井巷掘進在破碎巖層中施工體會

1、井巷掘進在破碎巖層中施工體會來源： ： 時間：2022-11-17 【】時磊； 【機構(gòu)】新疆天華礦業(yè)有限責(zé)任公司新疆尼勒克縣835700； 【摘要】目前松湖鐵礦井巷工程正處于基建期,巷道掘進及支護工作為目前采礦系統(tǒng)形成中重點工作,根據(jù)松湖鐵礦地質(zhì)概況,松湖鐵礦井巷工程平硐施工中在破碎巖層中采用超前錨桿臨時支護的方法,按照弱爆破、短掘進、早支護的方法完成巷道掘進支護工作。更多還原 【關(guān)鍵詞】破碎巖層；超前錨桿預(yù)支護； 一、地貌 區(qū)域?qū)僦猩絽^(qū)，侵蝕作用強烈，山勢陡峭，地勢南高北低，海拔高程22002900m，切割深度6001000m，山脊多呈尖頂狀或緩頂狀，南北向溝谷發(fā)育，多呈V型谷，泉水出露，水

2、系發(fā)育，坡大流急。在海拔高程22002500m之間，生長有云杉森林，形成林帶，草本植被發(fā)育。 二、圍巖特征 主礦層（體）直接頂板為灰紫色凝灰質(zhì)粉砂碎裂安山質(zhì)火山角礫巖及中細粒蝕變安山質(zhì)凝灰?guī)r。角礫巖主要由火山角礫、巖屑、火山塵構(gòu)成，火山角礫結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造?；鹕浇堑[：含量約75%，呈尖棱角狀、棱角狀，粒徑215mm，成分單一，由安山巖組成，巖屑：含量15%，呈棱角狀，粒徑0.82mm，成分同角礫；火山塵：含量10%，已脫玻蝕變?yōu)殡[晶狀長英質(zhì)，綠簾石、綠泥石集合體。受應(yīng)力作用，巖石較為破碎，不規(guī)則裂隙發(fā)育，寬0.041.2mm，粒狀石英、碳酸鹽，含量25%左右。直接頂板之上，發(fā)育有安山質(zhì)角礫巖屑凝

3、灰?guī)r、巖屑晶屑凝灰?guī)r等，局部可見灰白色生物碎屑微晶灰?guī)r。安山質(zhì)角礫巖屑凝灰?guī)r主要由晶屑、巖屑、火山角礫、火山塵組成，晶屑含量約15%，底板巖性主要為灰綠色凝灰質(zhì)砂巖，局部可見含砂微晶粉晶生物碎屑灰?guī)r。巖石裂隙發(fā)育。礦體中夾石巖性主要為凝灰質(zhì)粉砂巖、含鐵凝灰質(zhì)粉砂巖（含鐵凝灰質(zhì)粉砂巖中含少于20%的全鐵，包括磁鐵礦、黃鐵礦、鏡鐵礦等，以磁鐵礦居多）。 三、水文地質(zhì)特征 礦區(qū)位于阿吾拉勒山北麓山區(qū)水文地質(zhì)單元，地勢南高北低，海拔高程26002900m。阿吾拉勒山海拔高程19003500m，阿吾拉勒山以北為喀什河谷地，該區(qū)地下水接受大棄降水和雪融水補給，由南向北徑流，最終排泄于喀什河谷地和垂直蒸發(fā)。

4、喀什河谷地位于區(qū)域最低處，海拔高程1900m，是區(qū)域地表水流和地下水的匯水中心，即最低侵蝕基準面。 11、礦床充水水源 礦區(qū)屬中山區(qū)，地勢南高北低，南北向溝谷發(fā)育，地形坡度較大，有利于自然排水。年降水量在500600mm之間，巖石裂隙發(fā)育，泉水出露，水系發(fā)育。賦存有基巖裂隙潛水，地下水接受大棄降水和雪融水補給。當巷道揭露礦體和圍巖時，基巖裂隙潛水便會涌入巷道，成為礦坑充水水源。 22、礦坑涌水量預(yù)測 礦床直接充水含水層以裂隙含水層為主。該區(qū)屬中山區(qū)，侵蝕作用強烈，地勢南高北低，降水豐沛，泉水出露，水系發(fā)育，坡大流急，地表水與裂隙含水層之間相互轉(zhuǎn)換。地下水接受大棄降水和雪融水補給。開采礦體海拔高

