长轴线为中心，掘进规格3.6m（宽）×3.5m（高）1/4三心拱平巷到探矿硐室7.2m处，然后以设计硐室长轴线为中心，向硐室宽度方向刷扩至7.2米，支护形式：采用φ6.5钢筋网片（@100mm×100mm），配L=2.0mφ40管楔式锚杆进行临时锁岩，锚杆间排距为80cm×80cm，并视岩石稳定性采取喷射砼支护。

（2）在探矿硐室长轴线方向距硐室口3.6m，短轴线中心线位置向上掘进一个措施天井，规格为6.1m（高）×1.8m×1.8m，然后由里向外向第二层拱顶掘进，根据控拱顶距高度调整出渣、爆破量，支护形式与第一步相同。

（3）在第二步刷扩的渣面对硐室顶层进行刷扩，并对硐室顶部及边帮进行永久性支护。采用花拱架锚喷网联合支护，即使用L=6m单层φ18螺纹钢花拱架配合锚网支护，拱架间距80cm，每架拱架均匀分布施工7根φ40管楔式锚杆和3根L=2.8mφ18螺纹钢水泥卷锚杆加固。

（4）根据揭露硐室围岩情况，视情况进行注浆锚杆加固，注浆砼强度为C20，水灰比0.5。

为了确保施工安全，硐室所有施工均采用短掘短支，喷砼厚度100mm。炮孔布置采用光面爆破，周边眼距控制在400mm-600mm,尽量减轻对围岩的破坏。为防止硐室底层在大面积刷扩后发生冒顶，作业前做好敲帮问顶工作，洒水软化岩石，并在支护前斜向前施工超前管楔式锚杆引导高应力释放，形成互顶。

钻探硐室刷扩完成后，在硐室内设置3组变形观测点，定期监测并记录硐室变形情况。

4 工程应用评价

阿舍勒铜矿-200m-19线钻探硐室采用导硐进路法施工，是结合阿舍勒矿山工程实际，在安全保证的前提下实现经济合理、循环有序作业的开拓方案。有效地克服深井高应力和复杂多变地质条件带来的难点，科学制定硐室的施工、支护和监测方案，实现深井开拓的安全生产，为具有同类围岩条件的硐室开拓提供借鉴。