钨矿应用钢筋混凝土顶底柱的实践.pdf

19 9 9 年 | ‘ 4 期 围鹚 毒 棉土窝钨矿应用钢筋混凝土顶底柱的实践 f 1 ●送吐蒙 棉土窝 钨矿 广东 南雄5 1 2 4 2 3 ●林向 东 广州黄埔 建设 局 广州5 1 0 7 13 0 ●_ ___ 。_一 摘 要拂土窝鸽矿五号矿徘开采中， 应用钢筋混 凝 土 结构 顶 底柱替 代 自然矿柱 ， 减 缓 了地 压显 象 ， 降 低 了矿石损失率， 提高 了井下作业员安垒程度。 关键词 地质概况钢筋混凝土结构颤底柱 经 济嫂益‘ _ 一 1 矿床地质概况 f 珠 棉 土窝钨 矿属 急倾斜 黑钨 石英脉 矿抹 矿 区 矿 化 面 积 为 2 ． ， 出 露 岩 石 主 要 为 斑状黑 云母花 岗岩 和 中粒 黑 云母 花 岗岩 ， 此 外 尚有少量细粒 花 岗岩脉 、 辉绿岩 脉和 石英 斑岩 出露。 矿脉 主要位 于斑 状黑 云母 花岗岩 和中粒黑云母 花 岗岩中 ， 其走 向与 区域 构造 的方 向一致 ， 主要 为东北 向。 成矿裂 隙属 张剪 复合裂 隙。 主要特 征 为 纵横延展较 大 ， 矿脉常 见侧现 、 分 枝复合 等 。 矿 区断层 十分发育 ， 对采矿有不利影响 。 2 五号矿脉 回采情况 该 矿在 2 3 0 m 中段 以上探 明 的矿 脉 中 ， 以五号 矿脉价值最高 ， 其 走向长达 l 3 2 0 m， 矿 化深度 5 4 0 m， 倾 角 8 5 。 一9 ， 平均脉幅 0 ． 8 m， 钨 、 铋 、 钼的品位分别 为 1 ． 2 ％ 、 0 ． 4 ％、 0 ． 2 ％。 其 最高可采 标高 为 6 4 0 m， 现 已采至 2 3 0 m 标 高 ． 即 2 3 0中段 。 在 3 9 0 m 以 上 5个 中 段 中 ． 阶 段 高 度 4 04 5 m， 矿 块 长 5 0～8 0 , n ， 平均 采 幅 1 ． 4 m， 最大达 3 m， 全部沿 用浅孔 留矿 采矿法 。 随着 6 4 一 rV 开采 向纵深发展 ， 采空 区体积越来越大 ， 地压 显象 日趋严重 。 表现在 开采时 由于 围岩应力 重新 分布 ， 应力释 放 ， 造成 冒顶增 多 ， 炮 孔变 形 ， 岩层 发响 ， 平巷 底板上 拱或下 沉 ， 平巷顶 部纵 向开 裂 ， 片落 ， 钢 筋弯曲 ， 巷道 两倒产 生 水平 裂缝 ， 底 拄出现开裂脱落 ， 不得不采以木 支护或混凝 土拱加固。 矿石损失率偏高 ， 一般 在 l 5 ％以上 ， 有 的高 达 5 o ％ ， 回采过 程 的安 全事故不断发生 ， 给矿 山造 成较 大经 济损 失。 3 钢筋混凝土结构顶底柱的应用 在土建专 家 的指 导下 ， 该矿 在实施 以充 填为 主的地 压管理方法 的同时 ， 认 真对采 矿 场结构 进行 研究 ， 用钢筋 混凝 土替 代原来 的 自然矿柱 顶 底柱 ， 以 此 改进沿 用的浅孔 留 矿采矿法。 3 ． 1上采 先在矿块 的阶段运输平巷 内沿矿块全长 上采 3 ． 5 m， 上采部分 的顶部 采 幅 1 ． 2 r a 珞大 于设计采幅 ． 下 部采 幅 1 ． 