在深部开采过程中，由于地质条件复杂多变，随着矿山开采深度和强度的不断增大，地压显现越来越强烈［1-3］，采用普通支护方式很难控制采场（巷道）的稳定性。刘许亭［4］采用耦合支护理论对关键部位进行支护，取得了一定的效果；张延磊［5］提出了围岩强度强化理论，通过联合支护达到巷道稳定的效果。然而，随着矿山开采深度的增加，采用单一支护或通用的联合支护无法达到深部巷道围岩稳定性控制的要求［5-7］。因此，亟待制定一种能够根据巷道现场实际情况进行相应匹配的支护方案，避免出现过度支护或支护不足的现象。以焦家金矿-750 m中段为例，该中段受深部地应力和开采扰动的影响，巷道顶底板变形破坏严重，同时在巷道的一侧出现了较明显的层裂破坏。原支护方式采用管缝锚杆支护，已经不能满足深部地压控制的需要。因此，本文通过现场工程地质调查和岩石力学试验，进行岩体质量分级，依据图表法和工程类比法选取树脂锚索联合支护系统［8-10］，不仅取得了良好的地压控制效果，而且加快了掘支循环，节约了支护成本。
1 工程概况
图1
图1
焦家金矿-750 m中段一分巷穿脉巷道顶板冒落
Fig.1
Roof falling of the vein crossing tunnel in the -750 m middle section of Jiaojia gold mine
图2
图2
焦家金矿-750 m中段114线沿脉巷道层裂破坏
Fig.2
Spall failure of roadway along the vein of 114 line in the -750 m middle section of Jiaojia gold mine
2 工程地质调查
2.1 调查地点
图3
2.2 节理调查
表1 焦家金矿-750 m中段岩体结构面参数统计结果
Table 1
| 测点编号 | 组别 | 倾向/(°) | 倾角/(°) | 迹长/m | 间距/m | 节理线密度/（个·m-3） | 节理体密度/（个·m-3） | 条数/个 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 1 | 292.5 | 57.57 | 1.41 | 0.48 | 2.08 | 5.31 | 13 |
| 2 | 144.4 | 77.64 | 0.61 | 0.31 | 3.23 | 15 |
图4
图4
J180111204节理等密图（a）和倾向玫瑰图（b）
Fig.4
J180111204 joint iso-intensity（a） and tendency rose diagram（b）
调查结果表明：该中段岩体较破碎，完整性程度较差。
2.3 岩体质量分析
3 树脂锚索联合支护设计
3.1 支护方式选择
RMR分级和Q分级不仅能够确定岩体质量，而且可用于现场支护设计。Bieniawski［16］根据RMR分级系统提出了岩体的支护标准，但基于RMR分级系统的支护标准主要数据来源于埋深不超过900 m、跨度为10 m的马蹄形巷道。由于锚杆长度设计与巷道尺寸有关，因此采用基于RMR分级系统的支护标准来设计锚杆长度并不适用。Bhasin等［17］根据Q分级系统提出的岩体支护图具有较强的实用性，巷道（采场）支护需求与Q值、当量尺寸De有关，其中，当量尺寸De是开挖尺寸和开挖支护比的函数，ESR是开挖支护比（与工程用途有关的参数），Bhasin等［17］依据工程经验提出了一个ESR与工程用图有关的图表，ESR取值范围一般为0.8~5.0。由节理裂隙调查结果得出Q值为0.75，RMR值为23，-750 m中段区域绝大部分属于Ⅳ类岩体，通过基于Q值的支护系统设计图表［18］选择“锚杆+喷射混凝土+金属网支护”，依据工程实践，采用普通锚杆无法有效控制岩体的稳定性。结合矿山实际和巷道服务年限，在本研究中确定采用“树脂锚索+金属网+喷射混凝土”进行支护。
3.2 支护材料和设备
锚索常用材料为钢绞线或焊接螺旋钢，根据以往经验和现场生产情况，本次选用Φ17.8 mm的螺旋钢，每个钻孔安装3卷树脂药卷，分别为慢速、中速和快速。采用金属网锚喷支护，混凝土厚度为100~150 mm。
3.3 支护参数选取
（1）锚固长度按下式计算［19］：
式中：La为锚入稳定岩层的深度，通常为1.5 m，考虑现场岩石力学调查的不全面性，故取La =2 m；通过对-750 m中段进行楔形体稳定性分析，最大楔形体高度为3.2 m，Lb取值3.2 m；托盘和锚具厚度Lc取值为0.2 m，锚索外露长度Ld取值为0.3 m。通过上述分析，计算锚索长度L=2+3.2+0.2+0.3=5.7 m。
