高海拔破碎围岩排水巷道锚索支护参数优化

合理的支护形式与支护参数是确保巷道围岩稳定的关键。巨龙铜矿排水巷道Ⅳ级围岩区域采用锚杆+金属网+喷浆进行联合支护效果较差。针对巨龙铜矿Ⅳ级围岩区域支护存在的问题,在现有支护基础上增加锚索和钢拱架支护,同时增加喷浆厚度。设计了不同锚索支护参数,利用有限元数值模拟软件进行了锚索支护参数优化。结果表明：巷道围岩顶板处存在明显应力集中现象。随着锚索支护参数增加,巷道顶板处最大应力值增加。随着锚索间排距增大,巷道顶板最大位移增加,锚杆间距由1.2 m增加至2.0 m,巷道顶板位移分别为4 mm、4.38 mm、4.82 mm。锚索最优支护参数为1.6 m×2.4 m。研究结果为类似巷道锚索支护参数选取提供了理论参考。     

金川矿区深部巷道支护效果评价及参数优化研究

巷道支护问题一直是矿业工程中的难题,特别是在深部软岩巷道中,能否提供持久、有效的支护直接影响着矿山的安全生产和可持续发展。“双层网锚喷+U型钢拱架”联合支护是目前金川矿区在深部巷道支护中较常用的支护方案,为了解该方案的支护效果,在二矿区814 m分斜坡道上设立试验段,采用现场监测与数值模拟计算相结合的方法,对该试验段巷道的支护效果进行评价,并针对支护的薄弱部分提出改进措施。研究结果表明：（1）在当前支护条件下,巷道顶板和两帮围岩得到了较好的控制,但底鼓问题严重,最大位移可达110 cm;（2）针对当前支护方案的薄弱环节,提出增加锚杆长度、提高锚杆强度和增加底板支护等补强措施;（3）设计了一组参数优化方案,并对其支护效果进行了数值模拟分析,认为该优化支护方案能够有效地控制巷道围岩变形,并弥补原支护方案的缺陷。     

某铜矿深部中央运输巷道支护参数优化研究

为了解决某铜矿深部中央运输巷道变形破坏严重问题,在工程地质调查的基础上,分析了巷道的变形特征和巷道变形的原因,提出了底梁加固底板、两帮采用锚索支护,并加密钢拱架的支护方案。结合巷道的赋存条件,建立该中央运输巷道的三维数值模拟模型,分析不同支护参数情况下巷道的稳定性。计算结果表明,减小钢拱架排距比减小锚索排距对巷道的稳定性影响更大,最优的巷道支护参数为:钢拱架的排距为0.8m,锚索的排距为2.4m。现场工程应用结果表明巷道的稳定性得到有效控制,能为矿山的安全生产提供保证,也可为类似工程提供一定的借鉴。     

U钢管混凝土支架支护技术在金川矿山的应用

为解决金川矿区深部软岩巷道支护问题,引入了钢管混凝土支架支护技术。以金川二矿区1 000 m试验巷道为原型,在充分分析巷道工程地质条件及原支护条件下围岩的变形特征后,设计安装了现场监测设备,并利用FLAC3D数值模拟软件对比分析了3种支护条件下的巷道围岩变形情况。研究结果表明：（1）无支护条件下开挖巷道,巷道围岩最大变形量可达400 mm,围岩的顶底和两帮位移较大,巷道围岩塑性区分布范围为一个长轴半径为15 m、短轴半径为9 m的椭圆;（2）“锚网喷+U型钢拱架”联合支护条件下,巷道围岩最大位移量约为35 mm,较大位移出现在两帮处,顶、底位移受到较好的控制,巷道围岩塑性区分布较无支护条件下小很多;（3）“锚网喷+钢管混凝土支架”联合支护条件下,巷道围岩最大位移量为28.5 mm,相比于U型钢支护条件下减小约20%,围岩发生位移和塑性变形的范围也相对减小,巷道围岩更稳定;（4）通过对比数值模拟计算与现场监测结果可知,2种方法所得结果变化趋势相似,皆表现为钢管混凝土支架顶拱处的变形较稳定,数值上较两帮小,左、右两帮变形值较大,说明在1 000 m巷道所处地质条件下,钢管混凝土支架能有效地控制巷道位移,减小塑性区,但两帮处变形相对严重,应给予重点关注。     

