湖北鄂西磷矿工程锚喷支护质量控制研究论文

2024-05-15 09:43:05 来源:SCI论文网 作者:xuling
摘要:矿山地下深部开采带来的工程问题需要积极采取有效的措施来应对,从而提高巷道支护质量,确保矿山的生产安全和稳定。锚喷支护技术是一种广泛应用于矿山、隧道、地下工程等领域的支护技术,其原理是通过锚杆、锚索和喷射混凝土或喷射钢纤维混凝土来增强围岩的自承能力,实现围岩与支护结构共同工作。文章对锚喷支护技术的特点进行简要的分析,结合湖北鄂西磷矿工程情况,分析磷矿工程锚喷支护质量控制相关要点。
摘要:矿山地下深部开采带来的工程问题需要积极采取有效的措施来应对,从而提高巷道支护质量,确保矿山的生产安全和稳定。锚喷支护技术是一种广泛应用于矿山、隧道、地下工程等领域的支护技术,其原理是通过锚杆、锚索和喷射混凝土或喷射钢纤维混凝土来增强围岩的自承能力,实现围岩与支护结构共同工作。文章对锚喷支护技术的特点进行简要的分析,结合湖北鄂西磷矿工程情况,分析磷矿工程锚喷支护质量控制相关要点。
关键词:磷矿工程,锚喷支护技术,湖北鄂西,质量控制
随着矿业的发展,矿山开采的形式从露天转为地下,并逐年向更深层次发展。地下深部开采带来了许多工程问题,如围岩应力的不断增加、围岩条件的复杂化、地压显现的加强、巷道变形的急剧增大、巷道底鼓以及巷道两帮片帮的严重等[1]。针对这些问题,需积极采取有效的措施来提高巷道支护的质量。
1磷矿工程锚喷支护技术
湖北鄂西某磷矿山在应用锚喷支护技术的过程中,根据目前使用液压凿岩台车凿岩的生产实践,为保证凿岩台车的设备效率最大化,减少开采工艺环节,盘区开采时矿层厚度5.5m以下一次性全层开采,矿层厚度大于5.5m时采用分层切顶开采工艺。在矿山盘区生产时,对于盘区采场的顶板,选择按照岩石稳固性对顶板实施分级管控[2]。湖北鄂西某磷矿工程中,对于Ⅳ级岩体顶板,采用锚网+锚索支护,同时还应将矿房宽度缩小至5m以下。Ⅳ级岩体顶板矿房布置示意图见图1。
对于Ⅳ级岩体顶板,采用锚网+锚索支护技术的过程中,选择采用锚杆台车护顶,钢筋网网度为200mm×200mm,锚杆网度为1m×1m,根据工程类比法暂选用缝管式锚杆,长度1.8m,直径43mm,锚固力不小于60kN,实际生产时应根据实际探矿情况调整锚杆长度,保证锚杆插入稳定岩层的深度大于0.5~0.6m。之后,视顶板稳固程度决定是否用锚索进行加固,根据对顶板的钻探情况,确定树脂锚索长度,一般不小于6m,采用直径18.9mm的钢丝绳,树脂锚索间距一般为4m,排距2m,如遇不稳固型顶板还应加密锚索间距。锚索采用树脂预应力锚索,锚索长度为6~10m,直径18.9mm由锚固段、自由段和张拉端三部分组成,锚固长度必须大于1m。锚索支护结束24h后,要对锚索支护质量进行拔力实验,实验锚索拉拔力不得低于200kN。锚杆支护的施工,应遵守《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》GB 50086—2015的规定;锚索支护作业应参照《水电水利工程预应力锚固施工规范》DL/T 5083—2019的要求。
2磷矿工程锚喷支护质量控制
2.1合理进行锚喷支护设计
在磷矿工程锚喷支护质量控制过程中,应充分考虑各种因素,进行合理的锚喷支护设计,并在施工过程中不断调整和优化设计方案[3]。同时,应注重对支护结构的检测和评估,以确保其稳定性和安全性。这些措施将有助于提高磷矿工程的质量和效率,为企业的可持续发展奠定坚实基础。具体来看,在磷矿工程锚喷支护质量控制过程中,必须充分考虑到磷矿工程的特点、围岩条件的复杂性以及地下开采条件等多方面因素,以进行合理的锚杆支护设计。初始设计应以全面分析相关资料为基础,确保设计的完整性和准确性。在现场施工过程中,应收集相关信息,结合实际需求,对设计方案进行合理地调整和修改,有助于不断完善设计方案,还能确保施工质量符合预期要求。在此过程中,应密切关注施工过程中的各种变化和异常情况,及时调整施工策略,确保工程顺利进行。此外,为了确保锚喷支护的质量,还应定期对支护结构进行检测和评估。通过对比实际数据和设计参数,及时发现并解决潜在问题。
2.2选择合理的锚喷支护结构
