某矿似层状顶板支护技术研究

为了确定某矿似层状顶板的支护方式，首先通过了解该矿顶板围岩的工程地质、围岩的基本特征，分析该矿似层状顶板的冒落机理，得出了似层状顶板的一般破坏模式。再将该矿的矿岩稳定性与工程实际相结合，计算合理的采场结构参数，并利用控制爆破技术，最大限度保护似层状顶板的完整性。最后通过几种不同支护方式的分析比较，结合似层状顶板在工程中的特征，确定了该矿似层状顶板的支护方式为长锚索支护。长锚索支护方式可以改变似层状顶板支护安全性结构，提高该类型顶板支护结构的整体性和承载能力。目前，这种支护方法已经在该矿逐步推广应用，同时针对目前顶板管理的现状，总结了矿山顶板管理存在的问题，制定了合理有效的顶板管理制度，提高了采矿作业的安全性。     

锡矿山锑矿围岩分级及锚喷支护实践研究

锡矿山锑矿田矿床赋存于硅化灰岩中,呈缓倾斜似层状产出,上盘不稳固,矿体与下盘稳固,应用空场法回采矿体,嗣后一次充填处理采空区的两步回采方法。以往巷道采用料石或混凝土支护,采场顶板留0.8~1.2m的矿石护顶。为了节省巷道支护费用,加快支护速度,提高采场开采回采率,根据矿床围岩的岩体结构、岩性以及开挖体的大小、几何形态、开挖方式把围岩分成五级,针对不同级别的围岩选择合适的锚喷支护类型和设计参数。生产实践表明,采用锚杆喷射混凝土支护巷道较料石支护节省40%的费用,同时提高了掘进速度;采场采用锚杆喷射混凝土支护替代矿石护顶层,可提高开采回采率5%以上。取得了较好的安全技术和经济效果。     

复杂地质条件下条带式嗣后充填采矿法多软件耦合分析

宜昌地区缓倾斜中厚破碎磷矿体采场结构参数确定、开采及充填次序选择是开采设计的难题。针对宜昌地区复杂地质条件下条带式嗣后充填开采工艺,分析了断层构造与主应力场关系,开展了岩石力学试验,基于多软件耦合建模技术,对复杂条件下的矿区地应力、采场结构进行模拟分析。通过对不同条带式采场参数及开采工艺模拟分析,得出随着采场宽度增加,应力与位移均随采场宽度增加呈近似线性增长趋势,且岩层强度逐渐减弱,围岩失稳形式主要为顶板拉伸破坏和矿柱剪切破坏。此外,采用隔2采1的开采次序,可有效提高矿柱支撑能力,且围岩在矿房回采后和充填后稳定性均显著增强。该成果可为类似矿山采场布置提供理论指导。     

大埋深组合顶板巷道围岩支护技术研究

深部采准巷道支护问题是当前煤炭资源向深部开采所必须解决的关键问题之一。而深部采准巷道顶板多为复合层状顶板,并受到较大的上覆垂直荷载和水平构造应力的联合作用。通过对复合层状顶板锚固形成的组合岩梁进行受力分析,得出梁下侧的最大拉应力计算公式。根据最大拉应力准则确定出组合岩梁的高度,进而确定锚杆的长度。根据所得结论对关中某煤矿40303工作面采准巷道复合顶板进行参数设计,结果表明,对深部巷道复合层状顶板锚固所形成的组合岩梁能有效承载较大的上覆垂直荷载和水平构造应力,采用该支护方案可有效控制复合顶板的变形,取得较好的支护效果。     

采场顶板锚索锚杆联合支护加固效果模拟分析

工程岩体质量等级为III级和IV级的采场顶板,因其岩体破坏特点和破坏程度不同,需采取不同强度的支护方案。针对不同岩体质量等级采场顶板初选的锚索锚杆联合支护技术参数,建立数值分析模型并选取若干关键位置监测点,对模拟开采过程中的变形量、应力值、塑性区范围等进行实时监测,以反应采场顶板锚索锚杆联合支护技术方案的加固效果。通过数值模拟计算对采场顶板支护前后相关监测参数对比分析,结果表明：采场顶板区域支护后拉应力值比未支护时降低约35%,支护作业最大可降低顶板位移量48.3%,支护后顶板塑性区范围明显减少。锚索锚杆联合支护可大幅提高采场顶板的安全性,较好控制顶板应力值和位移量,保障采场内作业安全。研究结果可为类似矿山采场顶板支护方案选择和加固效果评价提供指导。     