基于松动圈理论的破碎岩体锚杆支护参数确定及应用

锚杆支护计算理论的选取直接影响巷道围岩支护效果。针对锦丰金矿巷道围岩破碎条件,进行巷道围岩松动圈测试;根据松动圈测试结果确定选用组合拱理论为锦丰金矿锚杆支护计算理论,计算确定锦丰金矿巷道支护参数;并进行现场支护试验,同步监测锚杆受力情况,最终确定锦丰金矿巷道支护最优参数为:锚杆间距1.2 m,锚杆排距1.2 m,锚杆长度2.4 m。工程应用结果表明:通过松动圈大小确定锚杆支护计算理论,可以使选取的支护理论更贴近矿山实际,对其他矿山的锚杆支护参数设计具有指导意义。     

煤矿开采中巷道变形影响因素的分析

软岩巷道开采过程中,巷道的变形将不利于煤矿的安全开采,针对此情况,采用数值分析的形式对影响巷道变形的地应力及支护阻力的作用进行模拟分析,研究垂直应力、侧压系数及支护阻力对巷道变形的影响规律,从而为软岩巷道开采掘进过程中的支护系统设计提供参考,提高支护系统的稳定性,保证煤矿的开采安全.     

金川二矿区深部高应力碎胀蠕变岩体巷道变形特征与支护技术研究

金川二矿区是我国大型地下有色金属矿山，该矿具有地应力高、围岩碎胀蠕变的特点，深部巷道支护是金川二矿区面临的一个严峻的问题。本文介绍了金川二矿区地应力的分布规律和深部不良围岩的工程地质分类和基本特征，总结了金川二矿区深部不良围岩巷道的变形破坏规律，评价了过去巷道多种支护方式，并介绍了金川二矿区目前深部巷道支护的新方法，即借鉴煤巷锚杆支护动态信息设计法，改变过去金川二矿区深部巷道“先让后抗，先柔后刚”的支护原则，采用煤矿系统预应力高强锚杆支护技术，提高巷道一次支护强度，有效的遏制围岩松散变形，并在有制约的条件下，容许围岩有一定的缓慢变形，使围岩应力得到一定释放。并且联合采用预应力锚索和锚注支护方式，使浆液注入岩体裂隙，配合喷锚支护，可以形成多层组合拱结构，扩大了支护结构的有效承载范围，提高了支护体结构的刚度和强度。在局部围岩不稳固地段，再辅之网钢构架支护、U型钢拱架支护和自钻式锚杆封底等形式，进一步提高巷道的整体性和承载能力支护，避免巷道的变形破坏。目前，这一新的支护方法已经在金川矿区深部巷道试验成功并开始推广应用。     

官地矿厚煤层围岩巷道支护研究

通过对巷道围岩与锚杆锚索相互作用的理论研究,详细地分析了锚索锚杆支护下巷道的变形量的控制,同时利用FLAC3D数值模拟软件针对后煤层开采中冲击矿压显现等问题对支护方案进行了优化。结果表明,改进后的锚杆+钢带+锚索支护方案能有效地增加围岩的锚固力,从而使巷道围岩更加趋于稳定,为矿井的生产提供了便利。     

深部矿井软弱质岩层巷道主动支护新技术研究

探讨软弱质围岩巷道主动支护新技术,研究高预应力锚杆、底部锚杆和延后注浆综合治理新技术措施在深部矿井巷道中的应用。深部矿井软弱质岩层巷道长期处于高应力状态,变形后修复周期较短,容易发生大流变破坏,如果已掘进的深部软岩巷道长期处于较大的变形速度下,对帮底的过度修复常常会导致支护结构的破坏,进一步加剧巷道变形。     

