高寒矿区湿喷混凝土支护应用研究

板庙子金矿地处高寒地区,工程地质条件复杂,围岩破碎,稳定性较差。针对采准、切割巷道以往采用干喷混凝土+管缝锚杆+树脂锚杆的支护方式存在喷浆体开裂、巷道变形及失稳冒落等诸多问题,该矿采用湿喷混凝土代替干喷混凝土,并与树脂锚杆对不良岩体巷道进行联合支护试验研究。通过室内配合比试验研究了3种可选骨料条件下水泥掺量与拌合物坍落度、扩散度和试块强度的关系,确定了最佳配合比;针对高寒矿区湿喷混凝土料浆制备受低温影响,提出了拌合水预加热方案、水泥和外加剂室内保温等温度控制技术措施。现场应用表明：湿喷混凝土工艺的生产效率是干喷混凝土工艺的3~4倍,湿喷混凝土28 d单轴抗压强度达到36.2 MPa,实现了维护巷道稳定性的目的,采用湿喷混凝土代替干喷混凝土支护巷道的综合成本减少了215.65元/m3,技术和经济效益显著。     

“湿喷+树脂锚杆”联合支护技术应用研究

以中色非洲矿业有限公司下属谦比西铜矿为研究对象,针对其岩体松散破碎的特点及当前支护方式存在的问题,提出采用“机械化湿喷混凝土+树脂锚杆”联合支护技术,基于支护机理及普氏压力拱理论,进行了支护参数的优化设计.采用凿岩台车进行树脂锚杆的机械化安装,优化了支护作业流程,实现了巷道的快速掘支.应用表明:“湿喷+树脂锚杆”联合支护技术有效保证了巷道的稳定性,巷道返修率从20％降低至3％,对减少采矿综合成本具有重要意义.     

地下矿山大型机械化高效喷锚支护技术应用研究

通过对喷锚支护机理进行分析,得出喷锚支护失效的主要原因在于喷锚支护的刚度和极限变形量与围岩不匹配。针对矿区岩体松散破碎的特点及当前锚网支护方式存在的问题,开展了一系列机械化湿喷混凝土与树脂锚杆联合支护的工业性试验研究。首先,完成了聚丙烯纤维混凝土合理配比及抗压、抗拉等指标的试验,并确定了主斜坡道最佳喷层厚度为68~90 mm。其次,通过引进φ25 mm×2 400 mm树脂锚杆,采用全长锚固方式,逐步替代管缝式锚杆。实现了Boomer282双臂凿岩台车的机械化锚杆安装。两种支护方式的技术经济对比分析表明,湿喷混凝土与树脂锚杆相结合的支护形式每米支护成本相对较低、工程质量更可靠,尤其适用于松散破碎岩层中的巷道掘进支护。     

破碎矿岩巷道分区支护设计与力学分析

"湿喷混凝土+树脂锚杆"支护技术以其良好的应用效果,在井巷工程中得到了广泛应用。针对某矿山矿石围岩破碎、支护难度大的问题,应用喷射混凝土作用机理、喷射混凝土强度与围岩稳定性的力学关系等原理,结合矿山的工程地质现状,对巷道支护方案进行了设计。对于喷层厚度的计算分别应用了冲切破坏理论、黏结破坏理论、剪切破坏理论以及锚杆间荷载原理,最终得出在巷道顶板的混凝土喷层厚度不应小于54mm,巷道两帮的混凝土喷层厚度不应小于15mm。应用组合梁理论对树脂锚杆参数进行分析,结果表明锚杆长度要大于2.56m,间距小于1.53m。根据计算结果进行了巷道支护的现场应用,取得了较好的效果。     

