冬瓜山矿段底部结构支护探讨

冬瓜山矿段底部结构支护探讨
罗建华
【摘要】笔者根据冬瓜山首采地段的开采现实,开采矿段的底部结构的岩石特性,提出合理的底柱支护方式,为冬瓜山矿段进一步开采,底部结构的支护形式提供参考.%Based on the mining reality of the first mining location of Dongguashan and the rock properties at the bottom of the structure, the author proposes a reasonable pillarless support method, providing a reference for the further exploration and the supporting form at the bottom of structure.
【期刊名称】《价值工程》
【年(卷),期】2011(030)034
【总页数】1页(P98)
【关键词】底部结构;岩石应力;结构力学;支撑支护
【作者】罗建华
【作者单位】冬瓜山铜矿安全环保科,铜陵244031
【正文语种】中文
【中图分类】TU19
1 冬瓜山矿段地质概况
1.1 地层矿区内除第四系外，主要有三叠系、二叠系、石炭系、泥盆系等地层。

1.2 构造冬瓜山主矿体位于深部背斜较舒缓的轴部。

矿区内主要有三条破碎带：呈北西走向的阴涝～大冲破碎带和龙塘湖破碎带，以及呈近东西走向的铜塘冲破碎带，均属张性或张扭性断裂。

1.3 节理：本区节理有三组，分别为北西向、北北东～南北向和北东东～东西向。

三组方向基本与主构造方向一致。

其中以北西向为主，另两组次之。

1.4 主矿体特征形态简单，呈似层状。

赋存于青山背斜的轴部及两翼，矿体走向北东35°～40°，分别倾向北西和南东，倾角30°～40°。

矿体走向长度1810米，横向宽500米，平均33.20米。

底板赋存标高-745～-1007米。

矿石工业类型：主要为铜硫矿石。

2 采矿方法
2.1 采矿方法安全高效低成本采用“大直径深孔两步回采，一次充填”采矿法，第一步骤回采矿房，空场使用胶结充填以保证为第二步骤回采间柱创造条件；第二步骤回采矿柱，空场采用非胶结充填以降低成本。

2.2 首采试验采场位置选择首采试验采场位置选择在52线附近，试验采场矿块划分要与矿床整体开采规划盘区划分相吻合，即按目前盘区为150×150m尺寸划分采场。

在高度方向不划分阶段，采场高度为矿体厚度，但在目前条件下要先采上部易选矿层，因而要对下部难选矿层采取保护措施。

2.2.1 底部结构采场出矿使用铲运机。

在第一步骤矿房回采时，在矿房下部回采水平的矿体内开挖平底或堑沟结构，在两侧相邻间柱采场内下部（即难选矿石内）同一水平布置铲运机联络及铲装进路，铲装进路单侧布置。

在第二步骤间柱回采时，铲运机联络及铲装进路位于矿体内，这就要求出矿联络道和二步出矿进路的支护质量好。

这样做的结果是采准工程量小，但是对底部结构的支护要求高。

2.2.2 崩矿方案总体崩矿方案为大直径下向深孔柱状装药，VCR法小断面天井拉槽结合阶段侧崩的联合崩矿方案。

该爆破方案崩矿强度高，爆破次数少，装药施工
简单方便，安全可靠，爆破效果较好，适合于冬瓜山厚大矿体的开采。

3 底部结构支护形式
3.1 主要支护形式冬瓜山矿段首采地段，主要支护方式为：结构力学支护方式。

其主要支护形式：锚杆支护、锚网支护、锚网加喷浆支护、锚绳支护、锚绳加锚杆加钢筋网加喷浆联合支护。

3.2 冬瓜山矿段底部岩石性质及应力分析从冬瓜山铜矿首采矿段开的现实来看，
采场的底部结构基本上是选择在含磁黄铁矿蛇纹岩或白云石大理岩中，其岩石结理发育，整体结构性差，抗压强度在20Mpa左右，而岩石平均承压在80～
240Mpa之间；在矿岩整体结构没有破坏的情况下，岩体只作应力的传播，因为
应力没有释放方向。

当采矿进路形成后，二个进路间的间柱的应力情况为：垂直方向的力应力正常传播，进路顶部所承受的应力向间柱传播，因间柱两侧均为自由面，给应力的传播创造了释放和卸压方向。

间柱的岩石本身节理发育，承压能力差（20Mpa），在受到上部岩体的正压和巷道顶部传播来的压力的情况下，应力由
岩石的节理方向向各个方向传播，间柱岩石将产生龟裂；因间柱的两侧有卸压面，必然导致应力向间柱的自由面扩散；在采场采矿爆破和二次破碎的爆破震动时，间柱的岩石更易破碎，从而形成间柱先片帮，使间柱的应力支撑能力下降，导致巷道顶部应力失去支撑，也就是暴露面积加大，从而产生冒顶。

3.3 现支护形式的缺点与不足冬瓜山矿段首采地段所采用的支护方式，主要是以
结构力学的支护方式为主，因本矿段开采时，底部结构所在的岩石整体结构性差，根据以上关于岩石应力的分析，笔者认为冬瓜山含磁黄铁矿蛇纹岩或白云石大理岩中的出矿联络道和二步回采的出矿进路不适宜采用这种支护方式。

因为结构力学的支护方式的基本条件是：矿岩的整体结构性能好。

4 底部结构支护改进建议
根据冬瓜山矿段矿床开段，底部结构的岩石特性，建议采用支撑法进行支护。

即出
矿联络道和二步回采的出矿进路，采用20Mpa以上强度的钢筋砼进行支护。

且要求在出矿联络道和二步回采的出矿进路施工结束后，立即进行支护，不能等到来压时，或进行一步回采，爆破破坏了岩石的整体结构时再行进行支护。

这样有利于保持岩体的完好整体性，良好的承载应力能力。

5 结语
矿山的支护方式多种多样，但并不是每种支护方式都是万能的，只有选择合适的支护方式才能有效，才能更经济，更安全。