两步回采大跨度采场稳定性模拟分析及其控制

采场跨度是采场结构参数的关键指标,直接影响回采空区的安全性和生产作业技术经济指标。针对某磷矿试验盘区采用两步回采大跨度采场方案,进行一步跨度4.5 m扩大到二步9 m时采矿过程中的采场稳定性研究,采用数值模拟的方法,从大跨度采场的应力、支护体受力等方面对采场空区的地压演变及稳固性进行了分析。模拟结果表明:采用锚索支护顶板能够保证大跨度采场的安全回采。同时,为国内外类似条件下矿体的开采提供了借鉴。     

采场顶板控制理论在沿空留巷中的应用

由于沿空留巷与采场在顶板控制方面存在一定的相似性,将沿空留巷看成是一个小范围的采场,从而将采场顶板控制理论应用到了沿空留巷支护领域,研究了沿空留巷支护体的"给定变形"和"限定变形"2种工作状态。通过对沿空留巷支撑体系进行详细的力学分析,建立了支撑体系力学方程,得出了沿空留巷顶板下沉量和巷旁支护充填体压缩量,从而限定了支护体的有效作用条件。通过对工程实例进行理论验证和现场实测,证明了采场顶板控制理论在沿空留巷中应用的可行性,研究结果一定的指导意义。     

急倾斜顶板锚杆条网带控顶技术研究

留矿法采场大量放矿时,急倾斜顶板易冒落、垮塌。为维护顶板稳定,采用2～3排预应力锚杆加条网构成的锚杆条网带沿倾斜间隔一定距离全长支护采场顶板。以二里河铅锌矿为例,应用FLAC~(3D)数值模拟支护前后采场顶板的受力情况,并通过现场工程应用验证了该方法的可靠性。结果表明:锚杆条网带控顶具有减跨效应,可以借助顶板最大允许跨度公式设计锚杆条网带支护间距;在留矿法采场中,每间隔几个落矿分层支护一组锚杆条网带,可以有效地降低顶板最大拉应力及受拉区面积,现场应用证明护顶该方法可以有效控制顶板、减少冒落、降低贫化。     

极薄煤层综采面支架选型计算研究

极薄煤层开采,顶板控制十分重要,采场支护强度不仅要保证采场顶板完整,更重要的是控制顶板大量下沉,尽可能提高极薄煤层采场有效空间[1],采场支架与围岩的关系是双曲线关系,即随着支护强度的增加,顶板下沉量将减少,但支护强度增加到一定程度后,顶板的下沉量增加有限,而支护强度的增加,势必造成支架重量、厚度的增加,这又影响了极薄煤层有效空间的增加。因此,研究具体工程地质条件下支架与围岩的定量关系,确定支架限定顶板变形的程度,控制顶板的下沉量是极薄煤层综合机械化开采非常重要的课题[1-5-6]。     

缓倾斜煤层长壁工作面顶板分类方案探讨

顶板分类工作应尽可能结合近年来的矿压研究成果，在指标选取上力求科学合理，使顶板分类方案有利于指导生产实践。顶板分类指标对矿井开采设计、支护设备选择和采场顶板管理有实际参考价值，与此同时，还要充分考虑到已有方案的延续性。     

长锚索锚网联合支护在上向分层充填采场的应用

南京银茂铅锌矿业有限公司在深部开采时,上向水平分层充填采矿法采场顶板暴露面积约400～500m2,并受到较高的原岩应力作用,加之采场顶板节理裂隙发育,使得采场顶板冒落问题突出,通过采用长锚索预控顶支护技术,配合锚杆锚网联合支护,取得了较好的支护效果,有效地控制了采场顶板冒落现象,矿石回收率达到85％以上,解决了采场项板暴露面积过大带来的开采安全问题.     

采场顶板稳定性分析与锚杆支护研究

为了维护采场顶板稳定,确保采场安全生产,通过对顶板进行稳定性分析,研究采用锚杆支护作为顶板稳定性控制措施,并采用工程类比法确定了锚杆的合理参数。选用FLAC^3D数值模拟对无支护和锚杆支护两种方案进行了分析研究,模拟结果表明选取树脂锚杆支护能够减小顶板压力,控制顶板位移变形和岩体冒落。后期的现场实际观测表明,树脂锚杆在顶板稳定性支护中效果良好,能够保证采场顶板的安全稳定。     

宜昌石板滩铅锌矿成矿地质特征及找矿方向

宜昌石板滩铅锌成矿带矿体位于震旦系陡山沱组工业磷矿层的顶板,呈层状、似层状产出.据成矿地质条件分析,在黄陵背斜北翼、北东翼广泛分布的震旦系陡山沱组,不仅是区内优势矿种磷矿的含矿层位,也是铅锌矿化的重要层位,经进一步工作,有望发现铅锌矿床.     

