一种溜井变径部位的柔性支护方法

技术领域

本发明涉及溜井支护技术领域，特别是涉及一种溜井变径部位的柔性支护方法。

背景技术

中国是世界上最大的矿石生产国与消费国，经过多年开采，浅埋矿产资源趋于枯竭，金属矿山从露天开采转向地下开采的趋势不可避免。主溜井担负矿山露天转地采后主要矿石的转载、临储任务，是各个分段矿石向下集中运输的通道，但存在溜井容易发生棚堵、支护混凝土脱落等现象，在溜井变径部位有较大空腔爆破效应，溜井局部垮塌直接威胁到矿井生产和邻近井巷工程安全。

目前针对溜井变径部位的支护技术包括使用钢纤维混凝土加固、锚喷支护、锰钢板支护、橡胶衬板支护等方式，在溜井长期运行中，变径部位处反复受到空腔气压爆破冲击，容易造成支护体失效脱落与井壁变形。因此，使用一种可保障溜井变径部位长期稳定的支护方法是提高矿石转载效率的关键。

发明内容

本发明的目的是提供一种溜井变径部位的柔性支护方法，以解决上述现有技术存在的问题，克服了现有技术中溜井变径部位支护体反复受到空腔爆破气体冲击后支护频繁失效与井壁垮塌的问题。

为实现上述目的，本发明的具体技术方案包括如下步骤：

步骤1、在溜井变径部位(1)注浆加固井壁，当注浆压力大于两倍初始注浆压力时停止注浆，初始注浆压力为1～2Mpa；

步骤2、在溜井变径部位(1)使用胶粘剂安装聚氨酯柔性支护体(2)，聚氨酯柔性支护体(2)的厚度为中部厚，上端和下端薄；

步骤3、在聚氨酯柔性支护体(2)上安装刚性耐磨保护壳(3)，刚性耐磨保护壳(3)上端和下端不接触溜井井壁，使用应力调节器(5)穿过刚性耐磨保护壳(3)的预留孔(301)后插入溜井井壁，通过调节螺母(502)施加预应力固定刚性耐磨保护壳(3)，预应力小于聚氨酯柔性支护体(2)的弹性极限；

步骤4、在刚性耐磨保护壳(3)中部安装柔性锚索(4)，锚索托盘(401)紧贴刚性耐磨保护壳(3)。

进一步地，步骤3中所述的刚性耐磨保护壳(3)表面为弧形且有均布的预留孔(301)；所述的应力调节器(5)端头使用膨胀管(501)固定。

进一步地，步骤3中所述的安装刚性耐磨保护壳(3)包括支护后溜井直径(6)始终大于溜井变径口直径(7)。

进一步地，步骤4中所述的柔性锚索(4)的锚固端头使用树脂锚固剂固定。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

1、本发明在溜井变径部位使用聚氨酯柔性支护体和刚性耐磨保护壳联合支护的方式，减小了空腔体积，空腔爆破产生的气体动能作用在柔性聚氨酯支护上时，柔性聚氨酯发生弹性形变，将气体动能转化为柔性聚氨酯的弹性应变能，减小空腔爆破效应对井壁的直接冲击作用，有利于延长溜井的使用时间，减少维护次数；

2、本发明的刚性耐磨保护壳表面为弧形且有均布的预留孔，减少了保护壳的重量，当发生空腔爆破时，弧形表面与预留孔可以减少气浪对刚性耐磨保护壳的直接冲击；

3、本发明使用柔性锚索与应力调节器固定柔性聚氨酯支护体与刚性耐磨保护壳，柔性锚索的悬吊作用避免了支护体脱落堵塞溜井口。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明提供的溜井变径部位的柔性支护方法示意图；

图2为本发明提供的刚性耐磨保护壳平面示意图；

图3为本发明提供的柔性锚索与应力调节器示意图；

图中：1-溜井变径位置；2-聚氨酯柔性支护体；3-刚性耐磨保护壳；4-柔性锚索；5-应力调节器；6-支护后溜井直径；7-溜井变径口直径；401-锚索托盘；501-膨胀管；502-调节螺母。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本实施例中的一种溜井变径部位的柔性支护方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤1、在溜井变径部位1注浆加固井壁，当注浆压力大于两倍初始注浆压力时停止注浆，初始注浆压力为1～2Mpa。

步骤2、在溜井变径部位1使用胶粘剂安装聚氨酯柔性支护体2，聚氨酯柔性支护体2的厚度为中部厚，上端和下端薄。

本实施例中胶粘剂选用聚氨酯胶粘剂，聚氨酯柔性支护体2紧贴溜井变径部位1。

步骤3、在聚氨酯柔性支护体2上安装刚性耐磨保护壳3，刚性耐磨保护壳3上端和下端不接触溜井井壁，使用应力调节器5穿过刚性耐磨保护壳3的预留孔301后插入溜井井壁，通过调节螺母502施加预应力固定刚性耐磨保护壳3，预应力小于聚氨酯柔性支护体2的弹性极限。

本实施例中使用的刚性耐磨保护壳3材料为锰钢板，如图2所示，表面为弧形且有均布的预留孔301，有效减少了保护壳的自重并降低了空腔爆破对保护壳的冲击作用；如图3所示，在刚性耐磨保护壳3的上端和下端通过预留孔301分别插入一根应力调节器5，将应力调节器5前端的膨胀管501插入溜井井壁后，拧动调节螺母502施加预应力固定刚性耐磨保护壳3。

本实施例中调节螺母502与刚性耐磨保护壳3之间存在耐磨垫片，且垫片尺寸大于预留孔301。

本实施例中支护后溜井直径6始终大于溜井变径口直径7，避免了矿石下落对支护体造成冲击，延长了支护体使用寿命。

步骤4、在刚性耐磨保护壳3中部安装柔性锚索4，锚索托盘401紧贴刚性耐磨保护壳3。

本实施例中在刚性耐磨保护壳3中部安装两根柔性锚索4，如图3所示，柔性锚索4的锚固端头使用树脂锚固剂固定，且锚索托盘401尺寸大于预留孔301。

本实施例中沿着溜井变径部位1共用四组均匀分布的柔性锚索4和应力调节器5固定聚氨酯柔性支护体2和刚性耐磨保护壳3，如图1所示，每组包含两根柔性锚索4和两根应力调节器5。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。