招金矿业股份有限公司 山东 招远 265400
摘要:本文主要针对金矿矿井支护技术展开探索,分析了金矿井下支护技术,以及在支护的过程中,应该采取的一些方法,并提出了一些比较可行的措施,希望能够为今后的矿井支护工作提供参考。
关键词:金矿,井下,支护技术
1金矿井下采矿方法的选择
传统支护技术主要是采用木材或钢筋混凝土作为支护材料,分支撑与衬砌两种类型,其中支撑指的是临时性保护围岩的结构,衬砌则指永久性加固围岩的结构。传统支护技术是源于古典压力理论和坍落理论,认为巷道开挖后围压主要由围岩局部坍塌导致而成,而巷道的稳定主要靠围岩坍塌致使硐室形状改变后自行获得。传统支护耗费大量木材而且受采深和岩性影响严重,因此只适用于浅部围岩。
金属矿井下采矿的方法有矿房以及矿柱的发掘,其中有采准,切割以及回采这几类项目。如今井下采矿方法大多数是运用充填采矿方式,崩落采矿方式以及空场采矿方式这几种方式。随着时代潮流的发展,科技水平的不断进步。导致现今金矿井下采矿方法运用的比例产生了一些较大的变动。
1.1采矿过程中的空场采矿法
采矿方法中的空场采矿法主要是将矿块区别为矿房以及矿柱并且回采,按照一定的先后顺序进行矿产的发掘与开采。现将矿房进行开采,再利用剩下的矿柱以及岩石等的支持作用在开始回采工作,开采过程中,等到矿房的工作结束之后在即刻进行矿柱的开采工作,最后再针对剩下的部分进行收尾工作。
空场采矿法是由多个部分构成的,被使用较为多的有以下几种:(1)全面采矿法是指在开采过程中将矿产整体分成若干部分别进行工作,进行回采时顺着走向或者逆斜向展开工作,相关人员以及工具在空场状态下进行开采工作,空场凭借着岩石以及矿柱的支撑或者其他由施工者建设的工具的支撑。全面采矿法是由普通全面采矿法以及留矿全面采矿法这二个类型构成。(2)浅眼留矿采矿法是指在矿产开采过程中从底部往上方逐层作业开采的方法。进行开采工作时矿石只能够排出大概1/3的量,剩下的矿石要存放在井下变成接下来开采工作的工具,支撑着井下的围岩。直到最后的开采工作全部结束,才能把之前剩余的矿石等杂物全部清除。(3)房柱采矿方法适合的矿体环境和全面采矿方法的十分相像,区别是前者大多数是将较为整齐的矿柱剩下,后者大多留不整齐的矿柱,现今我们大多应用浅眼落矿以及中深孔落矿这二个类型。对这两个方法进行选择时主要依据矿体的厚度来进行。
1.2采矿过程中的崩落采矿法
(1)分层崩落法是指将矿体进行分层,然后从高部往底部进行回采工作,在这个过程中各个分层会在设置假底在底板部位,接着工作人员开展放顶工作,将假顶等放置到下面。让它们将空的位置填好,上层的假底再变成下层的假顶。(2)无底柱分段崩落方式主要是把矿体进行分段,并在回采作业过程期间在落矿以及出矿的循环工作,没必要设置运送矿产的特定构造,崩落矿石在矿体岩石的遮盖下运送出,根据矿块运送工具的差异,将该方法区别成无轨以及有轨运送方式。(3)有底柱分段崩落方法是通过把矿体进行分段,各个部分都设置底部构造,开采期间在从上部往下部开展工作,再通过深孔进行落矿。通过落矿类型的区别可分成垂直以及水平深孔落矿这二个方式。
1.3采矿过程中的充填采矿法
充填采矿法是指在回采作业过程中,不断充实采空区的方式,依据矿体以及采矿方向的差异,将其区分为单层填充采矿法等其他不同类别的方法。依据填充物的类别以及方式差异等又能将其区分为干式填充方法等不同类别的方法。
2、金矿矿井下支护技术
2.1金属支架支护技术
金属支架具有抗压性好、安全系数高和操作方便等特点,根据金属材料压缩型变量的不同,又可分为刚性支护和可缩性支护两种。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中刚性支护的主要材料为高强度的弧形钢筋,同时在钢筋外侧浇筑混凝土,不仅提升了整体的承载力,而且金属材料外部包裹混凝土,还可以起到隔绝空气、防止金属材料锈蚀的效果,这种支护方式主要用于围岩支护。可缩性支护主要采用U型钢作为主体材料,并且采用多段弧形构件相互搭接,一方面可以根据井下情况,灵活调节U型钢支架的形状和高度,另一方面有保持了较强的承载力,对提升井下巷道、围岩的竖向承载力发挥了明显作用。井下金属支架支护也有一定的缺点,例如搭接部位容易出现松动,金属支护构件保护不当容易出现锈蚀等。