（2）锚固网度。根据普式松散体理论，锚索网度D为
式中：S为采场顶部面积（
在-750 m中段中，采场宽度为5 m，故a=2.5 m，矿石容重r为2.815 t/m3，k取0.75，安全系数m取2，焦家金矿-750 m中段ƒ=4~6，这里取5，锚索破断力R为11.4 t。由
4 工业试验
4.1 现场工业试验地点
图5
图6
图6
收敛变形监测点布置
Fig.6
Arrangement of monitoring points for convergence deformation
4.2 现场工业试验结果
由现场位移监测结果（图7）可以看出，当巷道施工完毕后，巷道围岩开始出现不同程度的变形，变形程度呈现不断增加的趋势。直至采用树脂锚索联合支护后，采用测线测量法对测点进行位移测量，所有测点的位移变化先呈明显增长，之后增长逐渐缓慢并趋于平稳。每天监测一次，由图7可见，测点1顶板变形量为15 mm；测点2、3两帮位移量较小（8 mm）且基本保持不变。对比3个监测断面的数据可以看出，顶底板变形量明显高于巷道两帮，可见顶板楔形体对巷道影响较大，需要及时支护。巷道稳定时间为2.5 d，能够满足矿山生产需要，当采用合理的树脂锚索联合支护后，所有监测点的位移基本不再变化，且围岩累计变形量不再增加。由此可见，树脂锚索联合支护以及合理支护参数的选取，能够有效保证焦家金矿-750 m中段一分巷复杂构造条件下巷道围岩在服务周期内的稳定性。
图7
5 结论
（1）基于焦家金矿-750 m中段一分巷岩体质量分级结果，得到焦家金矿岩体质量分级，围岩体和顶帮岩体等级均属于Ⅳ级。通过楔形体分析得出顶板楔形体最大高度为3.2 m。
（2）运用理论计算法结合岩体质量分级和楔形体高度，综合计算出焦家金矿-750 m中段一分巷树脂锚索支护参数：树脂锚索长度为5.7 m，网度为2 m×2 m，选用Φ17.8 mm的螺旋钢。
（3）现场工业试验结果表明，当采用确定的树脂锚索联合支护参数在复杂构造巷道进行支护后，巷道两帮及顶板位移变化先呈明显增长，之后增长逐渐缓慢并趋于平稳，能有效解决采场片帮冒顶问题，为深部生产提供了可靠保证，加快了生产接续和生产正常推进。
玲珑金矿：溜井车场自动化系统完善提高工作效率
山东黄金矿业（玲珑）有限公司大开头矿区 -270中段溜井车场，属于公司大玲珑格局贯穿多矿区矿、毛排放的要地，九曲矿区、西山矿区、东山、深部竖井工程等多矿区每日有大流量的矿、毛石进行提升、排放，原溜井设施陈旧、机械化程度低下，车场人工翻车，人工砸大块，翻车过程中导致溜井扬尘严重，翻轨式溜井格塞面积大无法遮挡等，导致工作效率低下，安全隐患突出等各种问题，为有效提高工作效率，将各种安全隐患排除，该矿区组织技术人员进行课题攻关，设计安装了电动碎石机、翻轨式溜井格筛自动盖板及联动喷雾降尘装置。
针对以上问题提出方案：
1.进行课题攻关，改造用时2个月，通过对柴油碎石机的改造，设计了电动碎石机，利用电动碎石机代替人工砸大块，疏通溜井格筛。
2.采用2 m3自卸式矿车和矿车翻车轨进行自卸矿石，代替人力翻车。
3.设计制作翻轨式溜井格筛自动盖板，根据溜井规格量身定制，通过电机、减速机、皮带轮和驱动杆等设施，实现溜井盖板自动控制。
4.设计投入溜井喷雾降尘联动系统，将喷雾降尘与溜井盖板进行电气联锁。
应用效果：
1.电动碎石机的主要装置特征是采用电动操作，不会对周围环境产生污染，单人即可操作碎石机，电动碎石机代替了人工站在格栅上砸大块的工作，有效保障了作业人员的人身安全，提高了溜井大块破碎效率，降低人工投入，由原来的人工翻车6人，减少到碎石机操作3人，每月节约人工费1.5万元。
2.自动溜井盖板的设计投入，通过驱动电机正反转控制溜井盖板沿轨道滑动，实现溜井盖板关闭或开启溜井，矿车在翻车前通过电机正转打开溜井盖板，翻车结束后控制驱动电机反转将溜井盖板闭合，避免溜井内因气流向车场内返尘，有效降低了溜井车场内的扬尘浓度，同时，溜井自动盖板的投入保障了来往行人及现场作业人员的人身安全。
3.喷雾降尘系统与溜井盖板进行电气连锁，当溜井盖板开启碰触到限位开关时，喷雾降尘装置自动开启进行喷雾，盖板关闭后，喷雾降尘自动停止，进一步降低了溜井车场内的扬尘浓度。
4.增强了溜井车场设备设施自动化、机械化程度，有效地降低了劳动强度。
(来源：中国黄金网)
http://www.goldsci.ac.cn/article/2020/1005-2518/1005-2518-2020-28-5-727.shtml
参考文献
煤矿锚索装卸安全讨论与研究
［J］.
