賈吉達(dá)

摘?要： 礦井深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，圍巖變形一直是困擾鐵礦企業(yè)的一大難題，鐵礦礦井深部與開(kāi)拓巷道圍巖施工不佳不僅會(huì)導(dǎo)致整體項(xiàng)目施工受到嚴(yán)重的阻礙，還對(duì)施工人員的人身安全造成重大威脅。為了保證鐵礦企業(yè)施工人員的人身安全以及鐵礦企業(yè)的根本利益，需要謹(jǐn)慎對(duì)待礦井等基礎(chǔ)工程建設(shè)。本文對(duì)鐵礦礦井的深部開(kāi)拓以及巷道圍巖變形情況進(jìn)行原因分析并給出實(shí)際的防范措施。

關(guān)鍵詞： 礦井深部開(kāi)拓;巷道圍巖;變形原因;防治

【中圖分類(lèi)號(hào)】TD322?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A?【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.41.255

引言：礦井深部開(kāi)拓施工當(dāng)中，對(duì)于圍巖變形進(jìn)行控制是非常重要的，并且如何做好主動(dòng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用是其中的關(guān)鍵。主動(dòng)支護(hù)形式中較為常見(jiàn)的一種，就是錨桿支護(hù)。錨桿支護(hù)支護(hù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于施工當(dāng)中，并且錨桿支護(hù)的方式發(fā)生了較大的發(fā)展與進(jìn)步，主動(dòng)式的防護(hù)模式已經(jīng)逐漸替代了傳統(tǒng)被動(dòng)的棚架支護(hù)方式。針對(duì)于一些深度軟巖的苛刻作業(yè)環(huán)境，需要針對(duì)于其中開(kāi)裂現(xiàn)象進(jìn)行深入的研究，并且采用具有針對(duì)性的支護(hù)。經(jīng)過(guò)大量的理論實(shí)踐分析驗(yàn)證，針對(duì)于預(yù)拉力進(jìn)行調(diào)整，可以有效的對(duì)支護(hù)效果不佳的情況進(jìn)行改善，并且提高支護(hù)約束力，減少有害變形。下文對(duì)于礦井深部開(kāi)拓巷道圍巖變形原因進(jìn)行了深入的分析，并且就防治礦井深部開(kāi)拓巷道圍巖變形的相關(guān)措施進(jìn)行提出和探討。

1?圍巖變形原因分析

1.1?預(yù)拉力鋼絞線(xiàn)錨桿安裝不到位

部分巖石較為堅(jiān)硬，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)為了能夠提高效率與整體進(jìn)度，采用光面爆破導(dǎo)致巷道輪廓嚴(yán)重?fù)p壞，造成梁空區(qū)域的頂板掉落以及受力不均衡的現(xiàn)象，使巷道整體斷面呈現(xiàn)不規(guī)則的狀態(tài)，而且局部巷道沒(méi)有錨桿等加強(qiáng)支護(hù)措施，整體施工質(zhì)量較差，這是導(dǎo)致巷道圍巖變形的原因之一。經(jīng)巖石力學(xué)的巖石破壞原理可知，剪應(yīng)力是其他兩個(gè)主應(yīng)力差值的一半，而巖體的破壞往往是由剪應(yīng)力破壞而產(chǎn)生的。尤其是在礦井深部進(jìn)行開(kāi)采挖掘后，則會(huì)遇到相當(dāng)大的剪應(yīng)力，而圍巖穩(wěn)定性則會(huì)較差，導(dǎo)致整體巷道支護(hù)較為困難，為此必須根據(jù)地應(yīng)力本身的情況，進(jìn)一步采取相應(yīng)的支撐措施，既保證施工安全又能兼顧經(jīng)濟(jì)效益。

1.2?使用技術(shù)缺陷

我國(guó)大部分鐵礦礦井進(jìn)行巷道開(kāi)拓多采用錨網(wǎng)噴技術(shù)，對(duì)于局部巷道使用鋼材與噴漿以及錨索加固相結(jié)合的支撐方式，但是從實(shí)際效果來(lái)看，這種技術(shù)仍然存在較大的弊端，防護(hù)效果并不理想，巷道的頂部與肩部表面極易受到變形的破壞，最終出現(xiàn)混凝土漿皮脫落與破壞，此種情況較為嚴(yán)重。而且架棚在整體維護(hù)過(guò)程中，巷道自身圍巖結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，導(dǎo)致整體施工項(xiàng)目受到阻礙，其具體表現(xiàn)在：首先巷道所處環(huán)境不穩(wěn)定，巖層與巖性較為破碎，巷道整體變形較大，其主要表現(xiàn)為巷道頂部與肩部以及兩邊局部都有明顯大規(guī)模的變形，尤其是架棚施工后整體效果不明顯;其次，巷道巖性整體較為破碎，現(xiàn)場(chǎng)施工中多處巷道整體變形大，而且局部有明顯的滴水現(xiàn)象。即使部分巷道在架設(shè)U型棚下，架棚后巷道也會(huì)變形但是其變形效果較小，水倉(cāng)的巷道上部整體破碎，通過(guò)架棚后效果較好，但是有部分架棚區(qū)域也出現(xiàn)了巷道上部壓裂與變形的嚴(yán)重情況。

