新型金屬支撐架支護(hù)技術(shù)在破碎型礦體采場支護(hù)中的應(yīng)用

1、新型金屬支撐架支護(hù)技術(shù)在破碎型礦體采場支護(hù)中的應(yīng)用陳維1,陳雄1,曾桂華1,劉方求1,肖旭峰1,戴澤奇2，馮壹1,符辰南1（1湖南黃金洞礦業(yè)有限責(zé)任公司；2湖南時(shí)代礦山機(jī)械制造有限責(zé)任公司）摘要：黃金洞金礦楊山莊礦區(qū)202#脈采用進(jìn)路式上向水平分層干式充填采礦法進(jìn)行開采，采場的支護(hù)方式為木支架支護(hù)，該支護(hù)方式存在作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度大、支護(hù)效果不佳、木材消耗量大、支柱受壓折斷現(xiàn)象嚴(yán)重、污染井下環(huán)境等問題。為解決木支架支護(hù)方式存在的問題,實(shí)現(xiàn)礦山企業(yè)低碳環(huán)保安全發(fā)展，公司引進(jìn)湖南時(shí)代礦山機(jī)械制造有限責(zé)任公司開發(fā)的便攜式礦用新型金屬支撐架組件支護(hù)材料，該金屬支撐架組件承載能力大、操作簡單、回收方便、支撐效

2、果好、對井下生產(chǎn)環(huán)境無污染，是一種理想的礦山井下用支護(hù)材料。關(guān)健詞：進(jìn)路式上向水平分層干式充填采礦法；木支架；新型金屬支撐架組件1開采技術(shù)條件黃金洞金礦楊山莊礦區(qū)主采礦脈為202#礦脈，礦脈平均厚度2.99m,平均品位3.90g/1,礦脈傾角61-80,平均72，屬急傾斜薄礦體。該礦脈礦體與圍巖分界明顯，礦體上盤圍巖與礦體穩(wěn)固性差，屬破碎型難采薄礦體。2采場支護(hù)現(xiàn)狀及存在的問題目前采用進(jìn)路式上向水平分層干式充填采礦法對該破碎型薄礦體進(jìn)行回采。在回采過程中，采用木支架對回采進(jìn)路空區(qū)進(jìn)行臨時(shí)地壓管理，由于礦體與圍巖均破碎，故對進(jìn)路采空區(qū)進(jìn)行密集木支護(hù)，木支架間距為0.5m-1.0m?，F(xiàn)行的木支架支

3、護(hù)方式存在如下問題：木材消耗量大、木材搬運(yùn)困難、支護(hù)作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度大、木支柱斷裂頻繁、支護(hù)效果差、支護(hù)成本高、對井下作業(yè)環(huán)境污染大等問題。為了安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)保開采202#脈破碎型薄礦體，公司積極尋求環(huán)保型可循環(huán)使用的經(jīng)濟(jì)型支護(hù)材料，以替代現(xiàn)行的木支護(hù)材料，通過努力，成功引進(jìn)湖南時(shí)代礦山機(jī)械制造有限責(zé)任公司開發(fā)的便攜式礦用新型金屬支撐架組件支護(hù)材料，并在202#脈破碎型薄礦體回采工藝中得到了成功的應(yīng)用12。3便攜式礦用新型金屬支撐架組件單組支撐架最大支撐載荷為8噸，可將支撐架最小支護(hù)高度多組支撐架組合使用整體承載能力。多組便攜式礦用新型金屬支撐架組件主要由支柱組件和橫梁組件構(gòu)成。金屬支撐架兩

4、立柱中心距1.8m，通過支柱中間的雙頭左右旋T型縲紋調(diào)節(jié)絲桿，可對支柱支護(hù)高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，亠丄也”目亠丄亠2必卄卄“C”亠為立體型支護(hù)方式，從而增加支撐架的意圖如下：七刁1-橫梁組件2-支柱組件3.1、支柱組件支柱組件由上支柱、下支柱和調(diào)節(jié)絲桿三部分構(gòu)成。上下支柱組件最小長度之和為1.7m，中件部分為雙頭左右旋T型纟累紋調(diào)節(jié)絲桿，調(diào)節(jié)長度為400mm，總重31.95kg。支柱組件有關(guān)構(gòu)件技術(shù)參數(shù)如下表，支柱組件結(jié)構(gòu)示意圖見支柱組件圖。序號(hào)名稱數(shù)量材料單重(kg)總重備注1下支柱1二級部件10.4310.432調(diào)節(jié)絲桿14513.2713.273上支柱1二級部件7.647.643.2、橫梁組件橫梁

5、組件基本長度1.95m,兩端為M30 x2螺桿，可調(diào)節(jié)距離為150mm，兩端各1件；橫梁組件最大長度2.25m,總重59.47kg。橫梁組件有關(guān)構(gòu)件技術(shù)參數(shù)如下表，橫梁組件結(jié)構(gòu)示意見橫梁組件圖。序號(hào)名稱數(shù)量材料單重(kg)總重備注1矩形空心型鋼200X100X4L=19001優(yōu)質(zhì)鋼34.6234.62標(biāo)準(zhǔn)件2端封板2Q235A2.675.343頂絲桿2451.262.524方形空心型鋼100X4L=502普通鋼0.6071.21標(biāo)準(zhǔn)件5加強(qiáng)板3Q235A2.387.146型卡6Q235A1.448.64支柱組件圖橫梁組件圖4、礦用新型金屬支撐架支護(hù)方案4.1、支護(hù)技術(shù)參數(shù)礦用新型金屬支撐架在回