深部软岩巷道支护方案数值模拟研究

为确定某煤矿安全生产的巷道支护方案,以其601综采工作面顺槽开挖为背景,利用FLAC2D数值软件模拟,并对比分析了有无预应力桁架两种支护方案下巷道围岩的位移.应力和塑性区分布状态. 结果表明:采用原支护方案时,巷道顶板.两肩角及两帮等多处出现应力集中,塑性区域较大,并且巷道的变形量大,两帮的变形位移高达1 m;采用预应力桁架支护时,巷道顶板应力分布状况良好,只有两肩角及两帮深处岩体出现了应力集中,但塑性区域明显减小,巷道变形有较大改善,两帮变形位移降至0.0106 m,深部软岩巷道的损伤变形降低显著,在实际应用中取得了良好的效果,为煤巷支护设计提供了一种可行的方法.      

煤矿软岩治理技术研究

五举煤矿软岩巷道围岩应力大、遇水泥化、长期蠕变效应明显,从而引发巷道支护困难,快速底鼓,反复修复等诸多问题,严重制约了掘进效率,软岩巷道围岩支护具有多种变形力学机制的"并发症"和"综合症"。五举煤矿软岩支护施工中针对不同岩性特征采取锚网索喷、架棚、注浆改性等支护措施,探索出一条可行有效的技术方案,对其他的软岩巷道支护有一定的指导和借鉴作用。     

复杂破碎巷道支护效果分析与评价

金川集团龙首矿为高应力复杂破碎岩体,矿区岩体流变特性显著,巷道围岩变形量大,变形持续时间长;为有效控制巷道收敛变形,矿山采用了双层喷锚网支护的支护加固措施。为探究矿山当前的巷道支护效果,进行了现场锚杆应力和巷道收敛变形监测,结果表明:巷道锚杆整体托锚力较低,一般为锚杆锚固能力的6.67%～23.33%,为此提出了增强支护效果的建议措施;巷道围岩变形量呈现缓慢增加趋势,变形速率有减缓趋势,水平方向收敛大于垂直方向收敛,平均收敛速率0.09～0.19mm/d,处于减速变形阶段,巷道整体稳定状态良好,取得了相对较好的支护加固效果。     

高地应力破碎围岩巷道变形破坏特征及支护方式研究

巷道支护一直是阻碍矿山安全、高效开采的难题,特别是在深部高地应力区,如何通过合适的支护手段控制巷道的变形,已成为国内外学者们特别关注的工程问题。针对金川二矿区高地应力破碎围岩这一特殊的地质条件,采用现场调查与数值模拟计算相结合的方法,对研究区巷道变形破坏特征和8种不同支护方式效果进行了研究。结果表明:(1)研究区巷道的变形破坏模式可划分为6种,分别为偏压变形、顶板下沉、顶板开裂、底鼓、边墙开裂和片帮,其中片帮是最常见的一种破坏模式;(2)研究区巷道的变形破坏具有3个特征,分别为最大主应力主导性、大变形和显著的时间效应;(3)在支护方式中增加U钢支架、补充底部支护、增大锚杆长度及减小锚杆间排距几种方法均能不同程度地改善支护效果。其中,增加U钢支架和底部喷锚网支护效果最显著,可以减小约70%的巷道变形量和塑性区;增大锚杆长度能更好地控制巷道的变形和整体稳定性,但优化效果不显著;减小锚杆间排距有利于巷道各部位变形和塑性区的控制,密集的锚杆布置能够有效改善围岩的完整性,且降低锚杆排距的支护效果更好。该项研究成果为金川矿区以及具有相似地质条件的地下工程支护问题提供了借鉴。     

