1现有支护充填技术存在问题
1.1支护方案存在的问题
锦丰金矿现有的支护系统存在着支护成本高、支护效率低、支护方式相对单一等缺点：
（1）极其破碎岩体内的支护方式，未在现有支护标准中明确，按正常支护方式常出现通过破碎带时边铲装边冒落现象，导致采矿进路中断，同时形成不可预见的空区，充填困难，需根据预测空区顶部位置打探孔进行充填，无法保证接顶，影响上部几个分层采矿进路的布置，且因成矿特点，往往越破碎金品位越高，一般为正常区域的3倍以上，损失贫化及其严重；
（2）随着开采深度的下降，岩石性质地压也不断变化，巷道变形严重，在目前施工的90m及以下水平，巷道出现大面积返修现象，不仅增加了支护成本，同时也加大了安全隐患；
（3）喷浆作业中，反弹率高，厚度达不到设计标准，也是导致贫化的主要原因之一。
1.2充填工艺存在的问题
锦丰金矿充填工艺从目前的实际生产来看，主要存在的问题为：采用尾砂膏体充填，质量浓度达 68％左右，自然体积沁水率2%左右。虽然尾砂膏体充填体积沁水率较小，但充填膏体形成坚硬性固体时，会在高度方向有一定的沉缩，同时还会有充填体表面自流坡度及管道口布置达不到巷道最高点等现象存在，导致接顶率不理性，普遍存在最终充填体距顶板1m左右空间，甚至更多。上向进路式采矿法进路充填时要求充填接顶良好，尤其是采用"隔一采一"的回采顺序，如果进路充填接顶较差，采矿工艺便无法得到安全保障，影响施工进度及效率。
2针对以上问题改进支护充填技术的措施及效果
2.1极其破碎岩体条件管棚超前支护方案
2.1.1极其破碎岩体破坏特征界定
高冒落，冒落高度5m以上；巷道爆破出渣后或放置一段时间后发生大体积冒落泥、岩、大块涌出，继续出渣随出随冒顶；巷道冒落后由于围岩的自承能力，冒顶区域暂时稳定。
2.1.2管棚超前支护方法
（1）支护原理
在极其破碎岩体巷道掘进时，采用超前锚杆临时支护工艺布置管棚，钢管以较小的仰角沿岩面打入，前端插入岩体，后部以杠杆原理架于工作面第一、二架棚梁上，起到超前控顶作用。
管棚布置完毕后，向四周带有注浆孔的钢管注浆，用以改善围岩力学性能，提高强度和刚度，同时避免水对围岩强度的影响。
（2）支护标准
管棚支架由 14#工字钢或U型钢加工，纵向连接筋采用三角形焊接；根据锦丰金矿目前井下使用的钻孔设备及实际情况，掘进采用每3m一个循环，钢管采用热轧无缝钢管长3.5 m、直径 50 mm、壁厚 5 mm，对钢管壁四周钻注浆孔，钢管与巷道壁之间以 10°外插角向掘进方向打入，间距为 350 mm，11 根每排；根据矿山实际情况选择适当的注浆材料，并加入早强剂。
（3）施工注意事项
①架设钢拱架参照巷道中腰线，保持与设计掘进方向一致，在靠近掌子面钢拱架内次按设计布眼，打孔、顶入钢管，后安装止浆垫，进行喷浆封闭、注浆，等强度达到设计要求后，按正常掘进施工。
②施工管棚孔时，钻具不宜过快，尽量避免钻孔发生偏斜。顶入钢管时，需控制好顶入方向与钻孔方向平行，必要时可设置辅助人员协助施工，避免卡管，中断施工。
③管棚注浆应遵循"先两侧后中间、由稀至浓"的原则。注浆施工时，观察四周钻孔机岩壁是否有漏浆现象，实际注浆量应大于设计注浆量。
2.1.3管棚超前支护方案效果
采用超前支护及注浆加固联合作用机理，根据现场工程及岩石性质合理确定支护及注浆参数，提高极破碎区域的岩石性质，提供围岩强度，使掘进得到了安全保证，加快施工进度，可使巷道顺利通过及破碎区域，效果良好。
2.2高冒顶巷道发泡材料充填支护
2.2.1发泡材料充填施工方法
对于未能预先判断岩石性质，施工巷道已经发生高冒落的极破碎区域，可采用发泡材料充填支护，发泡材料充填控顶具有成本较低、施工速度快、安全性高等优点，施工方法如下：
发泡材料充填控顶，首先施工止料墙，将A、B料孔口混合后注入到冒顶空区内，注入的混合料迅速发泡至注入体积的20倍并达到一定强度（约0.2MPa）；待注料结束，迅速拆掉止料挡墙，逐步拆除发泡材料并及时超前管棚+架设钢拱架并喷砼封闭，迅速恢复巷道使用功能。
2.2.2发泡材料充填支护效果
充填冒顶空区后，使得围岩向净空的移动受到了限制，由充填之前的剪切破坏状态恢复到弹性工作状态，围岩的塑性发展状态得到了有效的遏制，针对已发生高冒顶巷道的治理选用发泡材料充填是较好的解决方案，效果良好。
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2.3深部工程支护方案及喷射混凝土建议
2.3.1支护方案建议
根据围岩情况，随时判断围岩级别及支护方案；遇到断裂、构造带时，先行制定支护方案、先行施工，保证支护的及时性、时效性；随着开采范围的扩大、开采深度的增加，通过钻孔岩芯及已有巷道工程不断对分区分级岩石进行修正、评价。根据目前施工的90m及以下水平，巷道出现大面积返修现象，可增加支护密度、将管缝锚杆改为树脂锚杆、加设长锚索或改为锚杆+钢拱架主、被动联合支护方式予以解决。
