CN216198147U - 一种陡倾斜矿体下向单进路人工假顶防侧滑结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种陡倾斜矿体下向单进路人工假顶防侧滑结构，包括矿石垫层，所述矿石垫层上设置有第一钢筋网，所述第一钢筋网浇筑有混凝土形成第一人工假顶，所述第一人工假顶上部填充有膏体填充体并接顶；所述第一钢筋网固定连接有多根长锚索，且所述长锚索延伸至矿体下盘内；所述第一钢筋网固定连接有多根砂浆锚杆，所述砂浆锚杆延伸至矿体上盘。本实用新型不但能有效防止人工假顶侧滑，且能实现下向安全高效回采。

Description

一种陡倾斜矿体下向单进路人工假顶防侧滑结构

技术领域

本实用新型涉及采矿工程领域，尤其是涉及一种陡倾斜矿体下向单进路人工假顶防侧滑结构。

背景技术

针对矿岩破碎、稳固性差且矿石品位高或极具开采价值的有色金属或贵金属矿体，常采用下向分层充填采矿法开采。下向分层充填采矿法关键之处在于构筑人工假顶，人工假顶通常采用钢筋混凝土或高强度胶结充填体构筑，如何保证人工假顶稳定和可靠，一直是国内外研究人员关注的重要技术问题之一。现有技术中，专利文献(CN111456735A)公开了一种无间柱并维护下向单一进路充填假顶稳定性的方法，该方法是在垂直于矿体走向方向上下盘围岩施工超长预应力锚杆，然后将超长预应力锚杆的外露端直接与钢筋网焊接来维持分层充填假顶的稳定性。该方法施工的超长预应力锚杆孔为水平孔，超长预应力锚杆为拼接式注浆锚杆，其外露端与钢筋网直接焊接在同一平面，而非悬挂连接充填体中的钢筋网。水平超长预应力锚杆施工复杂困难；而且由于超长预应力锚杆的外露端与钢筋网直接焊接在同一平面，而非悬吊连接钢筋网，这样易造成锚杆受力方向为不利于稳定的水平方向。又如专利文献(CN105545353A)公开了一种基于膏体充填的人工假顶构筑方法，该方法采用吊筋，下分层支护采用钢支架+木支护的方法维持假顶稳定。该方法对膏体充填体强度要求较高，水泥消耗量大，成本高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种陡倾斜矿体下向单进路人工假顶防侧滑结构，不但能有效防止人工假顶侧滑，且能实现下向安全高效回采。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种陡倾斜矿体下向单进路人工假顶防侧滑结构，包括矿石垫层，所述矿石垫层上设置有第一钢筋网，所述第一钢筋网浇筑有混凝土形成第一人工假顶，所述第一人工假顶上部填充有膏体填充体并接顶；

所述第一钢筋网固定连接有多根长锚索，且所述长锚索延伸至矿体下盘内；

所述第一钢筋网固定连接有多根砂浆锚杆，所述砂浆锚杆延伸至矿体上盘。

本实用新型的有益效果是：针对矿岩节理裂隙发育、破碎的中厚陡倾斜矿体，在采用下向单进路分层充填采矿法回采时，本实用新型能有效保障在下一分层开采时人工假顶的稳定，保障作业人员安全，实现下分层安全回采；其次，矿体上盘施工的砂浆锚杆及下盘施工的锚索还可对上下盘起到加强支护作用，并防止侧滑，保障在采进路采场结构的稳定。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述长锚索倾斜向上，且所述长锚索与水平面之间的夹角为35°～55°；