复杂应力场下膨胀性软岩巷道变形破坏机理与控制技术研究

为解决某矿软岩巷道在复杂应力场作用下大变形破坏的问题,通过室内围岩水理特性分析、现场巷道破坏形式调查以及围岩的吸水软化试验,对软岩巷道的变形破坏机理进行了深入的分析,结果表明:井下巷道破坏的动压主要来自软岩膨胀释放应力和爆破采动应力,巷压的表现形式随采矿活动的变化而改变。以围压恢复加固理论为指导,提出了锚喷网临时支护+浇灌钢纤维混凝土被动支护+预应力树脂锚杆主动补强的联合控制方案,配合壁后接顶充填和浇筑底梁等关键技术,对巷道实施了全封闭强化支护。试验巷道经过为期半年的变形监测,所采用的支护方案能够有效控制软破围岩变形。     

回采巷道煤帮锚杆支护可靠度研究

针对回采巷道支护系统中存在大量的随机性，本文采用改进的蒙特卡罗方法，根据锚杆支护回采巷道煤帮稳定的两个极限状态方程，对回采巷道煤帮锚杆支护可靠度计算进行了建模。与原始模型相比大大减少了计算量，克服了其中的不足，使计算结果更加科学。为锚杆支护参数设计提供可靠依据。     

大断面巷道软岩破碎顶板支护技术研究

软岩巷道不仅需要较大的支护成本,并且变形的问题非常严重.大断面软岩破碎顶板巷还具有跨度大、自然冒落、拱高等特点.本文对当前我国软岩巷道的现状以及对造成软岩巷道围岩变形的因素进行了分析.在某槽巷道施工研究的基础上,制定了在大断面软岩破碎顶板中合理和有效的支护技术应用方案.     

深井条件下矿山掘进巷道变形分析及控制技术研究

针对千米深井口140502运输平巷在掘进过程中矿山巷道变形严重,巷道支护效果不明显,通过地质雷达扫描系统对140502运输平巷位于不同地点的松动圈圈进行测定,在矿山巷道稳定阶段得到底板松动圈范围为5m,顶板松动圈范围为5.5m,提出了对140502运输平巷采用锚杆索进行补强支护的方式,此时矿山掘进巷道变形量明显下降,并保持稳定状态,采用支护注浆支护与锚杆索补强支护有效的控制了巷道变形,使巷道可投入使用。     

深井大断面硐室围岩稳定性控制模拟分析

为了解决深井大断面硐室围岩稳定性问题,在分析国内外大型硐室支护形式的基础之上,对谦比希铜矿东南矿体水泵房围岩的工程地质情况进行了分析,提出了"金属网+喷射混凝土+锚杆"联合支护方式,并建立数值模拟模型对其稳定性进行分析。计算结果表明,采用"金属网+喷射混凝土+锚杆"联合支护方式后,巷道的移进量及塑性区面积明显减小。现场工程应用结果表明水泵房的稳定性得到有效控制,能为矿山的安全生产提供指导,也可为类似工程提供一定的借鉴。     

回采巷道锚杆支护及其机具的应用研究

通过分析研究回采巷道锚杆支护发展过程中出现的诸多新问题，作者认为，为使锚杆支护在回采巷道中得到恰当地应用，必须对大量的新锚杆和新机具加以系列化、规范化；并在多年试验研究的基础上，就回采巷道中锚杆类型、锚杆直径和施工机具等系列化、规范化提出了一些建议。     

煤矿巷道锚杆支护材料合理化研究分析

针对王家岭煤矿18105工作面复用巷道(18105回风顺槽)受回采应力、采空区残余应力等多重作用力下巷道变形严重,传统锚杆支护不能满支护需求,采用实验室检测的方法对原有支护材料力学性能及其匹配性进行了分析,并结合锚杆锚索支护材料的发展态势以及实际生产情况,对复用巷道原支护进行优化设计。通过实际应用效果来看,优化后支护设计对多重应力下复用巷道围岩变形起到了预期控制作用,保证了施工安全。