2?巷道圍巖穩(wěn)定性分析

在巷道開(kāi)挖以后，圍巖的平衡狀態(tài)被打破，圍巖應(yīng)力重新分布，如支護(hù)不及時(shí)，巷道會(huì)出現(xiàn)冒頂、片幫的現(xiàn)象。通過(guò)對(duì)港里礦區(qū)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，一般巷道屬于拱形巷道，具有施工便捷、斷面利用率高的特點(diǎn)。依據(jù)巷道的地質(zhì)條件進(jìn)行分析可知，影響巷道圍巖穩(wěn)定性的因素主要有以下2點(diǎn)：

a）巷道圍巖強(qiáng)度的影響。巷道開(kāi)挖以后，在巷道兩幫形成較高的支承壓力，礦體強(qiáng)度較低，在支承壓力作用下，圍巖表面發(fā)生拉裂破壞，兩幫發(fā)生鼓出現(xiàn)象直至片幫，發(fā)生局部失穩(wěn)，直至巷道整體失穩(wěn)。

b）巷道的跨度較大。大斷面巷道在掘進(jìn)過(guò)程中，毛寬5.4m，凈寬5.2m，巷道跨度較大。巷道跨度越大，巷道頂板下沉的撓度越大，也就說(shuō)明巷道越寬，頂板下沉彎曲越嚴(yán)重，越容易發(fā)生破壞。

3?預(yù)拉力鋼絞線(xiàn)錨桿技術(shù)

針對(duì)于這種變形的原因，錨桿支護(hù)技術(shù)中預(yù)拉力鋼絞線(xiàn)錨桿的應(yīng)用可以有效的對(duì)其防治，并且減少變形速度，控制變形量，保證圍巖運(yùn)動(dòng)的平緩化。通過(guò)這種方式，可以有效的保證預(yù)拉力，并且提高對(duì)于圍巖的控制水平。在錨桿支護(hù)應(yīng)用中，由于錨桿支護(hù)可以對(duì)受力進(jìn)行同步和均勻的保證，真正的對(duì)以往支護(hù)方式中圍巖受力不均勻與受力不同步的現(xiàn)象進(jìn)行了改進(jìn)。通過(guò)風(fēng)動(dòng)油泵來(lái)提供動(dòng)力，保證了漲拉過(guò)程的快捷、方便、安全與可靠，避免了人工操作的誤差。

3.1?預(yù)拉力鋼絞線(xiàn)錨桿技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

首先，與原有模式所使用的各項(xiàng)技術(shù)分析對(duì)比，預(yù)拉力鋼絞線(xiàn)錨桿技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)在于其能夠切實(shí)將各項(xiàng)預(yù)拉力加以整合，并切實(shí)提升自身預(yù)拉力上限，加大主動(dòng)約束力，進(jìn)一步提升預(yù)拉力效果。傳統(tǒng)全螺紋鋼錨桿在預(yù)應(yīng)力矩條件下常發(fā)生預(yù)拉力降低、預(yù)拉力不足的情況，較此類(lèi)新式技術(shù)而言存在較大弊端;其次，針對(duì)工程開(kāi)展過(guò)程中的爆破問(wèn)題展開(kāi)分析，一旦出現(xiàn)爆破情況，傳統(tǒng)模式的支撐道具常出現(xiàn)晃動(dòng)、松動(dòng)的現(xiàn)象，隨著震動(dòng)次數(shù)逐漸增加，此類(lèi)支撐過(guò)程中所出現(xiàn)的具體現(xiàn)象將會(huì)逐漸增大，最終導(dǎo)致較為嚴(yán)重的問(wèn)題出現(xiàn)。

3.2?實(shí)際過(guò)程中的預(yù)拉力鋼絞線(xiàn)錨桿安裝

安裝過(guò)程中，首先確定使用材料的具體參數(shù)，隨后填裝錨固劑?，F(xiàn)階段應(yīng)用較為廣泛的錨固劑為MSK2335型，此類(lèi)型錨固劑的分類(lèi)按照固定速度計(jì)算。安裝工作開(kāi)始前，將錨固端頭散開(kāi)口外露長(zhǎng)度不少于30mm，以便于后期注漿加固。

結(jié)語(yǔ)：總而言之，造成礦井深部開(kāi)拓巷道圍巖變形的因素有很多，并且相關(guān)人員需要對(duì)多門(mén)學(xué)科的理論進(jìn)行綜合的運(yùn)用，采用針對(duì)性的支護(hù)措施。針對(duì)于此類(lèi)變形問(wèn)題的防治，錨桿支護(hù)技術(shù)中預(yù)拉力鋼絞線(xiàn)錨桿的應(yīng)用是一項(xiàng)重要的技術(shù)，其具有較強(qiáng)的可操作性、易用性、高效、可靠以及經(jīng)濟(jì)性，具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)推廣意義。

參考文獻(xiàn)

[1]?李海燕，李偉，李術(shù)才，劉玉萍，高祀敏.新型高預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)技術(shù)的研究及應(yīng)用[J].山東大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版），2008（06）.

[2]?汪占領(lǐng)，康紅普，林健.褶皺區(qū)構(gòu)造應(yīng)力對(duì)巷道支護(hù)影響研究[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2011（05）.

[3]?孟慶彬，韓立軍，喬衛(wèi)國(guó)，等.深部高應(yīng)力軟巖巷道變形破壞特性研究[J].采礦與安全工程學(xué)報(bào)，2012，29（4）：481-486.