深部开采巷道围岩支护分析.docx

深部开采巷道围岩支护分析
深部开采是现代矿业中的重要组成部分，钨、锡、铜、铅、锌等金属矿山的深部开采，往往需要在地下数百座到一千米的深度下进行。这些深部采矿对围岩支护技术提出了更高的要求，而支护系统的可靠性直接影响着矿山的安全和效益。本文将从深部开采的角度出发，探讨围岩支护的技术原理，旨在提高深部开采采掘效率和安全性。
一、深部开采对围岩支护的要求
深部开采中存在许多的地质问题和工程问题，在设计围岩支护系统时，必须综合考虑以下因素：
1.地质构造和采矿方法：对于从事深部开采的矿山来说，地质构造和采矿方法是两个最重要的因素。矿山的地质条件决定了岩石的物理力学特性，包括岩石的强度、脆性和剥落性等。采矿方法则直接影响了围岩的应力状态和位移情况，例如，采用分层开采方法的矿山需要考虑岩层的断层、倾角、方向等因素，而采用室内长壁开采方法的矿山，则需要考虑岩壁的稳定性。
2.应力状态和变形特性：围岩的应力状态和变形特性是围岩支护设计的重要依据。当地应力包括主应力和主应力方向，并直接影响着岩石的强度和稳定性，而围岩变形特性包括弹性、塑性变形和破坏等，需要在设计支护方案时综合考虑。
3.支护系统设计：围岩支护系统的设计决定了矿山的安全性和效益。支护系统包括刚性和弹性支护系统，刚性支护系统一般采用钢筋混凝土支架或钢架，弹性支护系统采用路轨、木材或橡胶，计算设计时需考虑支架的承载能力、支撑间距、垂直切力、水平支撑力等因素。
二、深部开采巷道围岩支护查勘
1.巷道尺寸：深部开采巷道通常为长方形和正方形，巷道的通行高度和宽度按照规范要求进行设置。通常巷道的高度为3-4米，宽度为5-6米。
2.岩壁稳定性：在深部矿山中，岩壁稳定性是支护工程的关键和难点。岩壁稳定性包括岩壁的裂隙、断层、脆性岩体和水文地质条件等因素。岩石的解理与裂隙、断层导致优势面的分布、物理力学性质和稳定性发生变化，需要根据具体地质条件选用不同的支护方法。
3.围岩类型：针对不同类型的围岩进行不同的支护方法，围岩的类型包括砂岩、石灰岩、花岗岩、变质岩和火山岩等。在实际巷道开挖中需要根据不同的围岩类型进行不同的支护方法设计和施工。
三、深部开采巷道围岩支护方法
1.钢筋混凝土支护方法：钢筋混凝土支护方法采用钢筋混凝土支撑构件和砂浆固结填充方式。主要适用于岩层中含砂、泥等松散物质或水流量较大的情况下。支撑构件通常采用钢梁、网架、立柱等搭配使用，填充方式则多采用配制砂、水泥、膨润土、碎石等混合物来加强围岩支撑。
2.钢架支护方法：钢架支撑方法采用钢筋固定和钢制边框支撑方式。钢架支撑方法具有工期短、易拆装、承载能力大的特点，适用于窄小矿巷、倾斜巷道和岩石质量较好的地段。
3.水泥浆固结支护方法：水泥浆固结支护方法是将环氧树脂和水泥按配比混合后，泵入到孔隙中，通过固化使得混凝土进一步加强围岩支护。它适用于地质环境复杂、岩石环境变量大或者高风险区域。
4.网架支护方法：网架支撑方法就是利用网架在围岩表面薄而均匀地分布钢筋，并通过中空管将水泥沙浆自下向上注入，使钢筋与水泥沙浆结合在一起，增强围岩支撑能力。它适用于不太困难的巷道开挖，维护方便，成本相对较低。
以上几种支护方法都有其适用范围和不足之处，需要根据不同的情况进行合理的选择与方案设计。此外，在实际施工过程中，还需要考虑其他因素，如支护构件的质量、巷道搭设方案的优化、隔板、排水、通风系统设计等方面的工作。
四、结论
深部开采巷道围岩支护技术是保证矿山安全和生产效益的关键，设计和施工工作需要综合考虑不同的因素，制定相应的支护方案。本文介绍了深部开采巷道围岩支护的基本要求和方法，以期为深部采掘环境下的支护设计及工程实践提供一定的参考。