[發(fā)明專(zhuān)利]一種冒落松散巖體中的成巷方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410173570.0
• 申請(qǐng)日: 2014-04-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103939107A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉潤(rùn)田;趙國(guó)彥;侯成錄;蔣善波;徐欣;王瑞文;李夕兵;張雪楣;唐志祥;劉科偉;彭康
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東黃金礦業(yè)（玲瓏）有限公司;中南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E21D9/04
• 分類(lèi)號(hào): E21D9/04
• 代理公司: 煙臺(tái)雙聯(lián)專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 37225
• 代理人: 梁翠榮

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種冒落松散巖體中的成巷方法，尤其是涉及一種金屬礦山采空區(qū)冒落松散巖體中的成巷方法。

背景技術(shù)

我國(guó)地下金屬礦受早年空?qǐng)龇ú傻V和民采的影響，井下存在有大量采空區(qū)。因長(zhǎng)久地壓影響與自然風(fēng)化作用，采空區(qū)內(nèi)巖石正在冒頂片邦，空?qǐng)鲋谐錆M冒落松散巖體。鑒于工程設(shè)計(jì)要求，主要人行運(yùn)輸通道需要穿過(guò)采空區(qū)，因而必須在冒落松散的巖體中成巷。成巷過(guò)程中，因?yàn)槊奥渌缮r體流動(dòng)性好，底板容易發(fā)生變形與下陷，頂板與側(cè)邦巖體易向巷道內(nèi)涌入，導(dǎo)致巷道施工與成巷困難。施工過(guò)程中，不僅要考慮護(hù)頂，同時(shí)要考慮護(hù)幫與底板變形。

采空區(qū)冒落松散巖體中的成巷方法，不同于城市隧道施工及軟弱巖體施工，國(guó)內(nèi)外尚無(wú)成功先例，而國(guó)內(nèi)外普遍采用的軟弱巖體施工方法主要有木架施工法、插板法、超前小導(dǎo)管注漿法、管棚法、水平凍結(jié)和預(yù)先注漿法等，這些方法均不適合采空區(qū)冒落松散巖體中的成巷。其中，木架施工法支護(hù)能力有限，只適用于地壓不大，服務(wù)年限短，斷面小的巷道；插板法和管棚法是以底板巖體具有一定承載力為前提條件，與冒落松散巖體成巷機(jī)理完全不同；注漿法用于松散介質(zhì)且介質(zhì)內(nèi)部為軟弱固體或液體物質(zhì)的成巷，與采空區(qū)冒落松散介質(zhì)內(nèi)部為氣體且松散范圍廣不同；凍結(jié)法用于介質(zhì)含水或含水量多的松散介質(zhì)成巷，不同于井下采空區(qū)內(nèi)松散介質(zhì)無(wú)水的情況。總之，在采空區(qū)冒落松散巖體成巷是一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)尚未解決的難題。

比如，玲瓏金礦大開(kāi)頭礦區(qū)主運(yùn)輸平巷承擔(dān)著礦山井下開(kāi)采礦石運(yùn)輸?shù)闹匾蝿?wù)，鑒于礦山特殊的地理位置與選廠的設(shè)計(jì)布置，主運(yùn)輸平巷必須穿過(guò)近20m寬、深200m的采空區(qū)冒落松散巖體。礦山曾采用國(guó)內(nèi)外多種常規(guī)成巷方法施工均以失敗告終，礦山生產(chǎn)嚴(yán)重受阻。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種冒落松散巖體中的成巷方法，主要解決在冒落松散巖體中成巷時(shí)四周松散體向巷道內(nèi)移導(dǎo)致巷道難以成型、無(wú)法成巷的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種冒落松散巖體中的成巷方法，其特征在于：采用支承裝置超前支護(hù)成巷，用固定在巷道側(cè)幫穩(wěn)固位置的長(zhǎng)錨索懸吊工字鋼作為巷道金屬底座，將U型鋼拱架架設(shè)在巷道金屬底座上作為永久支護(hù)，最后鋪設(shè)金屬網(wǎng)并用錨桿固定后噴射混凝土支護(hù)成巷。

