深井開(kāi)采礦壓特征及圍巖控制技術(shù)研究

王健

摘要：中國(guó)是世界上最大的金屬礦生產(chǎn)國(guó)，其大部分金屬礦儲(chǔ)量不足一公里。礦井深處的壓力對(duì)金屬礦安全構(gòu)成了技術(shù)挑戰(zhàn)。本文主要詳細(xì)介紹了深部礦山開(kāi)采壓力的基本特征。根據(jù)深井開(kāi)挖過(guò)程中路壓的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，分析了巖壓控制的基本理論，通過(guò)道路布置和支護(hù)形式控制巖壓，達(dá)到了經(jīng)濟(jì)安全開(kāi)采道路的目的。使用效率。

關(guān)鍵詞：深礦井;礦壓;巷道布置;支護(hù)形式

引言：由深部采礦壓力引起的技術(shù)問(wèn)題正在增加。這對(duì)于當(dāng)前和將來(lái)的金屬礦安全至關(guān)重要。的影響越來(lái)越嚴(yán)重。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，為了及時(shí)解決與深礦開(kāi)采壓力有關(guān)的技術(shù)問(wèn)題，合理開(kāi)發(fā)具有重要的戰(zhàn)略意義。近年來(lái)，金屬礦機(jī)械化規(guī)模和水平的不斷提高，加快了金屬礦的深度發(fā)展，而深部開(kāi)采壓力控制技術(shù)也是金屬礦國(guó)家面臨的嚴(yán)重問(wèn)題，深層開(kāi)采問(wèn)題的程度也各不相同。因此，世界上沒(méi)有統(tǒng)一的深雷分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。

一、掌握深井礦壓顯現(xiàn)規(guī)律

1.深部礦山開(kāi)采壓力的基本特征

（1）隨著地面壓力的升高，巖石破壞的過(guò)程加劇，道路周?chē)膸r石變形更加劇烈，巖石破裂的強(qiáng)度和頻率增加。

（2）在高應(yīng)力作用下，圍巖劇烈運(yùn)動(dòng)，巷道變形破壞嚴(yán)重，變形速度高，變形量大，巷道變形范圍擴(kuò)大。

2.深井巷道壓力特征

（1）公路開(kāi)挖初期的變形速度快;（2）長(zhǎng)時(shí)間變形穩(wěn)定且長(zhǎng)時(shí)間蠕變;（3）地面隆起較大;（4）巖爆的頻率和強(qiáng)度增加。

3.隨著開(kāi)采深度的增加，道路變形的一般規(guī)則

（1）根據(jù)調(diào)查，隨著采礦深度的增加，巷道的變形隨近視度呈線(xiàn)性增加，從600m開(kāi)始，每開(kāi)采深度增加100m，巷道頂板和底板之間的進(jìn)近量是平均的。從10%增加至11%。（2）每次開(kāi)采深度增加100m時(shí)，道路的變形與基巖的強(qiáng)度有關(guān)。

4.深礦路變形速度定律

（1）道路周?chē)鷰r石破裂帶的形成要經(jīng)歷一個(gè)時(shí)間過(guò)程（該時(shí)間過(guò)程的長(zhǎng)度與圍巖的破裂范圍有關(guān)，即破裂區(qū)域的厚度）;（2）剛開(kāi)挖道路時(shí)，深部采礦道路周?chē)膸r石破裂發(fā)展速度很快。快速然后逐漸衰減，直到爆裂區(qū)完全形成。

二、礦壓控制的基本原理

抵抗巖石壓力：（1）積極抵抗壓力。根據(jù)螺栓或電纜的支撐原理，在開(kāi)挖道路后將周?chē)膸r石懸掛，接合，楔入并擠壓以進(jìn)行加固。砂漿具有許多結(jié)構(gòu)裂縫，適用于巖石深處的松散巖石。在內(nèi)部，基巖的完整性得到了改善，并且基巖的正向支撐得到了抗壓性。（2）被動(dòng)抗壓力。提高托架的承載能力或密度，以減少或減少?lài)鷰r的運(yùn)動(dòng)。

耐壓性/耐壓性：在采取適當(dāng)?shù)闹未胧┣抑误w本身沒(méi)有受到明顯破壞的前提下，對(duì)圍巖施加一定程度的變形以釋放圍巖的部分壓力。（1）避開(kāi)地雷的壓力。道路放置在重新分布周?chē)鷰r石應(yīng)力的巖體中，或者放置在無(wú)負(fù)載的低應(yīng)力區(qū)域中，避免了時(shí)空高壓的影響。（2）礦山壓力的傳遞。使用人工方法松開(kāi)道路周?chē)膸r石，形成卸貨槽或其他形式的卸貨空間，然后將行李移至遠(yuǎn)處以達(dá)到減壓目的。

