冶金行业城郊矿支护.pdf

（冶金行业）城郊矿支护 1 概况 1.1 课题的提出 城郊开拓采准目前已进入到-800m 水平，距地表深度最大将达到 1000m 之上， 因而带来的问题是：矿山主要开拓及采准巷道支护困难，原有的支护技术和措施失 效，巷道返修率高，永久性巷道支护后存在片帮、底鼓等现象，需要多次维护和加 固，维护工作量大，支护成本高；其它采准巷道支护时间短，维护量大，作业不安 全，对矿山的正常安全开采带来了严重影响。另外，局部采准巷道受动压影响大， 造成巷道维护困难。若采用传统的支护方式，造成施工进度慢，进而影响全矿井的 采掘接替。 大采深、高地应力等特殊的地质采矿条件，决定城郊煤矿巷道支护特别困难。 在二 煤巷道掘进中表现出巷道矿压显现特别显著，传统的锚网支护几乎不能有效 2 控制巷道围岩变形。为此，城郊煤矿适时调整了顺槽锚杆（索）支护参数，但仍然 出现断锚杆、锚索压脱、巷道整体变形量大和大部分巷道复修架棚的情况，巷道支 护效果仍不理想。因此，城郊煤矿各巷道围岩的合理、稳定控制是目前生产中所面 临的亟待解决的首要问题。 为探询合理有效的解决深部高地应力巷道支护这壹难题，城郊煤矿的技术管理 人员，经过多方调研，采用先进的支护理念，尝试解决城郊煤矿二 层巷道的锚杆 2 支护问题，且于 2011 年 6 月开始启动 “岩体结构特征统计评价及巷道支护技术应 用研究”课题。该课题旨在研究俩水平不同采深条件下，采区俩巷、上（下）山、 顺槽等开采后围岩的分类，且针对不同围岩分类提出具体的支护形式及参数，做到 今后支护设计中有据可依。 该项目通过现场试验的方法，经过将近壹年的试验观测表明：项目所采用的让 压支护理念和注浆锚杆，成功地解决了大采深的巷道支护问题。另外，采用锚网喷 结合壁后注浆的支护形式，有效解决了岩巷支护问题。针对城郊煤矿复合顶板厚的 特点，选取了特定的支护形式，确保锚杆锚索耦合支护达到最好效果；针对城郊煤 矿回采巷道受动压影响变形严重情况，利用力学分析，提出了沿空掘巷回采巷道非 对称锚网支护技术。 该项目获得的技术成果能够在周围矿区巷道支护中推广应用，该技术成果具有 显著的经济效益和社会效益。 1.2 研究现状 我国是发展中国家，正处于国民经济高速持续发展时期，依靠国外的能源保障 和矿产资源的持续供应是不可想象的，且浅部资源的开发已接近尾声。因此，深部 资源的开发和利用不仅是必然的世界性的发展趋势，而且将成为21 世纪我国最经 济、最有效的能源和矿产资源保障措施。 80 年代以来，深井开采的事故越来越严重。以南非为例，在南非深部金矿的开 采中，由于地震等事件诱发的岩爆、岩石冒落，使南非的采矿工业成为最危险的工 业之壹。壹些有深井开采矿山的国家，如美国、加拿大、澳大利亚、南非，波兰等， 政府、工业部门和研究机构密切配合，集中人力和财力紧密结合深部开采相关技术 开展基础问题的研究。南非政府、大学和工业部门密切配合，从 1998 年 7 月开始 启动了壹个 “DeepMine”的研究计划。加拿大联邦和省政府及采矿工业部门合作开 展了为期 10 年的俩个深井研究计划。美国 Idaho 大学、密西根工业大学及西南研 究院就此展开了深井开采研究。西澳大利亚大学在深井开采方面也进行了大量工作。 我国 50~60 年代建成投产的矿井，每年都在以 12～15m 的速度延深开采，初采 水平 300~400m 的矿井当下都已达到了 700~800m ，甚至更深。我国煤矿开采深度超 过 600m 的矿井已超过 100 对。有近 20 对矿井进入 1000m 以下开采，其中新汶矿业 集团就有4 对矿井进入 1000m 以下开采。 关于深部的定义：有专家提出以岩爆发生频率明显增加来界定，也有专家认为 应以围岩达到岩石的强度来界定。但深部开采中的煤矿和金属矿有明显的差异和不 同，根据目前和未来的发展趋势且结合我国目前的客观实际，大多数专家认为中国 的深部资源开采的深度可界定为：煤矿 500m 以下，金矿和有色金属矿 1000m 以下。 关于深部和浅部的区别：专家壹致认为是“三高和时间效应” ，即深部岩体处 于地应力高、温度高、渗透压高以及较强的时间效应。由于“三高和时间效应”， 使深部岩体的组织结构、基本行为特征和工程响应均发生根本性变化，也是导致深 部开采中灾变事故出现多发性和突发性的根本原因所在。 深部、大倾角、冲击危险煤层的安