張建英

摘 要：西石門鐵礦巷道多布置在閃長巖、灰?guī)r等圍巖中，巖石硬度f在8～12之間，屬于堅固巖石。而少部分巷道在施工中揭露出蝕變閃長巖、矽卡巖等軟弱巖石，易風化。暴露時間長易發(fā)生片幫和大塊掉落，巖石硬度f在1.5～4之間。正常單一類型支護無法正常施工。本論文提出了針對軟巖巷道的聯(lián)合支護方式，提高了巷道施工安全系數，提高了巷道成型，降低了支護成本。

關鍵詞：軟巖巷道；聯(lián)合支護；超前錨桿；砌墻

1 前言

選定井巷支護施工方案在礦山生產中的位置舉足輕重，是保證井巷工程在其服務期限內發(fā)揮自有作用的有效措施，加強和改進支護工作和提高井巷支護的管理是關系到礦山安全和生產的重要舉措。

我單位目前主要工程為西石門鐵礦各采區(qū)的采準工程和少量的深部開拓工程。西石門鐵礦屬于接觸交代型礦床，礦體與矽卡巖相伴而生，礦體與圍巖界限不明顯，采礦掘進過程中與矽卡巖等這些軟弱巖石躲避不開，經常出現頂板巖石松散破碎、巷道冒頂現象。因此，如何保證施工安全、改善支護效果、保證原設計的順利施工、保證巷道成型，仍是巷道軟巖石施工中的中應解決的主要課題。作者力圖從頂部噴漿、金屬支架支護配合超前插釬、發(fā)碹、進行施工分析實踐，為以后軟弱巖石巷道施工支護工作中提供參考。

2 施工部署

在矽卡巖或蝕變閃長巖地段掘進施工時，采用“放小炮”，短距離掘進短距離支護的方法，每炮進度控制在1.0m左右。施工由外向里順序分段支護。首先對作業(yè)進行臨時噴漿密閉，防止風化。臨噴的厚度在30mm～50mm之間。然后采取金屬支架插桿（釬桿、開縫錨桿）法進行支護，原始巖石的暴露長度不得超過支護地段的0.5m，為工人作業(yè)提供安全作業(yè)空間。服務年限長的工程，金屬支架腿部需要進行混凝土發(fā)碹體，形成永久支護。

2.1 材料及參數

金屬礦山巷道大都采用三心拱，三心拱的拱越高巷道圍巖越穩(wěn)定支架受力越均勻。通常拱高f0=（0.35～0.40）B0是合理的拱高范圍。西石門鐵礦巷道設計毛斷面在3.2～4.0m之間，所以在拱架支護地段的刷幫毛斷面的選擇3.6m寬，聯(lián)合支護以后也能滿足了人行通道寬度和運輸設備到支架的安全距離。

金屬支架型號為20M25U型，金屬支架支護后凈斷面不底于寬×高=3.4×3.343m，間距為0.5～0.7m。

錨桿采用桿采用2.5m長φ22mm釬子鋼或者“開縫錨桿，由于巷道斷面較大（3.6m×3.443m），插桿越長越好，最好不小于2.5m。

金屬支架支護后，再對腿部進行混凝土發(fā)碹，混凝土厚度：250mm，發(fā)碹后凈斷面寬×高=2.8m×3.09m，軌道中心線左為1.1m，右為1.7m。

2.2 施工順序

（1）對掌子面面進行刷幫挑頂，檢撬浮石、臨噴、清理巷道積渣。

（2）由外向里進行金屬支架支護。

（3）用7655鑿巖機沿金屬支架的拱上沿、對開木縫隙處以20°～30°角注入直徑22mm中空六角釬子鋼。

（3）對墻體（連同拱架腿部）進行混凝土發(fā)碹支護。

（4）進行模板拆卸，由上向下依次拆除，清理巷道雜物。

3 施工方法

3.1 拱架支護施工方法

（1）支護前，對需支護該部位進行刷幫挑頂和巷道清理。刷幫挑頂后毛斷面規(guī)格為：寬×高=3.6m×3.443m。

（2）支金屬支架時，防止圍巖松軟，拱架向下扎入地板。拱架腿下沿掘進方向鋪設兩根160mm寬的槽鋼，槽鋼要扣著放在巷道的底角上，然后再焊接到底部槽鋼結構上。

（3）支架固定后，支架間采用8#槽鋼焊接成一體，左、右、頂各一根。用8#鍍鋅鐵絲在拱、梁上部綁扎對開木緩沖層。

（4）每架金屬支架的間距0.5～0.7m。

3.2 插釬法施工方法

（1）在已支護好的金屬支架中緊靠掌子面的拱架起拱線以上部位進行插桿作業(yè)，桿體間距選擇200～300mm，形成超前臨時支護體，阻止圍巖冒落時巖塊不落入施工掌子面。桿體采用2.5～4.0m長，直徑22mm中空六角釬子鋼，用7655鑿巖機沿金屬支架拱上沿、對開木縫隙處以20°～30°角注入。爆破后，保證桿端與開挖頂板距離不小于500mm的保護空間。

（2）在頂部插桿完畢后，進行爆破掘進。掘進爆破時要多打眼，少裝藥。根據桿體的深度，嚴格控制每炮進尺。

（3）爆破后及時進行金屬支架支護，減少圍巖暴露時間。金屬支架支護間距選擇500～700mm，在需要的情況下，金屬支架可以密排。為了給金屬支架間和桿體間四周的松散體提供支撐力，金屬支架上部必須及時用對開木充填。充填以后能很好的阻礙松散體滑落，為支護提供良好的安全空間。同時，用對開木充填巷道金屬支架柱腿外側縫隙，防止側面塊體的滑落。

3.3 混凝土澆注的施工方法

（1）為了確保混凝土澆注的整體性，及時用振動棒搗固連同金屬支架腿部一起澆筑。澆注好的混凝土強度不低于C20；發(fā)碹厚度為：300mm。發(fā)碹后的凈斷面為：寬×高=2.8m×3.143m。

（2）混凝土用的水泥為礦渣水泥，標號不低于425#，沙子采用0.25mm～0.35mm的中粗砂，石子采用20mm～40mm碎石。水泥：沙子：石子=1：2：4。

（3）混凝土碹的拆模期不宜少于5天，養(yǎng)護期不得小于28天。

4 結語

通過聯(lián)合支護對西石門鐵礦軟弱巖石巷道中的施工，已完成了開拓工程450m，避免了施工繞道，1200m，節(jié)約成本750元/m，人工費800元。為以后軟弱巖石巷道施工提供有益的數據參考經驗。

取得的效果總體評價如下：

（1）提高了巷道施工安全系數，改善了施工作業(yè)安全條件。

（2）提高了巷道成型質量，經聯(lián)合支護的巷道輪廓平整性好，保證了巷道成型，安全性高，服務年限長。

（3）加快了巷道的掘進速度，降低了返工的成本和巷道使用中的維護費用。

（4）避免了修改設計及系統(tǒng)工程的修改，贏得了時間，節(jié)約了成本。完善了系統(tǒng)的正常形成。

參考文獻

[1]徐忠義，杜向前.采礦知識問答[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2006.

[2]唐民成.井巷掘進與支護[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1982.

[3]劉剛.井巷工程[M].徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2005.

（作者單位：五礦邯邢礦業(yè)邯鄲中冶建設有限公司（駐西石門鐵礦井建項目部）