61 ． 8 m， 珞小 于 平 巷宽度 。 运 出矿石并 留下 块度 大 于 ∞一 的废石 以备 用。 出矿前 完成第一 回采分 层的 凿 岩工作 。 3 ． 2形成斗窝及璧座 漏斗及 间柱与普通 留矿采 矿法 相 同 ， 其 中漏斗宽度 1 ． 5 m， 问柱 3 m， 用仰钻 钻漏 斗坡 度炮孔 ， 用平钻钻 壁座炮孔 。 壁座炮 孔距 平巷 底板 1 ． 8 m， 斜上 3 0 “ ， 0 ． 5 m深 即矿 山通 常使 1 5 维普资讯 阁鹞 量 用 的 l 号 钢钎 钻完 为止 。 坡度 炮孔 、 壁座炮 孔同时爆破 ， 爆下 的废石 留于工作面待用。 3 ． 3用 C 钢 筋混凝土 浇拱 先清洗壁 座并装模 板 浇拱 。 拱设 计厚度 4 0 c m， 拱底 部最 高点距 平巷 底 2 ． ．2 m 即与原 平 巷 高 度 一 致 。 并 于 每 个 斗 窝 处 预 留 总第 1 5 2 期 1 ． 5 m x 1 ． 5 m漏斗 E l ， 横 向钢筋采 以 a 1 6螺纹 钢 即 Ⅱ级钢筋 ， 其屈服点 、 抗拉 强度 、 伸长率 等机械性能均应达到理论要求 。 纵向钢筋采 以 8圆锕。 布筋 网度 为 0 ． 2 m x 0 ． 2 m。 纵 向筋 放在横 向筋之上 ， 用扎 丝缚住每个交叉点 。 具 体见 图 l 。 1 放 矿橱 斗 ； 2 壁座 边线 ； 3 巷 道边 绒 ；4鞴 斗对 面加周 筋 ， 二 根 01 8长 2 5 rn ； 5缴 向钢 筋 稍问 臣 0． 2 r 『- ； 6施工缝 ； 7施 工缝加 固筋长 l m， 间距 0 5 r n ； 8嗣 斗测加 周筋二 根 01 6 ；9横 向钢筋 ， q6 ． 问 臣 0 ． 3 ． 4拱堆形成 ‘ 采用斗窝 、 壁座及上采 留下的废石 ， 堆砌 拱 上 的三角形“ 人字” ， 采 砂浆批面 ， “ 人 字” 高 1 ． 5 m， 与 斗 E l 形 成 4 5 。 坡度 。 然后 装上 漏 斗 。 通过上述工艺施工 ， 人工底柱便形成 了。 具体见图 2 。 2 0 O O 1 6 图2钢 筋 混 凝 土 底柱图 1 01 6 钢筋 ； 2 巷 道原轮廓 ； 3 钢 筋混凝 土撰 ； 4 拱 上商方 ； 5围岩 6 底柱旌工预留第一槽 炮 眼 3 ． 5 回采 按规定的期限 批 面结束 2 0天 养 护后 ， 第 一分层在 原来 凿好 的炮 孔 内装 药爆 破 ， 其 它分 层则按 一般 的浅 孔留矿采矿 法 回采 。 采 至 距 上 中 段 平巷 底板 3 m 左 右处 将 采 幅加 宽， 形成 “ 壁座 。 壁座的宽度 比原来 采幅增加 约 0 ． 抽 上盘 与下 盘 围岩 大 约各 增 0 ． 1 m 。 在采 至距 上 中段平巷 底板约 5 m前应将 上 中 段平巷 内的风水管 、 轨道及供 电设施拆除。 3 ． 6顶柱 施工 完成 回采后 ， 放 矿至上 中段平巷底板 以 下3 m 即露 出原来完成的壁座 装模 ， 用 混 凝土浇顶柱。 顶拄厚l m， 其余2 m高度充废石， 每 隔2 0 m 留规格 1 ． 抽 x 1 ． 