三、根據(jù)礦壓控制原理，采取切實(shí)可行控制技術(shù)措施

1.道路布局優(yōu)化

采礦路的布置應(yīng)避免集中應(yīng)力，結(jié)構(gòu)集中應(yīng)力和采礦應(yīng)力的影響，并選擇巖相相對(duì)穩(wěn)定的巖石。深挖區(qū)的主要預(yù)備道路應(yīng)主要為巖石道路或至少一條巖石道路。隨著開(kāi)采深度的不斷增加，工作面推進(jìn)后，塑性區(qū)增加，斷面寬度增加。工作表面上的回風(fēng)（運(yùn)輸）是水平的，以確保礦區(qū)的恢復(fù)率并減少道路的維護(hù)。道路應(yīng)采取的道路保護(hù)形式。采礦路的位置應(yīng)使工作面遠(yuǎn)離斷層，以使采礦區(qū)機(jī)翼內(nèi)的工作面沿相同方向行進(jìn)。避免沿相反的方向開(kāi)挖，使道路更靠近，減少相交的道路（或避免形成銳角），從而降低應(yīng)力集中和巖石破裂的風(fēng)險(xiǎn)。

2.道路保障改革

一項(xiàng)針對(duì)國(guó)內(nèi)外眾多深層采礦井的調(diào)查顯示，位于中等硬度或以下硬度巖層中的道路發(fā)生了嚴(yán)重的變形和損壞（特別是在采礦的影響下）。使用傳統(tǒng)的支撐方法時(shí)，保持道路布局仍然很困難。道路支撐必須不僅滿(mǎn)足加固圍巖的要求，而且還必須根據(jù)圍巖的狀況和道路狀況提供更大的承載力，更大的收縮力，特定的凝結(jié)力等。有各種類(lèi)型的支持。

四、深部礦山壓力開(kāi)采成功案例

1.礦山道路施工前的干預(yù)

由于開(kāi)采深度大，該工作面的垂直深度為1020米。隨著開(kāi)采深度的增加，礦井中的壓力也會(huì)增加。礦山道路（上部和下部礦坑）的建設(shè)考慮了由于礦壓而導(dǎo)致的道路壓縮變形的嚴(yán)重問(wèn)題。也就是說(shuō)，屋頂?shù)某两岛艽?，道路的兩?cè)靠得很近，并且道路的橫截面設(shè)計(jì)已從原來(lái)的中間寬度2.8更改為。米已提高到3.4米，中心高度已從原來(lái)的2.1米提高到2.4米，并考慮到變形采用了大截面結(jié)構(gòu)。將道路支撐設(shè)計(jì)從淺屋頂上的三排螺栓支撐擴(kuò)展到深屋頂上的四排螺栓，錨固網(wǎng)和鋼帶，同時(shí)加強(qiáng)側(cè)支撐，用錨固和網(wǎng)支撐兩側(cè)。全面支持方法。道路的截面積越大，屋頂和側(cè)支撐越大，道路變形越小。因此，在由于深部礦壓而擠壓巷道變形之后，道路應(yīng)為2.8米寬和2.0米高。滿(mǎn)足通風(fēng)，行人和運(yùn)輸需求。

2.優(yōu)化工作臺(tái)支撐設(shè)計(jì)

工作臺(tái)支撐使用單個(gè)液壓支撐桿和4行5列（即最后一行中的所有反向列）的800mm鉸接頂梁支撐擋塊。在深層開(kāi)采中，開(kāi)采深度大且壓力高，因此在工作面支架設(shè)計(jì)中進(jìn)行科學(xué)合理的計(jì)算會(huì)增加工作面支架的強(qiáng)度和密度以及安全系數(shù)和工作面排數(shù)。間隔從原始間隔更改。將0.8m*0.75m合理地減少到0.6m*0.75m，同時(shí)同時(shí)添加100個(gè)2.4m長(zhǎng)的鋼梁（12#I型梁）支撐。長(zhǎng)鋼梁設(shè)計(jì)為每2米1條，長(zhǎng)鋼梁工作。表面刮板輸送機(jī)和細(xì)繩向硬的向前運(yùn)動(dòng)可以有效地支撐新暴露的工作面頂板，從而可以有效地支撐工作面頂板。

五、結(jié)語(yǔ)

深礦開(kāi)采的地質(zhì)條件更加復(fù)雜，災(zāi)害更加徹底。本文是基于在金屬礦上的親身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及在書(shū)中所學(xué)的內(nèi)容，對(duì)深部采礦壓力的影響以及如何在各種道路條件下進(jìn)行控制的。分析和總結(jié)減輕壓力的措施，希望在未來(lái)的礦山安全開(kāi)采中發(fā)揮積極作用。

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