总结张家洼铁矿巷道破坏原因及对策C

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1、总结张家洼铁矿巷道破坏原因及对策家洼矿掘进巷道现状张家洼矿从建矿至今，埋藏深，地压大，矿岩较弱，破碎，一 直是其显著的特点，存在的突出问题是掘进难，支护难，为此公司从 80年代就开始与有关大中专院校，研究所合作，联合攻关，取得了 丰硕成果。基本上解决了因巷道跨冒造成大量矿石损失，使得矿石回 采率近几年都保持在70%左右，巷道返修率虽有所降低，但仍维持在 2030% o张矿巷道破坏的原因1、稳定性差张矿矿体的上盘围岩是红板岩，裂隙虽不甚发育，但岩性较松软, 下盘围岩矽卡岩，岩性松软，裂隙发育，只有远离下盘未蚀变的或轻 微蚀变的闪长岩致密坚硬，裂隙不甚发育，但此部分岩石中仅布置少 量开拓、采准工程

2、。磁铁矿虽坚硬，但裂隙发育，完整性较差，岩体 的基本质量不高，部分氧化程度很高和松散状矿石较松软、易坍塌， 其主要物理机械性质见表二。a挤压强度(Mpa)f抗荷强度稳固程度内摩擦角凝聚力(Mpa)红板岩252. 5344.0极不稳固矽卡岩262.6423.0极不稳固蚀变闪长M-I 石404.04017.0不稳固磁铁矿949.44017.0闪长岩8-12中等稳固因绝大多数采准巷道布置在上述岩石中，其抗荷载能力较弱，作 用在巷道周围的应力稍有增加，围岩就将发生位移变形甚至破坏。2、原岩应力的影响巷道开挖后，其周围的原应力将重新分布，不仅有垂直应力的影 响，而且存在水平构造应力场。据儿家科研单位测试

3、研究知，垂直应 力基本等于埋藏深度H与矿石容重Y的乘积，而水平应力是垂直应力 的1.3倍，即水平应力为1.3HV。随着回采的进行，上部覆岩不能 及时崩落到地表，没崩落的上部岩石的重量，传递到采空区周围的原 岩部位在采场上部形成免压拱。即其上部的原岩应力部分被解除，应力降低，此时原岩应力对免 压拱下的进路影响较小，但免压拱的周围却形成高应力区，围绕着采 空区呈不规则的环状分布，范围约为60-90m,其峰值距崩落区边界 约为8-15m。通过测试知，应力值比原岩应力高2-3倍，这样处在高应力区中的巷道承受荷载加大，容易使巷道造成破坏。3、爆破引起的动应力回采过程中，要频繁地在进路中进行中深孔的爆破作

4、业，炸药 爆破产生的冲击波随着传输距离的增大而衰减或应力波和地震波，作 用在周围的回采进路中，在进路周围形成动应力场。围岩在经历多次 振动后，破坏裂隙积聚与扩展加速围岩的破坏，同时应力波的直达波 在巷道周围还要引起反射应力波，它是围岩产生破坏、裂隙的主要原 因。现场调查发现，很多围岩剥层破坏，回采进路块体滑落，支护层 与岩体剥离等，大都与爆破振动有关。4、回采顺序不当，回米不彻底按张家洼矿体的赋存条件，系统的布置情况，根据矿山公司多年 的公关经验，回采顺序确定为由上至下按分段水平下降。然而由于张 矿本身的实际情况，20线以西的开拓工程由于种种原因滞后。正常情况下，该处应为首采部位，但现实不得不

5、改变计划，从东 部开始回采，这样一来，西部已经形成的回采巷道受采动地压影响， 冒落十分严重，给生产造成被动影响。另外，如果上分段回采不彻底，留有一定残柱，上部回采的高应 力通过矿柱传递给下分段，而且越往下影响范围越大，结果造成下分 段对应部分进路的跨冒现象。5、进路闲置时间长通过通过张家洼铁矿几年来生产实践，我们注意到，地压的显现 是周期性的，尽管周期的长短不一，其规律也难以掌握。所以如果所 施工的回采进路如能在地压高峰来临之前就已回采完毕，那么就能避 免巷道的垮落或减少垮冒次数。但生产中由于种种原因有时却难于做 到这一点，比如-162m水平的202矿块，18.5-202.44条进路94年下

6、半年开始施工，但由于24线设备井没有形成，运料、通风系统不能 形成，被迫在18线打一条-137-162水平的风井。至此一直到96年 5、6月份才正式回采，这期间经历了近两年的时间，由于巷道围岩 的软弱破碎，两年内所有的巷道都进行了巷修，有个别地方的巷道重 复支护了三次，不仅极大地增加了矿石成本，而且对安全生产也造成 了十分不利的影响。一、增加进路稳定性的措施1、保巷道的成形质量井巷工程掘进要求实行光面爆破，因为光面爆破不仅能确保巷道 的成形，减少了因超、欠挖过多造成的岩石局部应力集中而引起的破 坏，而旦减少了爆破对围岩的破坏，提高了巷道围岩自身的承载能力, 增强了巷道的稳定性，这已为广大采掘工

7、作者共识。2、确定合理的回采顺序经过多年的采矿技术攻关和生产实践，得出的一条重要结论是： 鲁中矿区的采矿，应以大平面下降回采，同一矿体的回采不宜产生较 大落差，尽可能避免应力集中，依照这一原则，张家洼矿体下盘围岩 的稳定性比上盘红板岩强的多，在垂直走向方向上应采取从上盘向下 盘的回采顺序。张家洼铁矿原采准设计分段高度为10m,而后又提高了分段高度， 也就是说对原设计经过了修改，但在东线已按原设计施工了部分工 程，造成64线东、西两部分高差统一不起来。严格按统一大平面 下降没办法实现，但起回采高差应控制在临近的两个分段。沿走向方 向总的回采顺序应为从两翼向中间退采。3、减少矿块的采切比降低采切比