5、程2460m，位于當?shù)厍治g基準面（喀什河谷地最低侵蝕基準面海拔高程1900m）以上，地形有利于自然排水，礦體的直接充水含水層為弱富水性，故礦床屬于以裂隙為主，頂板直接進水，水文地質(zhì)條件簡單的裂隙充水礦床類型。礦坑預(yù)計涌水量：正常為520m3晝夜，最大為650m3/晝夜。 二、超前錨桿預(yù)支護機理 超前錨桿預(yù)支護法是一種在軟弱圍巖中進行掘進的新技術(shù)。早起主要使用于隧道掘進中，松湖鐵礦受圍巖地質(zhì)條件及涌水限制，掘進中在穿越破碎帶、松散帶、軟弱地層、涌水、涌沙層起到了重要作用。由于預(yù)埋超前管棚做頂板及側(cè)壁支撐，為后續(xù)開挖奠定了基礎(chǔ)，且安全性高、施工快，是解決冒頂最有效、最理想的施工方法。在軟弱地層部位

6、拱部的小管棚，要形成通俗意義上的棚必須具備2個方面的條件：(1)是管間的軟弱圍巖能形成微拱；(2)是具有足夠數(shù)量能擴散或傳遞圍巖壓力的桿件結(jié)構(gòu)。松湖鐵礦各平硐在礦體下盤掘進，圍巖節(jié)理裂隙發(fā)育，且圍巖多呈層狀結(jié)構(gòu)，易塌坍。針對松湖鐵礦地質(zhì)條件，掘進時采用超前錨桿預(yù)支護施工，超前錨桿是利用鋼拱架與沿開挖輪廓線，以較小的外插角，向開挖面前方打入鋼管構(gòu)成的棚架來形成對開挖面前方圍巖的預(yù)支護。其原理利用松弛荷載理論，穩(wěn)定圍巖有自穩(wěn)能力不產(chǎn)生荷載，不穩(wěn)定圍巖可能產(chǎn)生坍塌，需要人為給予支撐。超前錨桿組合后產(chǎn)生組合作用，依靠錨桿將一定厚度的巖層組合到一起組合成拱或梁，確保巖層不滑動或塌方，其中圍巖為承載主體，

7、錨桿提供抗剪力，具有三位一體特性。 三、支護方法 掌子面開挖后對于局部巖層極破碎地段，立即進行初噴2-5cm左右混凝土封閉，待混凝土初凝后立即架設(shè)格篩拱架，對于圍巖極為破碎段使用（16#工字鋼）鋼拱架密集支護，拱架架設(shè)后就能承受圍巖荷載壓力起到支撐作用。拱架間距一般為0.81.5米，對于破碎段加密拱架間距，并使用22鋼筋拉桿連接各拱架，在拱頂和兩幫上鋪設(shè)6mm鋼筋網(wǎng)片（網(wǎng)度10cm*10cm）并焊接網(wǎng)片與拱架接觸點，對拱架與圍巖之間空區(qū)使用硬質(zhì)雜木充填并接頂所有空區(qū)，在拱架拱頂及拱腿處垂直巖面打68個40孔（具體視圍巖穩(wěn)固性定），孔形成后安裝管縫式錨桿，錨桿托盤焊接在拱架上，二次噴漿確保拱架圍巖形成一體，建立圍巖一支護力學(xué)體系。拱架支護完成后，利用手持鑿巖機進行超前錨桿預(yù)支護，超前錨桿位置位于開挖輪廓線外圍，錨桿間距：3040cm,錨桿傾角1520，錨桿長度目前根據(jù)現(xiàn)場情況而定一般為24米，以此類推在圍巖破碎、軟弱帶進行弱爆破、短掘進、早支護循環(huán)工作。結(jié)束語松湖鐵礦井巷掘進工程在破碎巖層中使用超前錨桿預(yù)支護與拱架聯(lián)合支護方法，效果明顯，確保了巷道施工中的穩(wěn)定性，保障了作業(yè)人員的安全，該方法借鑒隧道管