5 m充填 E l ， 以备放 矿过程 中处 理“ 吊棚 、 冲洗两帮和 地压治理 充填 时用 。 顶柱 混 凝 土 中 ， 每 隔 抽 横 向槊 设 一根 救 m废 钢轨 ， 并 按 间距0 ． 4 m用 0 1 6 钢 筋 纵 维普资讯 9 9 9 年 第 4 期 国 鹚 毋 向连接。 3 ． 7 顶柱废石充填 于每 个充填 口砌 墙 0 ． 4 m 厚 至上 中段 平巷底板。 并 充废石 ， 填平 ， 铺设轨道 。 具 体见 图3 。 废石可在放矿过程 中直接选 出。 上述 工艺完 成情 况见 图4 ， 以该 矿5 8 5 采 矿场 为例作 图。 图 3钢筋混凝土顶柱 图 1 上 中段 巷道 ； 2 上 中段 巷遗底 板 线 ； 3 充 填废 打 ；4 冒 { 筋 掘凝 I 与唆 石界拽 ； 5 发制 孰 ； 6 支护装 模横 冲 7 采空区 图4 钢筋混凝土结构顶底柱采矿施工圈 1 阶 段运输 遒 ； 2 钢 舫混 艇 』 害 占构底 柱 ； 3 纯 采 都 舒 ； 4采场 分 界线 ； 5人行 材料天 井 ； 6 观 察 口； 7锕筋{ I 己 凝土顶 柱 ； 8 填 废石 部分 ； 9 上 中段 平巷 1 0 错斗 旧； I l 先行 中央天井， 1 2 垂 E 果第一槽地 取 1 3 底柱切 割绠 ； 1 4 观 察 Ⅱ周边砌 石 4 施工应注意 的若干问题 1 顶底柱施 工过 程应 多撬 松石 ， 注意 安 全 。 2 浇混凝土前应 清洗 摸板 、 壁 座以防杂 物 混 入 。 3 扎制钢 筋应符 合 土建规 范要求 。 口 I 6 钢 筋 一般 在 地 表搭 接 ， 搭 接 长 度单 面 焊 为 1 6 e m， 双 面焊 为 8 e m， 分 别 为直 径 的 I 嘴与5 倍 ， 运抵工作面 的水泥 、 钢筋应 当天用完。 4 混凝土用水量按土建定额减少5 ％ 一 1 0％ 5 施工缝 留在两漏斗之间拱的 中部 ， 并 布 口 8 、 间距0 ． 5 m、 长l m的加固筋 。 6 顶 柱的支架 、 摸 板一 般不回 收 ． 应 尽 量采 以废 旧材料。 7 顶柱施工装摸时应堵漏浆 。 8 回采时放第一槽炮前 ， 应用稻草或芒 秆覆盖 底柱 ， 以防打 裂底 柱。 9 顶 底柱施工一般采取前进式 。 5 评价 以该矿 1 9 9 8 年 竣工 的2 3 0 中段5 8 5 采场为 例进行 计算 分折 ， 从投 入 费用与产 出收入可 知 ， 5 8 5 矿块 采用钢 筋混 凝土 替代 自然矿柱 ， 可 获纯 利约 l 9 万 元 。 从经 济方 面来看 是划得 来 的。 另外 ， 采 以此法还可 以减 少井下 木材消 耗 ， 减少 装斗 工程量 ， 与原 法相 比 ， 材料单耗 降低 r。 再者 ， 可 以防止矿柱 脱落 、 片帮 ． 改善井 下作业 条件 ， 减少安 全隐患 ， 减 缓地压 显象 ， 确保作业人员的安全。 由此可见 ， 该矿采 用此法 回采 矿块 ， 并作 为地压管理 的辅 助方案是 可行 的。 更正启事本刊l 9 9 9 年第2 期1 4 页文章标题中的 “ 战备 ” 应为“ 战 略” ， 特此 更正。 1 7 维普资讯