通过开发适用性强的锚喷联合支护形式,可提高支护结构的适应性和可靠性,为矿山、隧道、地下工程等领域的安全生产提供有力保障。磷矿井下的地质条件复杂多变,岩体结构多样,包括软岩、硬岩、破碎带、节理裂隙发育带等,这些地质条件对锚喷支护技术的应用提出了更高的要求。因此,在应用锚喷支护技术前,需要对地质条件进行详细地分析,了解岩体的力学性质、结构特征、水文地质条件等因素,以便选择合适的锚喷支护形式。在磷矿井下,常用的锚喷联合支护形式有锚喷网支护和锚喷网加型钢联合支护等(见图2、图3)。
锚喷网支护是一种简单的支护形式,通过锚杆和喷射混凝土网来增强围岩的自承能力,并起到一定的防护作用。而锚喷网加型钢联合支护则是一种更为复杂的支护形式,通过锚杆、喷射混凝土网和型钢的联合作用,增强围岩的自承能力和稳定性。为更好地推广和应用锚喷联合支护形式,需要开发适用性强的锚喷联合支护形式。在磷矿井下,可以通过采用先进的喷射混凝土制备技术和锚杆施工技术,提高锚喷联合支护的适用性和可靠性。此外,还可以根据实际情况,不断优化锚喷联合支护的结构设计,提高其适应性和稳定性。
2.3加强地质工作
为提高锚喷支护技术的应用水平,获得理想的支护效果,还需要做好地质方面的工作。首先,在支护设计过程中,这些地质信息对于准确地确定支护类型、材料、尺寸和深度至关重要。如果地质情况复杂,需要更加详细的支护设计。而如果地质情况简单,支护设计就可以相对简单一些。如果地质构造复杂,可能会导致围岩不稳定,从而在施工过程中可能出现坍塌或滑坡等问题。通过预先了解并记录地质情况,施工队伍可以采取适当的预防措施,避免事故的发生。因此,每个施工区队配备专职的地质技术员,并在每次永久支护前进行详细的地质观察和记录,是确保施工安全和有效的重要步骤。这样的做法不仅能为支护设计提供依据,还能提高施工效率和质量。
2.4提高锚喷支护作业水平
在锚喷支护作业过程中,提高作业水平是非常关键的。首先,锚网重叠不能小于20cm,以确保网片的完整性和稳定性。同时,网片中间的锚杆应垂直于顶板,以最大程度地发挥锚杆的支撑作用。其他锚杆应与顶板保持不小于70。的倾斜角度,并呈扇形分布(见图4),以确保锚杆在顶板上的有效覆盖。其次,锚杆的排间距应设定为1m×1m,以确保足够的支撑力。锚杆、托盘、锚网与岩体之间必须紧密贴合,以防止岩体松动或脱落。在施工过程中,应通过观察打眼流水情况,以辨识锚杆对顶帮的有效支护厚度。如果锚杆对顶帮的有效支护厚度不足0.8m,必须立即上报区域领导,并考虑采取措施进行加固,如增加锚索支护或钢拱架支护。锚护材料必须堆放在指定的安全地点,严禁将锚护材料放在需要锚护的顶帮下方。在挂锚网时,锚杆台车操作工需要将大臂退回,由锚网辅助工在已锚护区域内进行作业,严禁进入需要锚护的顶帮下方。在作业过程中,必须时刻注意周边环境的变化,一旦发现异常情况,必须立即停止作业并妥善处理。在锚网工作结束后,需要进行全面的质量与数量核查,确保锚网工作的效果。同时,需要关闭回收水管,清理现场的锚网材料,将台车驶离工作面并停放在指定的安全地点。最后,需要在工作面入口设置凿岩目视化管理责任牌,以警示其他工作人员并明确责任归属。
2.5完善锚喷支护监测
首先,磷矿企业需要定期对巷道进行全面检查,包括锚杆的牢固程度、喷射混凝土的厚度等。通过这些检查,企业可以及时发现支护不足区域,并采取相应的加固措施。其次,可以通过监测巷道内的应力变化来评估锚喷支护的效果。如果应力超过一定限度,说明支护可能存在问题,需要及时采取措施。此外,磷矿企业还可以利用现代技术手段,如传感器和数据分析软件,对巷道支护质量进行实时监测。这些技术可以提供更加准确的数据,帮助企业更好地了解巷道的状况,并及时发现潜在问题。
3总结
综上所述,磷矿工程开采过程中积极应用锚喷支护技术具有重要的积极意义。但该技术的应用过程中涉及多方面的影响因素,因此,需要从提高锚喷支护作业水平、完善锚喷支护监测工作等角度出发,尽力做好相应的质量控制工作,以切实提高支护质量。
参考文献
[1]张卫中,倪小山,张电吉,等.复杂地质条件厚大磷矿体采空区顶板联合支护方法[J].金属矿山,2017,(5):14-18.
[2]罗亮.湖北兴发化工集团股份有限公司后坪磷矿200万t/a新建地下采矿工程(+750标高以上)安全设施设计[R].江苏省连云港市:中蓝连海设计研究院有限公司,2019.
[3]马宁.岩土工程施工中深基坑边坡喷锚支护技术及其质量控制[J].有色金属设计,2021,48(1):66-70.