2.3.2喷射混凝土建议
（1）喷射混凝土配比
水泥：砂石比例为440：1740，聚羧酸系列减水剂添加量为水泥掺量的0.75%,喷巷道顶板时无碱速凝的添加量为水泥掺量的8%，喷巷道侧帮时无碱速凝剂的添加量为水泥掺量的6%.塑料纤维掺量为6kg/m3。
（2）喷射混凝土步骤
①清理工作面：用水清洗工作面10分钟以上，将浮石清理干净；
②喷浆顺序：第一层先喷巷道拱脚，然后喷顶板，随后喷两帮，最后喷拱脚和顶板直至达到设计厚度，所有喷浆方式应由里向外后退式进行；
③等待时间：喷浆后应将做好隔离，等待2h后方可进入下一步作业；
2.4多点下料分次充填接顶技术
锦丰金矿矿体规模逐渐变小，且由于露天开采结束要求地采生产能力变大，要求各工序不得相互干扰，所以必须加快采场作业循环，充填体强度及充分的充填接顶是保证上向进路采矿法安全正常作业的技术关键。
2.4.1多点下料分次充填接顶技术实施方法
通过对前期研究院所的实验及生产实践进行分析总结可知，在膏体质量浓度为 67%、水泥含量为 11.5%，自然泌水率 2%的情况下，膏体充填自流坡度在 3.5°～4°之间。虽然充填到井下进路的膏体充填自流坡度可能会小一些，但其对进路充填接顶率的影响不应忽视，尤其是进路长度较长时；质量浓度为67％的充填料浆24h的体积沉缩率为 4.46％，质量沉缩率为 2.59％；48h 的体积沉缩率为 4.58％，质量沉缩率为 2.67％，变化较小并趋于稳定。数据显示浆体沉缩率会随着浆体浓度增大而减小，且浆体沉缩一般在24h 后变化极小并趋于稳定。在掌握充填料浆的沉缩性能以及充填体表面自流坡度后，结合井下充填实际情况，制定如下施工方法。
（1）充填管道架设
充填管道架设时，从已架设好的井下主管路接架一套充填管线、进路内架设 2 根充填管，在充填挡墙处设置切换法兰盘，如图4.5所示。一步采进路的管道架设到进路上方断面为 1.2m×0.5m的充填矩形槽中，充填管沿进路长度方向架设。1 # 充填管出料口架设到距离进路最远端 5～10m 最高处；2 # 充填管出料口架设到距离充填挡墙 5～10m 处最高点；单个出料口下后方 200mm 处架设排气观察管（溢流管），溢流管采用 4 寸的 HDPE 管，出口固定到挡墙外端(出口距离地面高度 1.5～2m）。二步采进路充填管道架设与一步采类似，二步采进路没有专用的充填矩形槽，架设到巷道最高点，其余与一步采相同。
（2）充填脱水
进路充填脱水采用柔性滤水管，滤水管悬挂在采场充填挡墙内侧，距离充填挡墙 0.5～1.0m 处，环形布置，即沿着巷道断面边帮架设一圈，滤水管上部开口距顶板 200mm，滤水管下部出口固定于充填挡墙底端 500mm 处，作为充填过程中溢流水及渗流水的主要通道。
（3）多次多点充填
由于进路充填，充填料浆在进路内有一定的自流坡度，并且料浆在脱水凝固过程中有一定沉缩，同时考虑充填板墙结构以及受力分布，故采用多次多点充填技术，进路充填分成3次充填、两点下料充填方式：
第一次充填，使用1 #下料口充填管道，充填高度3.0～3.5m，第一次充填完成12h 后可进行二次充填；
第二次充填，仍使用1#下料口充填管道，直至1#溢流管溢出浆体为止，第二次充填完成12h～24h后可进行第三次接顶补充充填；
第三次接顶补充充填，则使用2#下料口充填管道，直至2#溢流管溢出浆体为止，完成整个进路充填工作。
2.4.2优化充填技术效果
通过生产实践证明，充填过程中采取多点下料分次充填接顶技术，在二步采进路回采过程中，没有发现一步采进路上部拱角未接顶现象，可以在很大程度上提高充填接顶率，能够为矿山采矿工艺提供支撑，效果良好。
3结论
（1）在原支护标准的基础上，增加极其破碎岩体超前管棚支护支护标准、高冒顶巷道发泡材料充填支护补救措施，并提出深部高地压区域工程支护方案及喷射混凝土作业的改进建议，提高了围岩承载能力、改善开采条件，加快施工进度，减小损失贫化率增加了效益。
（2）在了解充填料浆沉缩性及自流坡度后，结合井下充填实际情况，提出多点下料分次充填接顶技术，实践证明没有发现未接顶现象，使上向进路采矿法安全正常作业得到保证。
参考文献
［1］王旭阳，王方里，王宏阳．锦丰 ( 烂泥沟) 金矿地质特征及找矿方向浅析(J). 云南地质,2014(1): P130-P132.
［2］宋鑫．争做战略性产业 在"一带一路"先行先导(J). 企业文明,2016(12): P35-P37.
论文作者:翟雷1，陈偶2
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第5期
论文发表时间:2019/6/5
标签：进路论文; 巷道论文; 围岩论文; 挡墙论文; 多点论文; 超前论文; 作业论文; 《中国西部科技》2019年第5期论文;