2.2锚杆支护技术
(1)单体锚杆支护
单体锚杆支护主要以钢丝绳、水泥砂浆作为支护的主体材料,由于锚杆的上下两端没有托板,因此在受到较大的承载力时,容易导致锚杆两端嵌入到岩土中,支护效果受到影响。在一些井下支护要求不高,且活动空间有限的情况下,可以考虑使用单体锚杆支护。为了提高支护效果,也可以尝试采用多根单体锚杆组合的方式,形成单体锚杆群,可以提升支护效果。
(2)组合锚杆支护
一些开采年限较久的,由于缺乏科学的开采规划,以及井下管理不到位,已经出现了比较严重的围岩破碎等问题,而传统的支护方式很难有效解决这一问题,就需要采用组合锚杆支护。常见的组合形式有水泥药卷钢筋锚杆支护、树脂药卷锚杆支护等。结合实际应用效果,组合锚杆支护的优势在于将传统的平面支撑发展成为空间支撑,虽然占用了一定的井下空间,但是承载力和稳定性都得到了大幅度的加强,在一些本身存在安全隐患的井下环境中,可以显著增强作业环境的安全性。另外,将组合锚杆支护与锚喷网、锚梁网等支护技术配合使用,也可以增强技术的适用性。
(3)预应力锚杆支护
代表产品或结构主要有桁架锚杆、水胀式锚杆和缝管式锚杆,这三类锚杆均具有良好的横向预应力和一定纵向预应力,其支护效果已为国内外矿山支护实践所证实。研究表明,当锚杆预应力高于60kN,可基本阻止巷道顶板下沉,因此研制出高强度粗直径全长锚固树脂钢筋锚杆,并在托板处增加减少摩擦的装置。
还有一种新型的金矿井下支护装置,包括防护装置,防护装置的两侧均设置有若干个由前向后分布的用于支撑防护装置的支撑装置,防护装置包括两根呈左右对称设置的连杆11,每根连杆11均由前向后延伸,两根连杆11之间设置有若干个由前向后分布的连接条12,每根连接条12的两端均分别与其中一根连杆11的外壁焊接,每根连接条12的中部均向上凸起形成弧形状结构,每根连接条12的上端面均与矿洞的内顶部相抵,每个支撑装置均包括支撑杆2,每根支撑杆2的上端均一体成型有“U”字形的支撑架21,相邻两根连接条12之间的连杆11卡入在支撑架21中,每根支撑杆2均通过若干个膨胀螺栓22固定在矿洞的内壁上。
3金矿井下采矿技术的发展趋势
智能信息化技术是金矿井下采矿技术与信息技术相结合的表现,主要应用在采矿工艺、生产调度、无人采矿系统等各个方面,将促进采矿技术及工艺的创新与发展。未来的矿山开采技术将是信息化、自动化、产业化的结合,高效自动化的数据处理技术将被应用在开采技术中。
深部开采技术是未来金矿井下开采的发展方向。随着金矿开采行业的快速发展,浅部资源已无法满足市场需求。因此,中国的金矿开采技术正朝着深部资源发展。深部开采具有压力高、温度高等特点,而且存在矿山提升、排水、支护等问题,开采难度将增大。未来的采矿技术应该适应深部环境,解决深部问题,使金矿井下采矿,达到安全高效的目的,这也是未来采矿技术的发展方向。
4结束语
现如今,在金矿开采的过程中,矿井的支护技术也越来越多,所以我们在金矿矿井的开采过程中,井下的开展工作一定要做好支护,那么在这个过程之中,对于支护技术的方案,也要进行进一步的总结,本文探讨了具体的方法和措施,可供今后借鉴。
参考文献:
[1]康红普,司林坡.煤矿井下地质力学原位测试技术及在巷道支护中的应用[C]//2014国际煤矿瓦斯治理及安全会议.2018.87
[2]暴广昌,陈全秋.煤矿井下巷道掘进顶板支护技术浅析[J].机械管理开发,2017(7):147-148.
论文作者:邵鹏
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/21
标签:井下论文; 金矿论文; 技术论文; 围岩论文; 锚杆论文; 矿柱论文; 矿体论文; 《防护工程》2019年第3期论文;