所述砂浆锚杆倾斜向下，且所述砂浆锚杆与水平面之间的夹角为28°～48°。

采用上述进一步方案的有益效果是矿体平均倾角大，通过结构力学和静力学角度计算，采用不同角度的长锚索和砂浆锚杆受力拉扯来预防人工假顶侧滑失稳。

进一步，所述长锚索穿过下盘软弱层并延伸至矿体下盘围岩，且伸入所述矿体下盘围岩的距离不小于6m。

采用上述进一步方案的有益效果是长锚索伸入矿体下盘围岩的距离不小于6m能增强长锚索的拉力，防止出现滑移。

进一步，相邻两根所述长锚索之间的距离不大于1.2m，相邻两根所述砂浆锚杆之间的距离不大于1.2m。

采用上述进一步方案的有益效果是长锚索和砂浆锚杆之间的间距适宜，不但能保证第一钢筋网的拉力，同时节约耗材。

进一步，所述长锚索和所述第一钢筋网之间、所述砂浆锚杆与所述第一钢筋网之间均设置有圆钢。

采用上述进一步方案的有益效果是圆钢便于长锚索和砂浆锚杆依据第一钢筋网的设置与矿体之间呈现不同的安装角度。

进一步，所述第一人工假顶下部随回采工作面推进工作面上安装有支架支撑，进路采矿完毕后浇筑第二人工假顶，所述第二人工假顶施工工艺与所述第一人工假顶施工工艺相同。

采用上述进一步方案的有益效果是设置人工假顶逐分层向下回采，安全可靠，可避免破碎围岩跨冒。

进一步，相邻两个所述支架之间的间距不大于1.5m。

采用上述进一步方案的有益效果是支架可以增强对第一人工假顶的支撑作用。

进一步，所述矿石垫层的厚度为50mm～200mm。

采用上述进一步方案的有益效果是下分层回采时，矿石垫层能起到很好的缓冲作用，避免人工假顶遭到破坏。

进一步，所述第一人工假顶和所述第二人工假顶的厚度不低于0.4m。

采用上述进一步方案的有益效果是第一人工假顶和第二人工假顶的厚度不低于0.4m，进一步增强人工假顶的承载能力。

进一步，所述膏体填充体的料浆浓度为69％，灰砂比为1:24。

采用上述进一步方案的有益效果是利用低灰砂比膏体充填体密实空区，实现围岩与充填体共同承载，有效控制地压。

附图说明

图1为本实用新型一具体实施例结构示意图；

图2为本实用新型一具体实施例钢筋网结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、矿体；2、矿体上盘；3、砂浆锚杆；4、矿体下盘；5、下盘软弱层；6、支架；7、膏体填充体；8、长锚索；9、第一人工假顶；10、圆钢；11、第一钢筋网；12、矿石垫层；13、第二人工假顶。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“内”、“外”、“周侧”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1、图2所示，一种陡倾斜矿体下向单进路人工假顶防侧滑结构，主要是针对矿岩节理裂隙发育、破碎、涌水量大且矿体下盘围岩有一层厚度0.5m～2m的极不稳定软弱岩层的中厚陡倾斜矿体。具体包括矿体1内设置的矿石垫层12，一些实施例中，为了便于后续回采工作矿石垫层12的厚度为50mm～200mm。矿石垫层12上设置有第一钢筋网11，第一钢筋网11包括横向钢筋和纵向钢筋，通过绑扎、焊接等形成牢固的第一钢筋网11。第一钢筋网11浇筑有混凝土形成第一人工假顶9，第一人工假顶9上部填充有膏体填充体7并接顶，一些实施例中，膏体填充体7的料浆浓度为69％，灰砂比为1:24。

第一钢筋网11固定连接有多根长锚索8，且长锚索8延伸至矿体下盘4内。本实施例中，长锚索8倾斜向上穿设于矿体下盘4内，且长锚索8与水平面之间的夹角为35°～55°，实际安装过程中，根据静力学理论计算长锚索8的穿设角度，从而最大限度的保证长锚索8的拉力。长锚索8延伸至矿体下盘4穿过下盘软弱层5，且长锚索8伸入矿体下盘围岩的距离不小于6m，若长锚索8的伸入长度不足，容易造成长锚索8滑移。相邻两根长锚索8之间的距离不大于1.2m，保证长锚索8具有足够的拉力。

第一钢筋网11固定连接有多根砂浆锚杆3，砂浆锚杆3延伸至矿体上盘2。砂浆锚杆3倾斜向下，且砂浆锚杆3与水平面之间的夹角为28°～48°。相邻两根砂浆锚杆3之间的距离不大于1.2m。第一钢筋网11同时采用砂浆锚杆3和长锚索8固定，进一步防止侧滑失稳。

长锚索8和第一钢筋网11之间、砂浆锚杆3与第一钢筋网11之间均设置有圆钢10，圆钢10连接长锚索8、砂浆锚杆3和第一钢筋网11，可根据实际情况选择圆钢10的长度，进而保证第一钢筋网3拉力平稳。

下分层回采时，在第一人工假顶9下进行分层采矿，进路矿体回采完后，浇筑第二人工假顶13并充填膏体填充体7。第二人工假顶13的结构与第一人工假顶9的结构相同。第一人工假顶9和第二人工假顶13的厚度不低于0.4m，人工假顶的厚度过低，则承载能力不足，不利于安全回采。第一人工假顶9下部随回采工作面推进工作面上安装有支架6，相邻两个支架6之间的间距不大于1.5m，具体实施例中，支架6可采用木支架，便于安装和回收利用。

实施例一

某矿矿体1平均倾角70°，厚度6m。矿体1内一般发育三至四个优势节理组，质量差易垮落，且紧邻矿体下盘4有一层0.5～2m的下盘软弱岩层5，极不稳定。经过采矿方法对比研究，选择钢筋砼假顶下向分层充填采矿法进行回采，构筑人工假顶时，采用本实用新型维护人工假顶稳定性。

①分段及采场划分

分层回采高度4m，4个分层为一个分段，因而分段高度为16m。每分层单个采场长度64m(单侧进路采场长度约32m)，采场沿下盘布置，进路尺寸4.0m×4.0m，两帮再进行刷扩处理，尽可能的提高资源回收率。

