[发明专利]一种地下矿山拱悬挂桥梁支护承载方法

说明书

一种地下矿山拱悬挂桥梁支护承载方法，属于地下矿山水平矿块顶板支护方法技术领域，用于对地下矿山大规模首采水平矿块顶板进行支护。其技术方案是：利用公式计算拱悬挂桥梁承载支护体系的内力值、计算注浆锚索的布设位置及其长度值；利用矿房上部的凿岩硐室，在硐室顶板打入注浆中空锚杆，形成各个矿房顶板浅层小拱压缩区来承载大拱下覆岩层自重；在矿房的凿岩硐室顶板打入注浆锚索，形成深部悬挂机构，将大拱下覆岩层自重分配到大跨不可逆三铰拱结构上；在矿体上下盘矿房凿岩硐室水平或微倾斜打入注浆锚杆加固大跨三铰拱拱脚承载能力；对注浆锚杆和注浆锚索进行加固。本发明解决了使用悬挂桥梁支护方法提高矿块顶板岩层的稳定性的问题。

技术领域

本发明涉及一种地下矿山大规模首采水平矿块顶板拱悬挂桥梁支护承载方法，属于地下矿山水平矿块顶板支护方法技术领域。

背景技术

随着钢铁工业的迅猛发展，钢铁工业对铁矿石需求日益增加，除了大量进口铁矿石之外，冶金矿山企业对地下矿进行大规模的开采势在必行。当前，进行大规模井下开采必须解决的众多的技术性难题。其中，具有急倾斜厚大或极厚大矿体的地下矿山特别适于大规模开采，因其矿块内矿房垂直矿体走向布置，并形成多矿房(矿块内划分成一二步矿房进行回采充填)同时开采，但回采水平必将因采动影响发生地压变异，为保持井下大规模开采的安全和有序进行，就需要针对这种大规模地下开采矿块顶板岩层的稳定性进行新型支护技术研究，并将整个开采水平作为整体计算考虑。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种地下矿山拱悬挂桥梁支护承载方法，这种方法对地下矿山悬挂桥梁支护从支护承载机理、支护力学模型和支护参数三方面进行了创新，解决了使用悬挂桥梁支护方法提高矿块顶板岩层的稳定性的问题。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种地下矿山拱悬挂桥梁支护承载方法，它采用以下步骤进行：

1.利用公式计算拱悬挂桥梁承载支护体系的内力值、计算设计深部注浆锚索的布设位置及其长度值、以及利用计算结果决定对矿体上下盘处是否进行注浆锚杆加固；

2.利用矿房上部刚掘进的凿岩硐室，在硐室顶板打入注浆中空锚杆，形成各个矿房顶板浅层小拱压缩区来承载大拱下覆岩层自重；

3.在每个矿房或相隔几个矿房的凿岩硐室顶板打入注浆锚索，形成深部悬挂机构，将大拱下覆岩层自重分配到大跨不可逆三铰拱结构上；

4.在矿体上下盘矿房凿岩硐室水平或微倾斜打入注浆锚杆加固大跨三铰拱拱脚承载能力；

5.最后，对注浆锚杆和注浆锚索进行加固。

上述地下矿山拱悬挂桥梁支护承载方法，所述计算拱悬挂桥梁承载支护体系的内力值的公式为：

公式(I)中的标号如下：

V_A、V_B—为拱脚垂直反力，N；

H_A、H_B—为拱脚水平反力，N；

F_i—为注浆锚索悬挂力，N；

x—代表横坐标值，m；

f—为大跨拱拱失，m；

L—大跨拱跨度，m；

—为对应简支梁C点处弯矩,N*m；

q(x)—为大跨拱结构上覆载荷函数。

上述地下矿山拱悬挂桥梁支护承载方法，所述计算设计深部注浆锚索的布设位置及其长度值的公式为：

公式(II)中的标号如下：