二步驟采場出礦進路岔點處工字鋼拱架支護的優化方案

歐陽后碧 高黎

（新疆哈巴河阿舍勒銅業股份有限公司 哈巴河 836700）

1 引言

阿舍勒銅礦深部礦體采用大直徑深孔階段空場嗣后充填采礦法，一步驟回采完畢后，需在充填體內做采切工程進行二步驟回采工作。由于一步驟充填體內含有殘礦，在掘進到殘礦堆后需要工字鋼進行支護。在出礦穿脈與出礦進路岔點處，頂板暴露面積大，支護質量要求尤為嚴格。本文從鋼拱架破壞分析入手，來提供岔點工字鋼支護的優化途徑。

2 工字鋼拱垮塌情況介紹

通過對幾個垮塌點的情況分析來看：

（1）垮塌處頂板穿過充填采場殘礦堆區域，特別岔口處頂板暴露面積大，造成殘礦堆不穩定。

（2）鋼拱架頂梁與殘礦未充分接觸，殘礦堆大塊造成沖擊壓力，使鋼拱架受力陡增。

（3）鋼拱架未能形成聯合受力，壓力集中在個別拱架上。

（4）鋼拱架整體穩固性不強，一處垮塌帶倒多處拱架垮塌，造成連鎖反應。

3 鋼拱架支護的優化途徑

（1）從源頭控制。采場殘礦盡量回收干凈，有殘礦堆的要在采場驗收時附在實測圖上，出礦穿掘進時提前拿出應對措施。

（2）充分接頂。支護時鋼拱架頂梁與頂板要充分接觸，不得留有空區，有空區可以采取混凝土澆灌或者填充圓木的方式。

（3）鋼拱架聯合受力。將頂板上的壓力均勻分攤到每個拱架上，可采用大梁上架縱梁的方式將多個拱架大梁連成一個整體受力的平面，避免壓力集中。

（4）提高鋼拱架的整體穩固性。在施工中采取“穿靴帶帽”、抱腿、斜撐、腿間連接筋和拱架間拉桿等方式來保證拱架整體性和穩固性。在特殊要求地點比如：殘礦帶、岔點、大跨度區域需要提高穩固性，可將此地段的鋼拱架支撐腿與邊幫澆灌，頂板噴漿使頂梁與頂板形成一體。

（5）提高鋼拱架的承受力。在大跨度和岔點區域，提高工字鋼的規格來提高拱架的承受力。

4 優化后的工字鋼支護形式

4.1 施工前準備

（1）鋼拱架支護前先檢查開挖斷面，欠挖處要補鑿，巷道底板挖至硬底。這樣能保證鋼拱架支撐腿整獲得足夠的支撐力，頂梁整體受力。

（2）混凝土澆筑支撐腿，前期做好砼試塊強度試驗，來確定最優配合比。保證混凝土強度達到預期強度。

（3）標定中腰線，安裝時候用中腰線確定拱架間距、頂梁高度等參數。

4.2 安裝要求

工字鋼支護在施工過程中必須嚴格按工藝要求施工，保證施工質量，才能確保工字鋼的承受力。特別出礦進路岔點處空間跨度大、施工難度大、使用時間長，需要更高的標準來保證工字鋼的承受力。

（1）岔點處大門架采用兩根工30的工字鋼并列，且捆扎在一起，捆扎采用32mm的螺紋鋼箍筋。

（2）混凝土包腿厚度高度達到設計要求，保護層厚度要達標。避免被鏟運機撞開保護層，造成支撐腿銹蝕，強度受損。

（3）工字鋼的縱向連接筋必須將所有工字鋼連接在一起，縱筋且密度到達強度要求。

（4）頂梁上的縱梁采用工20m工字鋼，與拱架頂梁垂直排列并與之焊接一起，縱梁上部與頂板背實。

（5）支撐腿采用工30 工字鋼。支撐腿上下兩端必須有墊板。支撐腿上中下打三根鎖腳錨桿，保證穩定性。支撐腿上端頭焊接三角斜撐與頂梁連接一體。優化后的工字鋼支護形式如圖所示：

圖1 工字鋼支護形式

5 結論

二步驟回采采場出礦進路的工字鋼支護既要方便人員的作業又要能承受頻繁的采場爆破擾動。使用時間長，使用環境惡劣，特別岔點處由于跨度大，支護質量尤為嚴格。岔點處工字鋼按優化后的標準進行施工，能提升工字鋼的承受力和使用年限。