白象山铁矿巷道围岩稳定性分类及支护对策研究

针对白象山铁矿现有巷道围岩稳定性分类方法无法有效指导巷道支护设计的现状,基于地质雷达探测和围岩物理力学性质试验,综合采用冶金矿山锚喷支护围岩分类和围岩松动圈分类方法,制定了巷道围岩稳定综合分类表与巷道支护方案选择标准。根据白象山铁矿巷道围岩的稳定性状况,将围岩分为I到V共5类：I类围岩稳定,一般不支护或喷50～60 mm混凝土封闭围岩;V类围岩稳定性极差,采用直径20~22 mm、长度2 200~2 400 mm的螺纹钢锚杆、钢筋梯（钢筋网）以及锚索进行支护,并考虑采用型钢支架加强支护,底板铺设反底拱,实施全断面注浆加强支护。工程实践表明,以白象山铁矿巷道支护方案选择标准为依据进行巷道支护设计,针对不同巷道围岩类别选用合理的支护形式与参数,可以有效地控制巷道围岩的收敛变形,保证巷道围岩的长期安全与稳定,具有较高的工程应用价值。     

白象山铁矿“天窗”下部采场结构参数优化数值模拟研究

基于多孔介质流固耦合理论,以白象山铁矿下层局部疏干条件下的带压充填开采为原型,选取4线以北、7线以南"天窗"下部矿体的开采作为评价地质模型,建立了渗流条件下矿山"采场围岩系统"的三维数值模型。并根据正交试验设计的方法制定了不同采场跨度、进路宽度、分层开采高度和充填体类型的四因素三水平的9个采场结构参数开采模拟方案,选取顶板最大沉降量、顶板最大拉应力和顶板塑性区最大破坏高度作为评价采场顶板稳定性的指标,通过对不同方案模拟结果的分析,确定了各采场结构参数因素对顶板稳定性影响作用的大小以及合理的开采方案。     

用注浆管幕法通过大涌水断层破碎带的施工技术

介绍了白象山铁矿风井-390 m水平巷道穿过F4断层的施工技术,包括施工方案、注浆工艺与参数、注浆效果和掘进施工。该断层涌水量大,岩石破碎。注浆分两次进行,初次采用27 m长的密集钻孔、封闭式钢管帷幕注浆;为确保安全,在掘进6 m后又进行了第2次加强注浆。掘进采用"短探、短注、短掘"工艺,顺利地通过了断层带。实践证明,所采用的施工方案是成功的,对今后通过大涌水的断层破碎带施工提供了宝贵经验。     

断层突水定向造斜注浆技术的应用

通过对白象山铁矿风井-470m水平F4断层突水原因的分析,提出了定向造斜注浆综合治理技术,从而保证了矿井建设的安全。     

破碎岩层硐室连接处帷幕注浆——长锚索联合支护技术

钟九铁矿矿区水文地质条件复杂,矿床顶、底板岩性以姑山组和周冲村组为主,矿区围岩主要为Ⅳ类基岩,岩体完整性较差。该矿工程副井施工井下开拓工程中,-550 m水平水泵房硐室断面跨度大且围岩破碎,加之周边水仓爆破扰动,导致-550 m水平中央变电所与水泵房硐室连接处顶板围岩出现不同程度的开裂、变形、沉降,甚至有冒落风险。对此,融合帷幕注浆与锚索支护技术优势,提出了帷幕注浆—长锚索联合支护与加固技术,并对具体的施工技术方案进行了设计。该技术基本思路是充分利用注浆帷幕将破碎顶板胶结成一个整体,然后采用长锚索将连接处顶板固定到稳定岩层上,最后通过扩刷方式完成中央变电所与水泵房的连接。根据上述技术思路,详细讨论了不同位置的帷幕注浆与长锚索支护的关键技术参数设计,并通过数值模拟耦合分析方法,对帷幕注浆与长锚索支护效果进行了详细分析。研究表明:通过进行帷幕注浆施工,能够在连接处顶板及两帮围岩形成加固帷幕,大幅改善连接处的围岩性质,通过进一步施工长锚索支护,围岩变形和破坏可得到有效控制。所提出的联合支护技术方案及相关技术参数设计,对于类似矿山井下围岩稳定性控制有一定的参考价值。