②支护

随回采工作面的推进，人工假顶下采用木支架支护跟进，木支护间距不大于1.5m；上盘侧帮施工砂浆锚杆3，砂浆锚杆孔与水平方向成38°角斜向下，砂浆锚杆孔距底板高度1.5m，水平间距1.2m；下盘侧帮施工长锚索8，锚索孔与水平面成45°角斜向上，锚索孔穿过下盘软弱层5并深入下盘围岩不小于6m斜长以保证长锚索8锚固可靠，锚索孔口距底板高度1.5m，水平间距1.2m。

③采空区清理、铺矿石垫层2

边帮、浮矿清理干净，局部强风化或矿岩极破碎地段采取背帮或喷浆处理，以防止松矿崩塌影响假底质量；底板必须清理干净、平整或略带小下坡，然后铺设50～200mm垫层矿石12，其作用是减弱在下一分层采矿作业时，爆破对人工假顶的破坏，起缓冲保护层作用。

④铺筋和浇筑混凝土假底

在矿石垫层12上扎第一钢筋网11，铺底钢筋主筋采用Φ20mm螺纹钢筋，间距为160mm，沿矿体1倾向铺设；副筋采用Φ12mm螺纹钢筋，间距200mm，沿矿体走向铺设，主、副筋交点处要用扎丝捆绑；在钢筋网靠近上盘围岩的一侧采用圆钢10与砂浆锚杆3焊接悬挂；钢筋网靠近下盘围岩的一侧采用圆钢10与长锚索8焊接悬挂；圆钢型号HPB235，直径20mm。

底部浇筑强度等级为C20的混凝土，混凝土浇筑厚度要达到0.4m，底部钢筋保护层要满足30mm。

⑤充填

混凝土养护24小时后，构筑充填挡墙，充填膏体填充体7并接顶，膏体料浆浓度69％，灰砂比为1:24。

在下一分层回采时，人工假顶两端搭在岩石上的长度不应小于0.5m，同时要特别注意对钢筋混凝土两端支撑处的保护。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种陡倾斜矿体下向单进路人工假顶防侧滑结构，其特征在于：包括矿石垫层(12)，所述矿石垫层(12)上设置有第一钢筋网(11)，所述第一钢筋网(11)浇筑有混凝土形成第一人工假顶(9)，所述第一人工假顶(9)上部填充有膏体填充体(7)并接顶；

所述第一钢筋网(11)固定连接有多根长锚索(8)，且所述长锚索(8)延伸至矿体下盘(4)内；

所述第一钢筋网(11)固定连接有多根砂浆锚杆(3)，所述砂浆锚杆(3)延伸至矿体上盘(2)。

2.根据权利要求1所述的陡倾斜矿体下向单进路人工假顶防侧滑结构，其特征在于：所述长锚索(8)倾斜向上，且所述长锚索(8)与水平面之间的夹角为35°～55°；

所述砂浆锚杆(3)倾斜向下，且所述砂浆锚杆(3)与水平面之间的夹角为28°～48°。

3.根据权利要求1所述的陡倾斜矿体下向单进路人工假顶防侧滑结构，其特征在于：所述长锚索(8)穿过下盘软弱层(5)并延伸至矿体下盘围岩，且伸入所述矿体下盘围岩的距离不小于6m。

4.根据权利要求1所述的陡倾斜矿体下向单进路人工假顶防侧滑结构，其特征在于：相邻两根所述长锚索(8)之间的距离不大于1.2m，相邻两根所述砂浆锚杆(3)之间的距离不大于1.2m。

5.根据权利要求1至4任一项所述的陡倾斜矿体下向单进路人工假顶防侧滑结构，其特征在于：所述长锚索(8)和所述第一钢筋网(11)之间、所述砂浆锚杆(3)与所述第一钢筋网(11)之间均设置有圆钢(10)。

6.根据权利要求5所述的陡倾斜矿体下向单进路人工假顶防侧滑结构，其特征在于：所述第一人工假顶(9)下部随回采工作面推进工作面上安装有支架(6)支撑，进路采矿完毕后浇筑第二人工假顶(13)，所述第二人工假顶(13)施工工艺与所述第一人工假顶(9)施工工艺相同。

7.根据权利要求6所述的陡倾斜矿体下向单进路人工假顶防侧滑结构，其特征在于：相邻两个所述支架(6)之间的间距不大于1.5m。

8.根据权利要求7所述的陡倾斜矿体下向单进路人工假顶防侧滑结构，其特征在于：所述矿石垫层(12)的厚度为50mm～200mm。

9.根据权利要求8所述的陡倾斜矿体下向单进路人工假顶防侧滑结构，其特征在于：所述第一人工假顶(9)和所述第二人工假顶(13)的厚度不低于0.4m。

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