青菜沖礦采場(chǎng)頂板支護(hù)方法及施工技術(shù)研究

曹仁貴

(貴州開(kāi)磷集團(tuán)礦業(yè)總公司， 貴州貴陽(yáng) 550302)

貴州開(kāi)磷(集團(tuán))礦業(yè)總公司青菜沖礦的礦體產(chǎn)狀和礦區(qū)的地層一致，礦體的平均傾角為38°。青菜沖礦一直來(lái)采用分段空?qǐng)鏊煤蟪涮罘ㄩ_(kāi)采，分段垂高為10 m，采場(chǎng)沿走向長(zhǎng)度為25 m，保證采場(chǎng)的安全是該礦工作的重點(diǎn)。

1 采場(chǎng)支護(hù)理論與工藝

由于青菜沖礦開(kāi)采方法的特點(diǎn)，采場(chǎng)的頂板是由兩邊的原巖或者兩邊已經(jīng)充填的采場(chǎng)支撐，采場(chǎng)的頂板可以視為由許多個(gè)均質(zhì)的板梁組成，見(jiàn)圖1，可采用材料力學(xué)的簡(jiǎn)支梁理論分析頂板的變形受力情況，進(jìn)而提出合理的支護(hù)方法。

圖1 采場(chǎng)頂板受力結(jié)構(gòu)分析

頂板受自重作用，可認(rèn)為是施加到梁上的均質(zhì)力，頂板的受力見(jiàn)圖2。

圖2 自重作用下的頂板簡(jiǎn)化梁受力結(jié)構(gòu)分析

采場(chǎng)頂板支護(hù)參數(shù)是:錨桿長(zhǎng)1.8 m，排距1 m，間距0.9 m;錨索長(zhǎng)5.3 m，間距、排距均是2 m;10號(hào)冷拔絲做鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)度是0.1 m×0.1 m，網(wǎng)片是2 m×2 m。

根據(jù)青菜沖礦的開(kāi)采技術(shù)條件，同時(shí)需支護(hù)速度快，施工簡(jiǎn)單等，選用聯(lián)合支護(hù)方式，見(jiàn)圖3。

圖3 采場(chǎng)支護(hù)示意

采場(chǎng)頂板支護(hù)施工錨桿及錨索都采用MQT－130/2.8氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)，其既能夠鉆錨桿孔、錨索孔，還能夠攪拌及安裝采用樹(shù)脂藥卷支護(hù)的錨桿和錨索。使用該設(shè)備時(shí)應(yīng)注意:定位時(shí)，轉(zhuǎn)速要慢，推力要小，鉆到30 mm左右時(shí)，逐步加大轉(zhuǎn)速及推進(jìn)力正常鉆孔;鉆孔施工好后，關(guān)閉進(jìn)氣，調(diào)小水量，減慢轉(zhuǎn)速，鉆機(jī)帶著鉆桿回轉(zhuǎn);用錨桿把錨固劑推入鉆孔底部攪拌樹(shù)脂藥卷;擰上托盤(pán)及螺帽，施加預(yù)應(yīng)力，施工完成。

2 采場(chǎng)支護(hù)強(qiáng)度現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

錨索的荷載需為300 kN時(shí)才能保證采場(chǎng)頂板穩(wěn)定，由檢測(cè)規(guī)范可知，檢測(cè)的實(shí)際荷載是75，150，225，300，330 kN。

錨桿的荷載需為100 kN時(shí)才能保證采場(chǎng)頂板穩(wěn)定，由檢測(cè)規(guī)范可知，檢測(cè)的實(shí)際荷載是25，50，75，100，110 kN。

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)選用SW－300錨桿(索)拉拔儀檢測(cè)，檢測(cè)的錨桿及錨索荷載－位移曲線分別如圖4、圖5所示。

圖4 2.5 m錨桿的荷載－位移曲線

圖5 錨索的荷載－位移曲線

由檢測(cè)結(jié)果可知，錨桿的極限荷載大于100 kN，錨索的極限荷載大于300 kN，滿足設(shè)計(jì)要求，施工質(zhì)量合格。

3 結(jié)語(yǔ)

本文根據(jù)青菜沖礦的開(kāi)采技術(shù)條件進(jìn)行采場(chǎng)支護(hù)方法及支護(hù)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，施工完后，用SW－300錨桿(索)拉拔儀驗(yàn)證錨桿(索)的支護(hù)強(qiáng)度，檢測(cè)錨固力，結(jié)果表明，錨桿和錨索的實(shí)際錨固力比設(shè)計(jì)錨固力大，施工質(zhì)量合格。

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