8、，减少工程对矿体围岩的切割是增强巷道稳定性的重 要措施。基于这考虑，在张矿-200m水平中段更改采准设计中，将6 4线西部原设计的10m的分段高度增加到1213m。这样一来，整 个中段减少了一个分段，减少采准工程量2509m,采切比由原来的591 米/千吨将到现在的5.08米/千吨,当然增加分段高度有受到矿体倾角, 凿岩能力等条件的制约。从张矿自身的条件来看，由于矿岩都较软弱 破碎，深孔最身可达到21米，分段高度13米后，最深孔也只有16 17m,所以凿岩能力不会存在问题，从矿石的回收率、贫化率方面来 看，东西两部分经粗略统计，均相差无几，因此，增加分段高度在张 家洼铁矿来说是可行的。4、妥善

9、处理丢矿问题生产实践中常出现丢矿问题，其表现的基本形式是留有残柱间墙 等，造成丢矿的原因是多方面的，但不管是自然原因还是设计问题或 回采过程中的施工质量、管理等问题，都必须妥善加以解决，否则将 会给下分段的回采留下隐患。由于上分段残留矿柱的存在，造成本分段进路变形垮冒现象，因 此要下大力气将其维护住，以便为下分段的回采创造卸压条件。即使 通过努力仍不能使回采顺利进行，也应做好切割工作采用打钻松动或 切根等办法处理残柱，解除高应力，减少下部进路的应力集中。5、实行“三强”采矿“三强”（即强掘、强采、强运），在采矿中主要是应用与承压带 及矿岩软弱破碎地段，将矿块划分为小单元回采，并在其中连续完成

10、掘采过程，其目的是将矿石生产周期（包括准备和同采）缩短，以便 在巷道使用寿命期终了之前完成回采作业。“三强”采矿部位主要集 中在矿体的两翼及上盘的应力升高区部位，是一种比较有效的采矿方 法。但“三强采矿工序转换快、次数，要求在实施过程中严格管理。（1）抓好单元间的衔接。按采准设计规定的回采顺序，工程量 应力环境、岩性等因素，确定单元的采准和回采起止时间，严禁无序 的多头掘进，要加强考核力度，强调计划执行率。（2）抓好单元的工序衔接。在计划安排撒谎能够要创造一个连 续作业的条件，正常情况下，采准施工速度要保证中深孔有足够的施 工地点，中深孔的施工不要不要满足落矿的要求，因此要确定单元作 业密集程

11、序，包括同时作业的机器台数，班组数及每个班组的人员配 置情况。（3）抓好施工收尾。施工收尾容易被人们忽视，管理放松了， 进度缓慢，一旦出现这种情况，就会失去连续作业的条件，工序衔接 困难，矿块迟迟得不到投产，使“三强”采矿变得没有意义。6、选择合理的支护形式鉴于张矿的矿岩特点，几乎所有的井巷工程都要进行支护，否则 就不能满足生产需要，根据儿家科研单位多年的攻关经验，结合张家 洼铁矿自身的特点，将现行的巷道分三级支护，见表三。表三支护等级支护形式支护参数应用条件普通支护锚、网喷 支护形式1、锚杆为2.1M长带弯勾的6 16螺纹钢，间距 750 X 850mm,采用注浆形式。2、网为。6.5mm盘

12、元，网度 200 X 200mm,主筋、副筋交叉编织，“十 字连接处用22#铁丝绑 扎，锚杆弯勾要压在网 “十”字连接处,用22#铁丝绑紧。3、喷厚 80 100mm.岩种较硬围岩较稳的卸压区、联巷、进路中加强支护锚、网喷与中长锚杆联合支护除以上形式外，外加 3.0m长三叶片胀楔式锚 杆，锚杆穿过用4）12mm 圆钢做成的双筋条，上托 盘将双筋条压紧支承压力带 破碎软弱围 岩中的联络 巷和进路岔 口各等级支护形式所应用的区域主要是根据地压显现所确定，但笔 者认为地压的显现与矿岩的岩性密切相关，具体施工中，有些采准巷 道可在原有支护等级的基础上根据岩性的特点作适当增减。7、运用U型钢拱架强化支护

13、“U”型钢拱架支护是张矿针对前儿年巷道垮冒严重、重复支护 率高的现状而引进的一种新型的支护方法。主要是借助拱架的柔性及 刚度来缓解、支撑围岩的变形，从而使巷道的有效断面能够满足生产 要求。其材料为：1）0.2-0.25X4m圆木；2）半圆形弧拱，钢材为 硬质Mn32； 3）拱腿；4）卡子。拱架起码要有2组以上配合使用。支护后，受到的主要外力是正 向压力，侧向压力及重力支撑力。当地压变动时，拱在垂直方向正压 力的使用下，产生向下滑动趋势或向下滑动，而在侧向压力和卡子的 作用下，拱和腿之间产生相对滑动的静摩擦或滑动摩擦力，靠摩擦力 及支撑力来平衡正向压力及自身重力。从侧向看，拱本身受外界压力 产生弹力，而腿子的上部通过卡子和拱连在一起，下部一般要深入巷 道底版200mm左右，拱腿相互作用来平衡侧向压力。从近儿年的使用情况看，拱架基本上能抵抗住现有压力，维护正 常生产。但港里矿-159m东西区由于小洼村压矿时间较长，下联巷长 时间处于应力升高区，加上本身岩性较差，有几架拱被压垮、变形。 其它地方还是基本上能满足要求的。