APP下载

深井开采矿压特征及围岩控制技术研究

2021-03-24王健

中国应急管理科学 2021年2期

王健

摘要:中国是世界上最大的金属矿生产国,其大部分金属矿储量不足一公里。矿井深处的压力对金属矿安全构成了技术挑战。本文主要详细介绍了深部矿山开采压力的基本特征。根据深井开挖过程中路压的运动规律,分析了岩压控制的基本理论,通过道路布置和支护形式控制岩压,达到了经济安全开采道路的目的。使用效率。

关键词:深矿井;矿压;巷道布置;支护形式

引言:由深部采礦压力引起的技术问题正在增加。这对于当前和将来的金属矿安全至关重要。的影响越来越严重。从长远来看,为了及时解决与深矿开采压力有关的技术问题,合理开发具有重要的战略意义。近年来,金属矿机械化规模和水平的不断提高,加快了金属矿的深度发展,而深部开采压力控制技术也是金属矿国家面临的严重问题,深层开采问题的程度也各不相同。因此,世界上没有统一的深雷分类标准。

一、掌握深井矿压显现规律

1.深部矿山开采压力的基本特征

(1)随着地面压力的升高,岩石破坏的过程加剧,道路周围的岩石变形更加剧烈,岩石破裂的强度和频率增加。

(2)在高应力作用下,围岩剧烈运动,巷道变形破坏严重,变形速度高,变形量大,巷道变形范围扩大。

2.深井巷道压力特征

(1)公路开挖初期的变形速度快;(2)长时间变形稳定且长时间蠕变;(3)地面隆起较大;(4)岩爆的频率和强度增加。

3.随着开采深度的增加,道路变形的一般规则

(1)根据调查,随着采矿深度的增加,巷道的变形随近视度呈线性增加,从600m开始,每开采深度增加100m,巷道顶板和底板之间的进近量是平均的。从10%增加至11%。(2)每次开采深度增加100m时,道路的变形与基岩的强度有关。

4.深矿路变形速度定律

(1)道路周围岩石破裂带的形成要经历一个时间过程(该时间过程的长度与围岩的破裂范围有关,即破裂区域的厚度);(2)刚开挖道路时,深部采矿道路周围的岩石破裂发展速度很快。快速然后逐渐衰减,直到爆裂区完全形成。

二、矿压控制的基本原理

抵抗岩石压力:(1)积极抵抗压力。根据螺栓或电缆的支撑原理,在开挖道路后将周围的岩石悬挂,接合,楔入并挤压以进行加固。砂浆具有许多结构裂缝,适用于岩石深处的松散岩石。在内部,基岩的完整性得到了改善,并且基岩的正向支撑得到了抗压性。(2)被动抗压力。提高托架的承载能力或密度,以减少或减少围岩的运动。

耐压性/耐压性:在采取适当的支撑措施且支撑体本身没有受到明显破坏的前提下,对围岩施加一定程度的变形以释放围岩的部分压力。(1)避开地雷的压力。道路放置在重新分布周围岩石应力的岩体中,或者放置在无负载的低应力区域中,避免了时空高压的影响。(2)矿山压力的传递。使用人工方法松开道路周围的岩石,形成卸货槽或其他形式的卸货空间,然后将行李移至远处以达到减压目的。

三、根据矿压控制原理,采取切实可行控制技术措施

1.道路布局优化

采矿路的布置应避免集中应力,结构集中应力和采矿应力的影响,并选择岩相相对稳定的岩石。深挖区的主要预备道路应主要为岩石道路或至少一条岩石道路。随着开采深度的不断增加,工作面推进后,塑性区增加,断面宽度增加。工作表面上的回风(运输)是水平的,以确保矿区的恢复率并减少道路的维护。道路应采取的道路保护形式。采矿路的位置应使工作面远离断层,以使采矿区机翼内的工作面沿相同方向行进。避免沿相反的方向开挖,使道路更靠近,减少相交的道路(或避免形成锐角),从而降低应力集中和岩石破裂的风险。

2.道路保障改革

一项针对国内外众多深层采矿井的调查显示,位于中等硬度或以下硬度岩层中的道路发生了严重的变形和损坏(特别是在采矿的影响下)。使用传统的支撑方法时,保持道路布局仍然很困难。道路支撑必须不仅满足加固围岩的要求,而且还必须根据围岩的状况和道路状况提供更大的承载力,更大的收缩力,特定的凝结力等。有各种类型的支持。

四、深部矿山压力开采成功案例

1.矿山道路施工前的干预

由于开采深度大,该工作面的垂直深度为1020米。随着开采深度的增加,矿井中的压力也会增加。矿山道路(上部和下部矿坑)的建设考虑了由于矿压而导致的道路压缩变形的严重问题。也就是说,屋顶的沉降很大,道路的两侧靠得很近,并且道路的横截面设计已从原来的中间宽度2.8更改为。米已提高到3.4米,中心高度已从原来的2.1米提高到2.4米,并考虑到变形采用了大截面结构。将道路支撑设计从浅屋顶上的三排螺栓支撑扩展到深屋顶上的四排螺栓,锚固网和钢带,同时加强侧支撑,用锚固和网支撑两侧。全面支持方法。道路的截面积越大,屋顶和侧支撑越大,道路变形越小。因此,在由于深部矿压而挤压巷道变形之后,道路应为2.8米宽和2.0米高。满足通风,行人和运输需求。

2.优化工作台支撑设计

工作台支撑使用单个液压支撑杆和4行5列(即最后一行中的所有反向列)的800mm铰接顶梁支撑挡块。在深层开采中,开采深度大且压力高,因此在工作面支架设计中进行科学合理的计算会增加工作面支架的强度和密度以及安全系数和工作面排数。间隔从原始间隔更改。将0.8m*0.75m合理地减少到0.6m*0.75m,同时同时添加100个2.4m长的钢梁(12#I型梁)支撑。长钢梁设计为每2米1条,长钢梁工作。表面刮板输送机和细绳向硬的向前运动可以有效地支撑新暴露的工作面顶板,从而可以有效地支撑工作面顶板。

五、结语

深矿开采的地质条件更加复杂,灾害更加彻底。本文是基于在金属矿上的亲身实践经验以及在书中所学的内容,对深部采矿压力的影响以及如何在各种道路条件下进行控制的。分析和总结减轻压力的措施,希望在未来的矿山安全开采中发挥积极作用。

参考文献

[1]刘智理.耿村金属矿12200综放面矿压显现规律探析[J].中州金属矿,2019(03).

[2]李永明,乔元栋,徐青云.不同基岩厚度综放上限开采矿压显现规律[J].山西大同大学学报(自然科学版),2019(03).

[3]赵磊.综采放顶工作面矿压显现规律分析[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2019(05).

抚顺罕王傲牛矿业股份有限公司  辽宁抚顺  113113