[发明专利]露天转地采人工境界矿柱坡跟加固方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿山露天边坡支护加固技术。

背景技术

人工境界矿柱法是露天转地下开采的一种采矿方法。这种方法在一定程度上降低了露天采场边坡稳定性安全系数。在露天开采转地下开采时，需要构建人工境界矿柱，数值分析和理论计算表明，在构建人工境界矿柱过程中，露天采场的边坡在坡脚处（以下简称坡跟）应力比较集中，较早进入塑性状态，形成一定范围的塑性区，随着荷载的增大，边坡的塑性区由坡脚不断向上延伸发展，直至贯通到坡顶，此时边坡将失稳破坏。因此，人工境界矿柱的构建过程中，边坡稳定性安全系数将受到一定的影响。对于一般露天开采，当达到坑底境界时，边坡稳定性一般接近临界状态，边坡安全系数储备不足，使得人工境界矿柱法的应用受到一定的限制。因此，在人工境界矿柱的构建过程中，需进行局部加固处理，以防边坡的坡跟出现局部失稳而波及边坡整体稳定性。

发明内容

为了解决人工境界矿柱构建过程中坡跟出现局部失稳而波及边坡整体稳定性的问题，本发明提出了对坡跟的加固方法。

一种露天转地采人工境界矿柱坡跟加固方法，其特征在于，步骤如下：

第一步：清理打毛坡跟处的人工境界矿柱表面，然后向清理打毛后的人工境界矿柱中向下钻孔，钻孔中安设锚杆，安设后的锚杆应露出钻孔，露出高度为锚杆长度的一半；

上述的锚杆间距和排距均设计为0.5-1.0m，锚杆长度大于1.2m；

第二步：在锚杆安装区之外的人工境界矿柱表面竖立模板，将模板和坡跟处的空间采用C15混凝土充填浇灌密实，硬化拆模板后形成坡跟墙墙体；坡跟墙墙体高度应不低于人工境界矿柱形成过程中边坡岩体被扰动的高度，墙体外表面可以是直立、斜坡或台阶状

第三步：在坡跟墙墙体上向边坡的深部布置打锚索孔，孔的方向应向下倾斜便于灌浆，钻孔深度至边坡塑性区以外稳定的岩体中，钻入稳定岩体矿体深度8m；

上述的锚索孔采用梅花形布置，间、排距均为1.8-2.5m；

第四步：向锚索孔中安装预应力锚索，预应力锚索采用高强低松弛钢绞线，预应力锚索的锚固段长度不低于7米；预应力锚索自由段应进行防锈处理并用套管进行隔离保护；

第五步：向安装完预应力锚索的钻孔中注浆；注浆时采用孔底反浆法一次注满，并根据浆液下渗情况反复补注，直到孔口液面稳定为止；

上述的浆液采用325#普通硅酸盐水泥净浆，水灰比为0.55，并加占水泥重量0.7%的减水剂；

第六步：当浆液凝固达到强度时即可进行张拉；张拉可采用单根钢绞线交叉张拉，张拉次数不少于两遍，张拉后安装锚索孔口垫板和锚索锁具；锚索锁具应灌注黄油，并浇灌1:1水泥砂浆进行封锚；

上述的孔口垫板采用400mm×400mm×20mm的钢板。

本发明具有以下优点：

1.露天转地下开采时，人工境界矿柱的坡跟是边坡失稳的关键部位，采用本发明可以防止边坡的剪出，有效地提高边坡稳定性。

2.本发明的锚拉坡跟墙结构具有结构简单，施工方便，加固效率高等优点。

3、有效地改变边坡体内岩石的应力状态，有利于地下开采时采场顶板围岩稳定性。

4、减少地下开采采场围岩应力重分布对边坡稳定性的影响。

附图说明

图1为本发明实施例一的示意图；

图2为本发明实施例二的示意图；

图3为本发明实施例三的示意图；

图4为预应力锚索安装示意图。

图中：1-人工境界矿柱；2-锚杆；3-墙体；4-预应力锚索；5-塑性区；6-岩体；7-坡跟；8-套管；9-水泥砂浆；10-垫板；11-锚索锁具；12-保护盖；13-注浆管；14-浆液。

具体实施方式

下面根据附图很实施例对本发明技术方案进一步说明。

实施例一：

如图1和图4所示，实施时：

1、首先清理打毛坡跟7处的人工境界矿柱1的表面，然后向清理打毛后的人工境界矿柱1中向下钻孔和安设锚杆2，锚杆2间距和排距均为0.5-1.0m，锚杆2长度大于1.2m，安设后的锚杆2应露出钻孔，露出高度为锚杆2长度的一半；

2、在锚杆区之外的人工境界矿柱1表面竖立模板，将模板和坡跟7处的空间采用C15混凝土充填浇灌密实；硬化拆模板后成为坡跟墙墙体3；坡跟墙墙体3高度应不低于人工境界矿柱1形成过程中边坡岩体被扰动的高度，墙体3上宽不低于1200mm，墙体3外表面是直立状。