6、采進(jìn)路空區(qū)中采用多組金屬支撐架組合使用的立體型支護(hù)方式，支撐架沿進(jìn)路空區(qū)連續(xù)布置。支護(hù)技術(shù)參數(shù)包括支撐架排距、支撐架支護(hù)高度和支撐架支撐寬度。支撐架支護(hù)高度1.95m-2.35m，支撐架支護(hù)寬度1.95m-2.25m，支撐架間距0.8m-1.2m,根據(jù)回采進(jìn)路空區(qū)頂板巖層破碎情況，可以對回采進(jìn)路空區(qū)的支撐架間距進(jìn)行調(diào)整（破碎巖層支撐架間距變小、巖層較好支撐架間距變大）。-20中段使用新型金屬支撐架支護(hù)方式采場的支護(hù)技術(shù)參數(shù)為：支撐架間距l(xiāng)m、支護(hù)寬度2m、支護(hù)高度為2m,從現(xiàn)場支護(hù)現(xiàn)場看，這些支護(hù)技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)比較科學(xué)，支護(hù)效果比較好。礦用新型金屬支撐架支護(hù)方案示意圖如下：Ik?面亦意囹新型金屬

7、支撐架支護(hù)方案示意圖4.2、支撐架架設(shè)及回收技術(shù)措施4.2.1支撐架架設(shè)技術(shù)措施序（1）檢查組件及質(zhì)量。在進(jìn)行支撐架組件支護(hù)前，檢查好支護(hù)組件是否配備齊，工字鋼的規(guī)格是否符合要求，只有在符合規(guī)定的前提下才能進(jìn)行操作。（2）平場與墊底。支護(hù)前必須對需支護(hù)位置進(jìn)行浮石清理、底板平場，根據(jù)現(xiàn)場情況，可采用木料地腳或塊石對支柱進(jìn)行墊底。（3）架設(shè)支架與頂幫壓實(shí)。在墊底基礎(chǔ)上架設(shè)支柱，再架設(shè)好橫梁，調(diào)節(jié)好高度和寬度，緊固支柱和橫梁，使支架上向與橫向均張緊受力后，在兩支架與頂部和幫壁空隙嵌入松木或雜木。4.2.2支撐架回收技術(shù)措施（1）檢查支架組件變形量。首先檢查支架組件變形量，對于已經(jīng)變形嚴(yán)重?zé)o重復(fù)利用

8、可能的支架，建議爆破前不回收。對于支架組件未變形或微量變形可修復(fù)的，再進(jìn)入回收程序。（2）臨時(shí)支護(hù)措施?；厥罩Ъ芙M件前，必須先采取臨時(shí)支護(hù)措施。在原支架上部橫排松木或雜木兩端下各橫撐一根松木，在松木下各采用松木打桐，確保回收支架時(shí)頂板不冒落。（3）回收支架組件。首先將兩支柱絲桿和橫梁兩端調(diào)節(jié)螺絲擰松，使支架與頂幫壁分離，再取下橫梁，最后回收立柱。5新型支撐架支護(hù)方式與木支架支護(hù)方式比較（1）木支架支護(hù)方案，支架被動(dòng)支護(hù)，初撐力小，頂板來壓時(shí)，支護(hù)折斷現(xiàn)象嚴(yán)重，支護(hù)效果不佳；新型金屬支撐架支護(hù)方案，支架主動(dòng)支護(hù)，初撐力大，頂板來壓時(shí)，支架一般不會(huì)出現(xiàn)受壓變形現(xiàn)象，支護(hù)效果好，作業(yè)環(huán)境安全可靠。（

9、2）使用木支架支護(hù)方案，木材消耗量大，支護(hù)成本高；使用新型金屬支撐架支護(hù)方案，支撐架組件一次投入，循環(huán)使用，支護(hù)成本低。（3）木支架支護(hù)方案操作復(fù)雜；新型金屬支撐架支護(hù)方案操作簡單方便。（4）木支柱承壓能力小，可回收率低；新型金屬支撐架承壓能力大，可多次回收使用。（5）木支柱不能伸縮，而新型金屬支撐架可以適當(dāng)進(jìn)行伸縮調(diào)節(jié)，適應(yīng)高度范圍更廣。（6）木支架不能防火，容易腐朽，安全性低，對井下作業(yè)環(huán)境污染較大；新型金屬支撐架防火，對作業(yè)環(huán)境無污染，安全性能好。（7）木支架支護(hù)方案，噸礦支護(hù)成本約26.5元/噸；新型金屬支撐架支護(hù)方案，噸礦支護(hù)成本約16元/噸。6結(jié)論與傳統(tǒng)木支架支護(hù)方案相比，新型金屬支撐架支護(hù)方案具有承載能力大幅增加，操作簡單方便，回收率高，對井下作業(yè)環(huán)境無污染，支護(hù)后的作業(yè)環(huán)境安全可靠，支護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)