具體按以下步驟進(jìn)行：

1）、在兩幫穩(wěn)固位置安裝支承裝置；所述的支承裝置包括通過(guò)縱向連接體連接在一起的上層板和下層板，其下層板與巖石接觸；

2）、沿巷道掘進(jìn)方向緊靠?jī)蓭鸵?4°傾角朝頂板插入工字鋼作為支承梁，支承梁與專(zhuān)用支承裝置的上層鋼板焊接牢固；隨后在支承梁底部朝巷道兩幫以30°角水平斜插入工字鋼作為輔助支撐，前后相鄰支承梁接頭位置互相搭接并焊接；

3）、架設(shè)超前支護(hù)的棚梁，棚梁為長(zhǎng)度與巷道寬度相同工字鋼，將棚梁焊接到兩幫的支承梁上用作超前支護(hù)的基礎(chǔ)；

4）、將工字鋼插桿朝頂板以14°角按間距0.1m~0.2m插入頂板巖體中至完全覆蓋巷道頂板，工字鋼插桿端部為尖狀，插入巖體4.5~5m，尾部露出棚梁至少0.5m并用圓木作接頂處理，將工字鋼插桿與棚梁焊接牢固；工字鋼插桿之間用木板橫向連接，防小石塊掉落；

5）、向側(cè)幫按排距×間距1.0m×0.5m打入側(cè)幫支護(hù)鋼管四根，側(cè)幫支護(hù)鋼管與巷道走向呈30°角水平插入側(cè)幫移動(dòng)散體，作為側(cè)幫支護(hù)，支護(hù)呈八字形向兩邊張開(kāi)，防止開(kāi)挖時(shí)兩幫移動(dòng)散體向內(nèi)擠壓堆積；

6）、在頂板支護(hù)及側(cè)幫支護(hù)的保護(hù)下逐段開(kāi)挖，用清渣設(shè)備逐次清理巷道內(nèi)冒落松散巖體；在距離首架棚梁之0.5m處，重復(fù)步驟2）、3）、4）、5），直到整個(gè)巷道施工完成；

7）、在巷道頂隅處穩(wěn)固巖石中用中深孔鉆機(jī)鉆鑿錨索孔，孔內(nèi)插入鋼繩并用混凝土填實(shí)形成拉力不低于20噸的長(zhǎng)錨索；依據(jù)冒落松散巖體段的長(zhǎng)度，焊接加工金屬底座，在巷道底部距兩幫60mm的位置各鋪設(shè)一根底座工字鋼，其長(zhǎng)度要求保證底座工字鋼在巷道穩(wěn)固巖體處的搭接長(zhǎng)度為0.5m~1.0m；在底座工字鋼三分之一位置焊接系牢拉緊來(lái)自長(zhǎng)錨索另一端的鋼繩；再在底座工字鋼上每隔1m鋪放一架底座工字鋼，形成巷道金屬底座；

8）、鋪設(shè)U型鋼拱架，U型鋼拱架底部與巷道金屬底座的工字鋼采用角鋼焊接牢固；每隔0.5m安裝一架U型鋼拱架，兩架U型鋼拱架之間焊接增強(qiáng)支護(hù)鋼管來(lái)增強(qiáng)支護(hù)的整體剛度，防止局部產(chǎn)生大變形；

9）、清理轉(zhuǎn)運(yùn)巷道頂幫浮石，對(duì)前方塌陷區(qū)采用廢石或尾砂充填層填實(shí)；

10）、在U型鋼拱架頂部鋪設(shè)金屬網(wǎng)，覆蓋整個(gè)巷道寬度并用錨桿固定，最后用噴射混凝土支護(hù)巷道四周。