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新型金屬支撐架支護(hù)技術(shù)在破碎礦體進(jìn)路式回采中的應(yīng)用

2016-12-14 04:00肖旭峰
采礦技術(shù) 2016年2期
關(guān)鍵詞:支撐架支柱橫梁

肖旭峰,馮 壹,陳 偉

(湖南黃金洞礦業(yè)有限責(zé)任公司, 湖南 岳陽市 410400)

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新型金屬支撐架支護(hù)技術(shù)在破碎礦體進(jìn)路式回采中的應(yīng)用

肖旭峰,馮 壹,陳 偉

(湖南黃金洞礦業(yè)有限責(zé)任公司, 湖南 岳陽市 410400)

黃金洞金礦楊山莊礦區(qū)202#脈采用上向進(jìn)路水平分層干式充填采礦法開采,采場的原支護(hù)方式為木支架支護(hù),該支護(hù)方式存在作業(yè)勞動強(qiáng)度大、支護(hù)效果不佳、木材消耗量大、支柱受壓折斷現(xiàn)象嚴(yán)重、井下環(huán)境污染嚴(yán)重等問題。為解決木支架支護(hù)方式存在的問題,引進(jìn)湖南時(shí)代礦山機(jī)械制造有限責(zé)任公司開發(fā)的便攜式礦用新型金屬支撐架,該金屬支撐架承載能力大、操作簡單、回收方便、支撐效果好、對井下生產(chǎn)環(huán)境無污染,是一種較為理想的礦山井下支護(hù)材料。

上向進(jìn)路水平分層采礦法;干式充填法;新型金屬支撐架;木支架

0 前 言

湖南黃金洞礦業(yè)有限責(zé)任公司是目前國內(nèi)最大的高砷高硫難選礦山生產(chǎn)企業(yè)之一[1]。公司的楊山莊礦區(qū)主采礦脈為202#礦脈,礦脈平均厚度2.99 m,平均品位3.90 g/t,礦脈傾角61°~80°,平均72°,屬急傾斜薄礦體。該礦脈礦體與圍巖分界明顯,礦體上盤圍巖與礦體穩(wěn)固性差,屬破碎型難采薄礦體[2-3]。隨著礦山開采不斷向深部發(fā)展,地壓增大、地質(zhì)和圍巖條件逐漸惡化等問題凸顯,對采場的安全、環(huán)保提出了更高的要求,原來采用的木支護(hù)方式已經(jīng)很難滿足安全生產(chǎn)的需要,尋求和探索一種價(jià)格低廉、效果好的支護(hù)方式已經(jīng)迫在眉睫[4-6]。

1 采場支護(hù)現(xiàn)狀及存在的問題

目前礦區(qū)采用進(jìn)路式上向水平分層干式充填采礦法對該破碎型薄礦體進(jìn)行回采。在回采過程中,采用木支架對回采進(jìn)路空區(qū)進(jìn)行臨時(shí)地壓管理,由于礦體與圍巖均破碎,故對進(jìn)路采空區(qū)進(jìn)行密集木支護(hù),木支架間距為0.5~1.0 m。原有的木支架支護(hù)方式存在如下問題:木材消耗量大、木材搬運(yùn)困難、支護(hù)作業(yè)勞動強(qiáng)度大、木支柱斷裂頻繁、支護(hù)效果差、支護(hù)成本高、對井下作業(yè)環(huán)境污染大。

為了安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)保開采202#脈破碎型薄礦體,公司引進(jìn)了湖南時(shí)代礦山機(jī)械制造有限責(zé)任公司開發(fā)的便攜式礦用新型金屬支撐架組件,現(xiàn)場應(yīng)用取得了良好的支護(hù)效果。

2 便攜式礦用新型金屬支撐架組件

便攜式礦用新型金屬支撐架組件主要由支柱組件和橫梁組件構(gòu)成。金屬支撐架兩立柱中心距1.8 m,通過支柱中間的雙頭左右旋T型縲紋調(diào)節(jié)絲桿,可對支柱支護(hù)高度進(jìn)行調(diào)節(jié),支撐架最小支護(hù)高度1.95 m,最大支護(hù)高度2.35 m。單組支撐架最大支撐載荷為8 t,可將多組支撐架組合使用,變單組支撐架的線性支護(hù)方式為立體型支護(hù)方式,從而增加支撐架的整體承載能力。

2.1 支柱組件

支柱組件由上支柱、下支柱和調(diào)節(jié)絲桿3部分構(gòu)成。上下支柱組件最小長度之和為1.7 m,中間部分為雙頭左右旋T型縲紋調(diào)節(jié)絲桿,調(diào)節(jié)長度為400 mm,總重31.95 kg。支柱組件有關(guān)構(gòu)件技術(shù)參數(shù)見表1,支柱組件結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 支柱組件結(jié)構(gòu)示意

2.2 橫梁組件

橫梁組件基本長度1.95 m,兩端為M30×2螺桿,可調(diào)節(jié)距離為150 mm,兩端各1件;橫梁組件最大長度2.25 m,總重59.47 kg。橫梁組件有關(guān)構(gòu)件技術(shù)參數(shù)如表2,橫梁組件結(jié)構(gòu)示意見圖2。

表2 橫梁組件有關(guān)構(gòu)件技術(shù)參數(shù)

圖2 橫梁組件結(jié)構(gòu)示意

3 礦用新型金屬支撐架支護(hù)方案

3.1 支護(hù)技術(shù)參數(shù)

