大阶段嗣后充填采场围岩破坏规律及其巷道控制技术

以和睦山铁矿为工程背景,通过数值软件模拟和现场地压显现调查,分析了大阶段嗣后充填采场围岩破坏规律及周边巷道破坏失稳原因;在各分段巷道关键部位,布置了12个变形监测点和4个应力监测点,采用数显收敛计和应力计对巷道表面变形和应力变化进行了监测,总结了巷道变形破坏特征;提出了增加初次支护强度,采用锚索喷锚网和U型钢可伸缩支架联合分级支护控制措施方案。实践证明：围岩稳定性是大阶段嗣后充填法运用的关键因素;优化后支护方案有效地提高了巷道稳定性,减少了二次支护率。     

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。     

自然崩落法采场软破围岩巷道支护技术研究

针对自然崩落法采场巷道布置密集、存在时间长、采动影响大、维护难度大等特点,采用现场调研、室内试验、理论分析、井下巷道试验与变形实测等综合手段,分析软破围岩巷道变形破坏特征和支护难点。以围压恢复加固理论为指导,提出了被动和主动联合支护体系,采用增设底梁和提高充填接顶等全封闭强化支护措施。现场实施结果表明,巷道收敛量能够控制在80 mm以内,实现了对巷道围岩变形的有效控制,维护高应力环境软破围岩巷道的稳定性,为自然崩落法采矿奠定基础。     

高地应力破碎软岩巷道强化控制技术研究

为解决高地应力破碎软岩巷道长期大变形问题.针对其地质条件复杂和影响因素多变的特点,提出以高预拉力、高强度、高刚度"三高"锚杆为主体的软岩巷道强化支护控制体系,主要包括锚杆支护承载性能强化、巷道破裂围岩体强度强化和围岩承载结构强化等3个方面.该支护体系有机地将超强锚杆、锚喷技术、滞后注浆、U型钢改良及壁后充填技术结合在一起.通过数值计算,模拟了不同注浆深度及不同应力补偿水平下围岩变形情况,对比分析了不同支护形式下的巷道变形破坏,为现场施工和关键部位加强支护提供参考.     

复杂条件下巷道围岩加固技术研究

针对牛儿庄矿高应力环境下松散破碎围岩巷道存在的支护问题,采用壁后充填和锚杆锚固与注浆联合支护技术加固巷道围岩,较好地解决了巷道支护问题,取得了较好的技术经济效果.     

煤矿高浓度胶结充填开采沿空留巷技术研究

以新阳煤矿10203充填工作面为研究背景,通过理论分析和数值模拟,对垮落法和充填法开采下的采空区沿空留巷巷道矿山压力进行了对比分析,进一步探究了采空区全部充填后沿空留巷巷道的变形规律。结合高浓度胶结充填体的力学特性,设计了沿空留巷巷内基本支护、加强支护的方式,并将其运用于生产实践。井下应用表明：充填开采后的沿空留巷巷道围岩变形量较小,其变形率仅为8%左右;巷道顶板较为完整,没有发生大的冒落,且巷道煤壁无片帮现象发生;巷道内采用的锚杆、锚索、金属网、单体支柱联合支护安全可靠,支护合理。煤矿高浓度胶结充填开采沿空留巷技术工艺简单,可操作性强,采空区充填完毕后自然形成沿空巷道,而且杜绝了沿空留巷巷道常见的火灾、瓦斯等灾害,具有广阔的应用前景。     

极松软厚煤层超高巷道顶部高泡材料充填体强度确定

极松软厚煤层超高巷道采用顶部充填方式控制围岩稳定已取得了显著的技术效果,已有实践表明,顶部充填体强度对支护效果影响重大。为进一步提升该技术的综合经济效益,增加矿井焦煤产出率,提出采用高泡材料进行顶部充填,以减少材料用量和优化支护效果。通过建立超高巷道顶部充填体受力模型,得到了巷道顶部充填体水平及垂直方向的受载强度,确定了顶部充填体所需的强度及变形能;根据不同水灰比、发泡剂含量条件下高泡材料的力学特性,采用数值模拟方法确定了高泡材料的最佳配比,通过工业试验验证了支护效果。研究结果表明,巷道高度为3～6 m时,顶部充填体水平及垂直方向最大受力载荷分别为0.48 MPa和1.37 MPa;巷道高度为6 m时,顶部充填体所需变形能应大于1.17 MPa;将水灰比为3∶1、发泡剂含量为0.03%的充填体充填至巷道顶部,数值模拟及现场的巷道两帮最大位移分别为220 mm和163 mm,满足工作面安全开采要求。研究结果可为类似条件的巷道围岩控制提供借鉴。     