高档普采面支护方式分析

根据益新煤矿高档普采工作面的生产实践,从几个不同方面分别对高档普采工作面的顶板支护方式进行分析探讨,提出了采煤工作面顶板冒落控制及顶板支护工艺技术的发展方向。     

某煤矿13071工作面顶板分类研究

煤矿采场直接顶分类和基本顶分级对采场支护有重要的意义。通过对某煤矿13071工作面顶板分类的研究,直接顶的类别为1b类不稳定顶板,局部为2类中等稳定性顶板;基本顶分级为Ⅱ级,基本顶来压明显。根据直接顶分类和基本顶分级来选择合适的支护设备型号及参数,控制采场围岩,防止顶板事故,保证煤矿安全生产。     

Mathews图解法和Q系统分类法在苍山铁矿采场参数优化的应用

苍山铁矿矿区内褶皱及断层较发育,部分区域矿岩较破碎,给矿山生产带来安全问题。根据苍山铁矿主要矿体地质特征,利用Mathews图解法对采场顶板和上盘稳定性进行分析,基于Q系统分级进行无支护跨度计算。在确保采场顶板稳定的前提下,计算出采场的最大无支护跨度不宜超过13 m。当采场宽度为13 m时,采场最大长度不超过80 m,可以保证采场顶板和上盘的稳定性;当采场长度小于12 m时,采场最大长度不超过100 m,可以保证采场顶板和上盘的稳定性。根据计算结果,苍山铁矿采用了采场跨度为12 m,长度不超过100 m,最大顶板暴露面积不超过1 200 m2的采场布置方式。实际验证表明,采场顶板及上盘稳定性保持较好,未发生顶板冒落现象,采场生产能力和矿石回采率得到提高。     

三软煤层采场π梁支护形式研究

本文从顶板 (岩梁 )支座 (煤壁、采场支柱 )着手 ,对三软煤层采场工况进行分析指出 :三软煤层支护的重点在机道上方的顶板 ,π型长梁反复支撑的破碎作用对本来就破碎的顶板并不重要 ;以及“π型长梁加尼龙网”支护管理是三软煤层有效的支护形式     

层状倾斜矿体矿柱稳定性特征及矿房参数优化

湖北某磷矿开采过程中矿柱浅层岩体剥落破坏特征突出,严重影响了矿柱稳定性及采场围岩安全。采用极限强度理论和数值模拟方法,结合层状矿体倾斜赋存条件,研究了矿柱埋深、矿柱尺寸、矿柱间距等因素对矿柱安全系数和稳定性的影响规律,并给出了该矿房柱法开采的指导参数。研究表明：①对于埋深变化显著的层状倾斜磷矿床而言,当采深小于500 m时,选取5 m×5 m矿柱、9 m矿柱间距的采场布置参数,可保证矿柱和矿房顶板安全,当采深超过500 m后需进行参数优化。②矿柱尺寸是决定矿柱稳定性的主要因素,却是控制矿房顶板下沉的次要因素。当采用9 m矿柱间距时,将矿柱尺寸设计为6 m×6 m可有效减小矿柱变形量。③矿柱间距是决定矿房顶板围岩稳定性和矿柱变形程度的主要因素。工程实践表明,开采深度达到500 m后,采用5 m×5 m的矿柱尺寸,并且将矿柱间距减小至7 m,可显著减小矿柱和矿房围岩变形,有效降低矿柱荷载,使其处于稳定状态。     

基于Phase2的不同跨度采场围岩稳定性及支护研究

采用Phase2对某矿区不同跨度下采场拉底巷道和凿岩巷道开挖和支护过程进行数值模拟研究,获得了各阶段采场围岩位移场、应力场和塑性区范围变化云图,并对模拟结果进行定量及定性分析,揭示了不同跨度采场围岩稳定性变化趋势。结果表明,采场跨度对围岩顶板变形量和应力值有着较大影响,及时采取合理的支护措施能有效保持围岩稳定。研究结果对类似矿山采场结构尺寸设计和地压控制具有理论指导意义。     

采场上覆岩层运动范围与顶板事故可视化研究

确保采场上覆岩层稳定是矿井安全生产的关键。只有确定了采场上覆岩层的运动情况才能进行有效的采场支护设计。运用岩石破裂渐进过程分析(RFPA^2D)系统，对某矿采场工作面上覆岩层随工作面推进的运动情况作了数值模拟，从中有效地获取了上覆岩层的运动信息，确定了上覆岩层的运动范围，为有效控制采场顶板事故、合理进行采场支护设计提供了依据。