支撐架沿進(jìn)路空區(qū)連續(xù)布置。支護(hù)技術(shù)參數(shù)包括支撐架排距、支撐架支護(hù)高度和支撐架支撐寬度。支撐架支護(hù)高度1.95~2.35 m,支撐架支護(hù)寬度1.95~2.25 m,支撐架間距0.8~1.2 m,根據(jù)回采進(jìn)路空區(qū)頂板巖層破碎情況,可以對回采進(jìn)路空區(qū)的支撐架間距進(jìn)行調(diào)整。

-20中段使用新型金屬支撐架支護(hù)方式采場的支護(hù)技術(shù)參數(shù)為:支撐架間距1 m、支護(hù)寬度2 m、支護(hù)高度為2 m,從支護(hù)現(xiàn)場看,支護(hù)效果較好。

3.2 支撐架架設(shè)及回收技術(shù)措施

3.2.1 支撐架架設(shè)技術(shù)

(1) 檢查組件及質(zhì)量。在進(jìn)行支護(hù)前,檢查好支護(hù)組件是否配備齊,工字鋼的規(guī)格是否符合要求,只有在符合規(guī)定的前提下才能進(jìn)行操作。

(2) 平場與墊底。支護(hù)前必須對需支護(hù)位置進(jìn)行浮石清理、底板平場,根據(jù)現(xiàn)場情況,可采用木料地腳或塊石對支柱進(jìn)行墊底。

(3) 架設(shè)支架與頂幫壓實(shí)。在墊底基礎(chǔ)上架設(shè)支柱,再架設(shè)好橫梁,調(diào)節(jié)好高度和寬度,緊固支柱和橫梁,使支架上向與橫向均張緊受力后,在兩支架與頂部和幫壁空隙嵌入松木或雜木。

3.2.2 支撐架回收技術(shù)措施

(1) 檢查支架組件變形量。首先檢查支架組件變形量,對于已經(jīng)變形嚴(yán)重?zé)o重復(fù)利用可能的支架,建議爆破前不回收。對于支架組件未變形或微量變形可修復(fù)的,再進(jìn)入回收程序。

(2) 臨時(shí)支護(hù)措施?;厥罩Ъ芙M件前,必須先采取臨時(shí)支護(hù)措施。在原支架上部橫排松木或雜木兩端下各橫撐一根松木,在松木下各采用松木打孔,確保回收支架時(shí)頂板不冒落。

(3) 回收支架組件。首先將兩支柱絲桿和橫梁兩端調(diào)節(jié)螺絲擰松,使支架與頂幫壁分離,再取下橫梁,最后回收立柱。

4 新型支撐架支護(hù)方式與木支架支護(hù)方式比較

(1) 木支架支護(hù)方屬于被動支護(hù),初撐力小,頂板來壓時(shí),支護(hù)折斷現(xiàn)象嚴(yán)重,支護(hù)效果不佳;新型金屬支撐架支護(hù)方案屬于主動支護(hù),初撐力大,頂板來壓時(shí),支架一般不會出現(xiàn)受壓變形現(xiàn)象,支護(hù)效果好,作業(yè)環(huán)境安全可靠。

(2) 木支架支護(hù)方案的木材消耗量大,支護(hù)成本高;使用新型金屬支撐架支護(hù)方案,支撐架組件一次投入,循環(huán)使用,必要時(shí),進(jìn)行適量補(bǔ)充即可,支護(hù)成本低。

(3) 木支架支護(hù)方案操作復(fù)雜;新型金屬支撐架支護(hù)方案操作簡單方便。

(4) 木支柱承壓能力小,可回收率低;新型金屬支撐架承壓能力大,可多次回收使用。

(5) 木支柱不能伸縮,而新型金屬支撐架可以適當(dāng)進(jìn)行伸縮調(diào)節(jié),適應(yīng)高度范圍更廣。

(6) 木支架不能防火,容易腐朽,安全性低,對井下作業(yè)環(huán)境污染較大;新型金屬支撐架防火,對作業(yè)環(huán)境無污染,安全性能好。

(7) 木支架支護(hù)方案,噸礦支護(hù)成本約26.5元/t;新型金屬支撐架支護(hù)方案,噸礦支護(hù)成本約16元/t。

[1]馮 壹,劉方求,鄭劍洪.難采厚大破碎礦體采礦方法試驗(yàn)研究[J].采礦技術(shù),2011(06):9-10,29.

[2]吳根替,胡 磊,谷新建,等.黃金洞礦區(qū)老窿殘礦回采技術(shù)研究[J].國土資源導(dǎo)刊,2007(02):32-34.

[3]肖旭峰,陳 維,鄭劍洪.全尾砂似膏體充填參數(shù)優(yōu)化及設(shè)備優(yōu)選研究[J].采礦技術(shù),2014(01):69-71.

[4]蔣宗旋,蘇 環(huán),黃永慶.充填體內(nèi)巷道掘進(jìn)預(yù)支護(hù)方案優(yōu)化選擇[J].采礦技術(shù),2015(03):57-59,95.

[5]張桂暄.干式充填采礦工藝若干技術(shù)問題探討[J].黃金科學(xué)技術(shù),2004(01):8-12.

[6]馬生徽,王文杰,馬雄忠.深部高硫破碎礦巖巷聯(lián)合錨桿支護(hù)技術(shù)研究[J].采礦技術(shù),2015(05):23-26.(收稿日期:2015-12-10)

肖旭峰(1969-),男,湖南衡陽人,工程師,主要從事金屬礦采礦技術(shù)研究和頂板加固技術(shù)研究,Email:365072057@qq.com。

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