复杂条件下巷道围岩加固技术研究

针对牛儿庄矿高应力环境下松散破碎围岩巷道存在的支护问题，采用壁后充填和锚杆锚固与注浆联合支护技术加固巷道围岩，较好地解决了巷道支护问题，取得了较好的技术经济效果。     

复合顶板巷道破坏机理及支护技术研究

为解决煤岩互层复合顶板稳定性差、支护难度大的巷道支护问题,以某矿11-0031巷巷道支护为研究对象,根据巷道的破坏特征分析了破坏机理,在现场采用围岩控制技术改善巷道支护环境。通过现场监测,该技术解决了支护难题,提高了巷道围岩的安全性和稳定性,为矿井的支护设计提供了经验。     

程潮铁矿充填体下部崩落采场稳定性分析

程潮铁矿西区计划将矿柱回收采场由充填法转为崩落法开采,原充填采场结构复杂,造成其下方围岩应力分布不均,不利于开挖采准巷道的稳定性,故需对巷道开挖前后的围岩应力分布特征进行研究。采用室内相似模拟试验和数值模拟相结合的方法,分析了采准巷道开挖前后的围岩应力分布规律及巷道稳定性。研究表明：①由于原充填采场矿房矿柱采用间隔布置形式,导致其下方围岩应力分布紊乱,采准巷道开挖后局部存在拉应力,且应力集中现象明显;②充填采场下方围岩压应力达到崩落体下方的2倍,巷道开挖面临较高且不均匀的应力分布环境,可采取锚杆联系链技术进行支护,目前该支护方法在现场试验中已达到预期效果。研究结果对于程潮铁矿下一步开拓工程施工有一定的指导意义。     

金属矿山破碎矿岩巷道稳定性分级与支护方式选择

针对某铜矿矿岩条件复杂、巷道稳定性差异大、支护难等问题,结合矿山5个工程地质岩组的分区,采用Q系统分级法和修正BQ分级法,对该矿山巷道所通过的矿岩工程进行质量分级评价,并根据已穿凿巷道所揭露的围岩实际跨冒情况,将矿山各区出现跨冒的危险分为5级,对应为巷道的5个支护等级。根据矿山支护工艺特点及施工技术条件,针对不同的巷道支护等级,以树脂锚杆、长锚索、钢筋网以及湿喷混凝土为基础,分别形成了5类不同的支护方案。工程实践表明:巷道矿岩稳定性分级结果可靠,支护方案操作性强、支护效果好,有效提高了巷道成型率,满足了巷道生产要求,且大大降低了矿山支护成本。     

破碎围岩巷道支护研究

针对布置在构造带中的巷道其围岩通常比较破碎,采用锚喷索支护操作难度大、支护效果不理想等问题,分析研究了破碎围岩巷道支护的技术并对巷道注浆材料、设备进行选型,采用数值模拟的方法对注浆加固并支护后巷道变形进行模拟,确定了巷道支护参数。     

大倾角“三软”煤层巷道关键部位强化支护技术研究

大倾角"三软"煤层回采巷道围岩变形严重、支护难度普遍较大,为提高此类巷道的围岩控制效果,通过建立巷道围岩力学模型,对巷道顶板、两帮、底板岩层受力情况进行了系统分析,确定了围岩变形的关键部位及主要影响因素,结合复合顶板巷道不同层位组合抗弯强度变化特征,分析了巷道关键部位强化支护机理,提出了"强帮固顶、强顶护帮"的联合支护技术思路与方案。工程实践表明,大倾角"三软"煤层回采巷道在层位选择合理的情况下,通过采用关键部位强化支护技术,能有效提高巷道整体承载能力,巷道围岩变形量减少80%以上,效果显著。     

沿空留巷支护结构可靠度分析

根据沿空留巷围岩变形大且围岩力学参数具有随机性,应用工程可靠性理论,建立沿空留巷的巷帮、顶板和充填体的可靠度计算模型,得到支护结构可靠度计算公式。采用验算点法,分别计算淮南望峰岗矿512(5)工作面沿空留巷巷道煤帮、顶板与充填体的可靠度,并与目标可靠度相比,找出巷道支护薄弱环节,相应提出了增加巷道可靠度的措施。     

