地下銅礦破碎圍巖巷道支護技術應用分析

張振平，譚崇明

（江西銅業(yè)股份有限公司武山銅礦,江西 瑞昌 332200）

為提高銅礦開采的生產效率，在開采過程中，先進的現代化技術顯得尤為重要，目前應用較為廣泛的巷道支護技術為木支護、鋼型支護和錨桿支護等技術，但在目前的巷道支護技術中，仍然存在一定的問題，在開采過程中，隨著開采深度的不斷增加，巷道支護難的問題時有發(fā)生，加上我國的巷道開采多處于破碎和軟巖圍巖狀態(tài)下，增加了支護的難度，對支護技術提出了更高的要求，因此要充分發(fā)揮支護技術的重要意義，提高圍巖的穩(wěn)定性是礦井巷道支護的關鍵。

1 破碎圍巖形成原因及原理

隨著礦產資源需求量的不斷增加，銅礦開采深度也不斷增加，不同地質層的條件各不相同，受井下圍巖和高應力的影響，容易發(fā)生工作層圍巖的頂板松動情況，加上水文地質條件等危害，對銅礦的支護技術有更高的要求，在作業(yè)過程中，當頂板受到擠壓變形容易導致頂板巖石的破裂，形成破碎圍巖而發(fā)生脫落情況，當形成這種頂板時，技術人員要加強對破碎圍巖的支護技術支撐；另一方面，從底板巖石受力情況來看，頂板處于為支護狀態(tài)，底板也容易發(fā)生的底鼓，進而導致巷道內部的變形。

針對頂板破碎和圍巖松散的巷道，多數開采企業(yè)采用架棚支護方式，該方式單純采用架棚支護，成本高且勞動強度大，根據實際操作情況來看，該種支護方式未取得良好的支護效果，破碎圍巖層的支護方式存在材料消耗大、施工困難和安全隱患大等問題，因此提出不同的支護理論，在開采前，開采過程中受重力和高應力的影響，圍巖沿著不同的方向垂直變形，開采過程中，原始的平衡力遭到破壞，將重新分布在不同的巖層，導致巖層兩端在重應力的影響下，頂板出現彎曲變形的情況。

巷道的支護理論眾多，主要分為圍巖強度強化理論、新奧法支護理論、松動圈支護理論和聯合支護理論等，在開采過程中采用較多的是圍巖強度強化理論和新奧法支護理論，圍巖強度強化理論以巷道錨桿支護為基礎，通過錨桿支護技術，增加圍巖的承載能力，加固錨固區(qū)域的巖石，針對存在破碎或軟巖變形情況嚴重的巷道進行支護，多數應用于開采的深部巷道中。

2 巷道主要支護類型的選擇

（1）巷道支護技術眾多。錨桿支護技術經濟實用、防護性強，在錨桿支護初期，支護強度可選擇較低，隨著技術的引進，從低強度逐漸向高強度發(fā)展，有效控制圍巖出現的破碎和變形情況，通過對破碎圍巖進行支護，加強對錨桿支護技術的應用，有效控制圍巖發(fā)生破裂的可能。

（2）U型鋼可伸縮性支護技術。巷道在受到高應力影響發(fā)生變形后，利用U型鋼的可伸縮性特點，對圍巖膨脹情況設定相應的支護技術，以實用圍巖破碎范圍較大的軟巖巷道中，U型鋼可伸縮性支架具有結構簡單、承載能力大的特點，在變形嚴重的巷道中實用較為廣泛，但U型鋼支護技術無法適用于支護初期，無法有效控制圍巖的變形。

（3）錨桿支護技術。錨桿支護技術具有成本低和提高圍巖自身強度的優(yōu)點，在破碎的巷道中是一種主動支護技術，可以提高圍巖的預緊力，提高圍巖自身的承載能力，盡管在巷道變形后會有多種支護方式出現，但以錨桿支護為主要支護方式。

（4）聯合支護。聯合支護方式是一種在軟巖狀態(tài)下且破碎圍巖情況嚴重的困難環(huán)境中的支護技術，通過多年的分析總結，破碎圍巖巷道的聯合支護技術集U型鋼支護和工字型支護技術一體，既可以充分發(fā)揮U型鋼的可伸縮性，又可以改變圍巖之間的相互作用力，從而達到聯合支護的目的

（5）“短錨+輕架”支護理論。“短錨+輕架”支護理論是一種新型支護方式，與其他傳統(tǒng)的支護方式不同的是，錨桿與棚架支護技術可以在充分發(fā)揮作用的同時相互作用，相互提高彼此的承載力，短錨桿支護可以增加棚架的數量，這在很大程度上可以提高棚架的穩(wěn)定性和自身承載能力，錨桿對頂部的棚樑提供應力，相當于給棚架提供支點，減少棚架之間的距離，提高了棚架的穩(wěn)定性。

3 銅礦巷道支護技術應用問題及改進措施

在開采過程中，巷道的圍巖應力會分布在頂板周圍，支護體需要承受較大的壓力，盡管支護體可以有效的設計支護方式，但對港道的掌握較難，在大強度的影響下，會發(fā)生嚴重變形；對破碎的軟巖巷道來說，巖石的膨脹受高應力的影響，在巷道破碎嚴重的位置容易發(fā)生變形或松動，降低支護的效果。

開采巷道過程中，需要合理的設計巷道的布局和穩(wěn)定性，布置要在應力環(huán)境較好的區(qū)域，在對巷道的斷面和破碎巖石的支護方面，要根據巷道內部的具體情況制定相應的措施，對準備開采的巷道進行噴漿處理，并封閉巷道，既可以延長巷道的年限，又可以減少返修次數；破碎軟巖巷道受水文地質和礦山壓力等的影響，導致巖層表面不同情況的破碎，支護采用的錨桿支護、注漿支護等方式在各種外力的影響下，時間長了會表現出不同的變形特性，單純的錨桿支護會降低初始錨固力，錨桿的外端露在外面，更加增加了圍巖受壓變形破碎的情況。因此針對破碎巷道存在的諸多問題，可以采用二次支護方式，增強支護體自身的強度，增加巷道的穩(wěn)定性，提高圍巖的承載能力，從巷道整體利用錨桿支護加固周圍的膨脹區(qū)域，強化圍巖的約束力，在實際操作過程中，錨桿支護和錨固技術難以控制巷道的變形，因此在二次支護的同時增加注漿加固方式，提高對圍巖的支護。

4 結語

通過研究發(fā)現，巷道的支護理論眾多，但在具體應用過程中，要根據具體實際情況采取相應的措施，充分利用二次支護技術，實施科學規(guī)范的巷道支護技術，以科學合理為基礎，為銅礦開采工作的順利進行奠定堅實的基礎。