Discussion and research on safety of anchor rope loading and unloading in coal mine
［J］.
Failure mechanism and control technology of water-immersed roadway in high-stress and soft rock in a deep mine
［J］.
赵庄煤业破碎巷帮锚索锚固力提高技术研究
［J］.
Study on improving anchoring force of anchor cable in broken roadway of Zhaozhuang Coal Industry
［J］.
锚索框架梁加固公路滑（边）坡的预警技术研究
［D］.
Research on Early Warning Technique for Highway Landslides or Slopes Reinforced by the Anchor-Cable and Frame Beam
［D］.
饱和粘土层锚索锚固段长度效应研究及工程优化
［D］.
Study on Length Effect of Anchor Cable Anchorage Section in Saturated Clay Layer and Engineering Optimization
［D］.
东峰煤矿3号煤工作面巷道锚杆支护方案合理性研究
［D］.
Study on Rationality of Bolt Support Scheme for No.3 Coal Face in Dongfeng Coal Mine
［D］.
国内外煤巷支护技术研究进展
［J］.
Research progress of coal roadway support technology at home and abroad
［J］.
充填体—围岩协调变形机制与沿空留巷技术研究
［D］.
Study on Coordination Deformation Mechanism of Backfill and Surrounding Rock and Gob Side Entry Retaining Technology
［D］.
掘进巷道顶板全排锚索支护工艺的研究与应用
［J］.
Research and application of full row anchor cable support technology in driving roadway roof
［J］.
锚索支护在沿空留巷中的应用
［J］.
Application of anchor cable support in gob side entry retaining
［J］.
焦家金矿巷道围岩松动圈测试与破碎岩体支护技术
［J］.
Field detection of roadway surrounding rock loose zone and support technology of broken rock mass in Jiaojia gold mine
［J］.
焦家金矿寺庄分矿深部巷道围岩分级及支护方法研究
［J］.
Study on surrounding rock classification and support method in deep roadway of Sizhuang branch of Jiaojia gold mine
［J］.
预应力锚杆加长锚固应力分布规律分析
［J］.
Stress distribution law analysis of extensible bolting of pre-stressed anchor
［J］.
高应力软岩回采巷道预应力锚杆—锚索支护技术研究
［D］.
Research on the Support Technology of Pre-stressed Cable Anchor in High Stress Soft Rock Coal Roadway
［D］.
Estimating strength of rock materials
［J］.
Engineering geological characterization of low strength anisotropic rocks in the Himalayan region for assessment of tunnel support
［J］.
E.s.r. identification of alkoxythiocarbonyl radicals as possible intermediates in barton deoxygenation of alcohols
［J］.
隧道围岩Q值分级与支护设计优化
［J］.
Q-value classification of tunnel surrounding rock and optimization of support design
［J］.
巷道围岩松动圈支护理论
［J］.
Roadway support theory based on broken rock zone
［J］.
极弱胶结地层煤巷锚网索耦合支护效应研究及应用
［J］.
Supporting effect and application of bolt-net-anchor coupling support under extremely weak cementation formation
［J］.
甘公网安备 62010202000672号