开拓煤业采空区下回采巷道围岩控制机理及技术研究

为保障采空区下3119工作面回采巷道围岩的稳定,基于近距离煤层采空区下回采巷道的特征,采用理论分析的方式进行巷道控制机理及控制原则的分析,基于分析结果确定支护应尽量减小顶板空顶区域面积,巷道顶板和肩部围岩控制为关键。结合巷道地质条件,确定巷道采用工字钢棚+顶板充填+锚网的支护方案,并在支护方案实施后进行效果分析。结果表明:3119工作面轨道回风巷采用现有支护方案后,顶板空顶区域得到有效充填,巷道掘进期间围岩变形量小,保障了围岩的稳定。     

程潮铁矿充填体下部崩落采场稳定性分析

程潮铁矿西区计划将矿柱回收采场由充填法转为崩落法开采，原充填采场结构复杂，造成其下方围岩应力分布不均，不利于开挖采准巷道的稳定性，故需对巷道开挖前后的围岩应力分布特征进行研究。采用室内相似模拟试验和数值模拟相结合的方法，分析了采准巷道开挖前后的围岩应力分布规律及巷道稳定性。研究表明：①由于原充填采场矿房矿柱采用间隔布置形式，导致其下方围岩应力分布紊乱，采准巷道开挖后局部存在拉应力，且应力集中现象明显；②充填采场下方围岩压应力达到崩落体下方的2倍，巷道开挖面临较高且不均匀的应力分布环境，可采取锚杆联系链技术进行支护，目前该支护方法在现场试验中已达到预期效果。研究结果对于程潮铁矿下一步开拓工程施工有一定的指导意义。     

深部破碎巷道应力演化与围岩控制技术数值模拟

为解决某金属矿深部破碎围岩巷道支护的难题,采用FLAC3D对不同支护方案下巷道围岩失稳破坏情况进行了数值模拟.分析了巷道在无支护、锚杆支护、锚喷支护和锚喷+锚索支护等不同条件下围岩的变形规律.结果表明:在不同支护条件下,巷道围岩垂直应力在距离巷道帮部约2 m?5 m处出现了"耳廓型"的压应力集中;巷道围岩水平应力呈现非...     

动压巷道棚索协调支护技术应用实践

针对普通U型钢支护存在支架强度低、支护围岩相互作用关系差以及不能适应动压巷道复杂应力环境和大变形的现状,提出了以高阻可缩重型U型钢和高强度锚索为主的棚索协调支护技术,具体包括壁后充填注浆改善支护围岩相互关系,薄弱区锚索补强提高支护结构整体稳定性以及锚注加固底板控制底鼓。结合某矿巷道具体地质条件,通过数值模拟研究了不同支护方案对动压巷道围岩变形的控制效果。观测结果表明：顶底板移近量约280 mm,两帮移近量约为260 mm,采用棚索协调支护技术能有效控制巷道围岩变形。     

港里铁矿软破围岩巷道支护方案研究

针对港里铁矿的软破围岩巷道存在的自稳性差、维护难度大的问题,对其巷道支护方案进行了研究。基于围岩与支护的相互作用,探讨了软破围岩巷道变形破坏机理和特征,确定了适用于其工程特点的支护技术。采用物理相似模拟和三维数值模拟等实验方法,对不同支护条件下,巷道围岩的应力、应变的变化规律进行了实验研究,并提出了相适合的支护方案。工程实践表明:采用该支护方案能够有效地控制巷道地压,提高巷道的抗变形能力,延长了巷道的安全稳定期。     

深部高应力巷道充填式释压刚柔耦合支护技术适用性研究

针对深部高应力巷道在卸压孔支护技术中对围岩扰动严重并且卸压变形量不易控制问题,以北京长沟裕矿为背景,综合运用理论分析与数值模拟的方法,在分析巷道矿压显现特点以及巷道大变形机理的基础上,提出了高应力巷道充填式释压刚柔耦合支护方法。对原始支护方案与充填式释压刚柔耦合支护方案进行对比分析。结果表明:充填式释压耦合支护方案较原始支护方案在围岩塑性区以及变形量方面都有较为明显改善,巷道围岩卸压变形量基本可控。