软弱破碎岩石巷道喷锚支护参数优化及工艺研究

本文首先通过Q值与巷道支护之间的关系,初步设计巷道的加固类型为湿喷混凝土+锚杆支护形式,并确定了三类岩体的混凝土喷层厚度;对于良好岩体,喷厚20~30mm;一般岩体,喷厚50~60mm;破碎岩体,喷厚60~65mm。然后,以围岩松动圈的分类方式及支护参数的优化方法,分别确定了针对一般岩体和破碎岩体适用的最小锚杆长度——2.1m和2.6m,并综合考虑冲切破坏作用和粘结破坏作用,得到喷层厚度不低于4.71mm。通过实际施工技术参数的围岩稳定性分析,证明设计参数是符合工程要求的。在工业性试验研究的基础上,最终确定了针对软弱破碎岩石巷道的湿喷混凝土配合比和凿岩台车锚杆安装工艺。     

不良岩体条件下上向进路机械化高强度采矿技术研究

锦丰金矿矿岩破碎,易风化崩解,自稳能力差,上向进路式回采时存在掘进爆破困难,巷道成型差,采矿效率低等问题。通过综合采用大直径空孔掏槽技术、底孔护孔技术、湿喷+树脂锚杆支护技术,提高巷道掘进效率,改善支护效果。通过技术革新,实现了不良岩体条件下强掘、强支、强采、强充的高强度上向进路式机械化采矿新工艺,掘进效率达到94.5%,巷道成型率100%,采矿强度达到42.5 t/(工.班),综合技术达到国际先进水平。     

湿喷混凝土在矿山支护工程中的应用

某矿山使用大型无轨设备作业,巷道断面积较大,由于井下地质条件差,巷道支护困难.为解决此问题,引进了混凝土湿喷技术,采用以湿喷塑料纤维混凝土+锚杆为主体的机械化支护新工艺,较好的解决了巷道支护问题.     

破碎软岩巷道锚喷网支护的应用

针对伽师铜矿巷道岩体的破碎及变形破坏日趋严重等问题,通过工程调研和分析巷道的变形特征及规律,结合锚喷网支护机理和工艺,引进以高强度树脂锚杆、喷射混凝土为核心的联合支护新工艺,使巷道的变形得到了有效控制,工程实践结果表明,巷道断面两帮发生的最大位移量为16.9 mm,顶板发生的最大位移量为22.9 mm;支护成本较原支护成本降低了1193元/m,降低率达51.9%。这些结论对于实际矿山巷道的支护设计与施工具有较好指导意义。     

锚喷支护条件下膨胀岩巷道稳定性研究

采用侧限膨胀率试验对某钼矿矿岩的膨胀特性进行研究,分析了膨胀岩巷道易膨胀变形的原因,基于莫尔-库伦强度准则对轴对称膨胀岩圆巷进行弹塑性分析,提出湿喷+树脂锚杆+钢拱架支护手段,并对巷道收敛变形及周边围岩移动进行监测。研究结果表明:支护力p₁越小,膨胀力σ_s越大,则塑性区半径R₀越大,膨胀岩巷道越不稳定;湿喷+树脂锚杆+钢拱架支护能有效控制膨胀岩巷道变形并大幅降低支护成本。研究成果为同类或相近条件下的膨胀岩巷道支护设计提供了依据。     

深部破碎易风化巷道失稳机制及治理分析

针对深部破碎易风化岩体中巷道失稳破坏机制及支护加固方案开展研究。通过总结分析破碎易风化岩体中巷道失稳破坏模式,探讨巷道破坏失稳机制,提出现有支护方案的不足；通过理论分析得到适用于此类条件下巷道稳定性控制对策和支护结构参数；采用数值分析研究破碎岩体中巷道支护前后围岩位移及应力演化规律,验证优化支护方案的合理性。研究结果表明：破碎易风化巷道开挖,如不及时支护将导致岩体发育节理劣化、膨胀变形,产生拱形垮落及岩块滑塌；巷道拱顶采用Φ22mm快硬水泥锚杆、侧帮采用Φ42mm管缝锚杆且间排距1.0m、拱顶及侧帮5mm薄喷层+钢筋网为合理支护方案；数值分析围岩位移及应力演化规律验证支护方案的合理性,能保证巷道在掘进和回采时围岩稳定性,将变形及应力控制在合理范围内,满足矿山安全和正常生产需求。