锚杆台车在复杂破碎矿岩体支护中的应用技术研究

随着科学技术的发展,矿山开采设备不断改进和创新,锚杆台车也逐渐应用于矿山支护,但是,在复杂破碎矿岩体支护中锚杆台车的推广应用一直未实现。本文基于金川二矿区破碎岩石条件,通过对锚杆结构、钎杆、钎头、树脂锚固剂以及对锚杆台车配套的安装套筒等进行系统优化和改造,实现了锚杆台车支护树脂锚固后拉拔力在15min可以达到80KN,30min可以达到100KN,提高了支护强度,提高了锚杆安装效率,提高作业人员的安全性,使得锚杆台车在复杂破碎矿岩体支护中得到了有效应用,为类似矿山充填提供借鉴。     

以尾砂为骨料的湿喷混凝土技术在锦丰金矿的应用

锦丰金矿岩体属软弱破碎岩体,井下巷道支护难度大,通过调研和试验,选择采用树脂锚杆+湿喷混凝土的支护方式。开展以尾砂为骨料的湿喷混凝土技术研究,解决了锦丰金矿在制备喷射混凝土时因人工砂质量差,混凝土性能不能满足井巷支护要求的问题。工程实践表明:以尾砂为骨料的湿喷混凝土支护可以大大降低井巷衬砌结构尺寸,增强井巷的整体性能,改善井巷的安全性。采用尾砂代替人工砂,可以最大限度地利用尾矿资源,缓解尾矿库库容压力,并减少对环境的污染和资源的浪费。     

金川矿区高应力破碎岩体条件下的巷道支护技术与工程实践

金川矿区是我国有色金属行业中特大型的地下矿山，该矿区工程地质条件复杂，岩体软弱破碎，地压大，大部分巷道处于不良岩层中，巷道支护是金川镍矿面临的一个严峻的问题。本文较系统的总结了金川矿区采用的各种巷道支护方式的支护效果，尤其是对喷锚网支护、巷道注浆加固支护、多种支护方式的联合支护技术进行了详细的阐述。并根据金川矿区多年来的工程实践经验，总结推荐出了在类似的高应力破碎岩体条件下各种井巷工程的最佳支护方式。     

卸压组合支护技术在夏甸金矿的应用

基于夏甸金矿回采巷道破碎地质条件,分析了回采巷道的破坏特征,结合卸压支护作用机理分析,提出了卸压与玻璃钢锚杆加固组合支护方案,确定了回采巷道两帮钻孔及顶板开槽的卸压方式和玻璃钢锚杆支护的参数。工业应用表明,卸压组合支护方式取得了非常好的支护效果,该支护技术可供相似地质条件下松软破碎回采巷道的支护参考借鉴。     

基于FLAC~(3D)的采场顶板稳定性分析与支护设计

为了维护采场顶板稳定性,确保采场安全生产,在前期现场调查、原岩应力测定、确定室内岩石力学参数试验数据等基础上,采用FLAC3D方法对谦比希西矿体采空区稳定性进行模拟计算和支护设计。设计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;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,用树脂锚杆支护顶板之后,顶板的竖向下沉量从未支护的88.68mm减小到29.24mm;顶板塑性区也明显减小。说明能够保证采场顶板的安全稳定。     

复采煤层破碎顶板大断面扩刷注浆加固工艺技术研究应用

针对霍州煤电集团河津杜家沟煤业有限责任公司2号煤层复采煤,2-108切巷掘进工作面受小窑采掘破坏影响,顶板破碎、锚杆（索）支护困难等问题,将该区域支护方式由原来的锚杆（索）支护变更为架棚+无机材料注浆加固联合支护。由于切巷断面较大,为了保证扩刷施工的安全,决定对切巷进行三个阶段的超前注浆加固,有效解决了复采煤层、破碎顶板、大断面扩刷技术管理难题,具有巨大经济效益和应用前景。     

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。     

基于Flac~(3D)数值模拟的软弱岩体联合支护机理研究

为解决矿山深部高应力破碎岩体巷道围岩变形严重、施工风险高、使用周期短等问题,以安徽某铁矿为例,通过现场调研、理论分析、Flac3D数值模拟及在线监测相结合的方法,针对深部-440m中段进路开挖后支护困难的问题,提出了锚网喷注联合支护技术,在探究高性能预应力锚杆、金属网、喷射混凝土及注浆补强联合作用机理的基础上,对其施工关键技术难题开展了系统研究,并通过围岩松动圈测试及围岩表面位移监测等方法对联合支护效果进行评价。研究结果表明:深部进路开挖后,顶板竖直位移为1 183.8mm,竖向应力达到15.85MPa,围岩变形破坏严重,单一支护措施无法满足安全高效采矿作业的要求,锚网喷注联合支护技术将锚杆、金属网、喷射混凝土、注浆等多种支护手段充分结合,形成复合支护结构,扩大了支护体系的承载范围,锚喷网注联合支护作用下的围岩松动圈面积仅为原来的48.8%,围岩顶板竖向位移为385.6mm,与原顶板竖向位移相比降低了66.1%,围岩稳定性显著提高,是使深部软弱围岩形成长期稳定整体的有效手段。     

软破岩体底部结构支护模拟试验研究

针对软破岩体采场底部结构在开采过程中遇到的地压显现问题,利用Midas和Flac3D建立相似模拟模型,并计算顶底板位移和塑性区体积大小,对比分析多种支护方案,发现管缝锚杆+喷浆支护的位移控制效果最好,树脂锚杆在综合控制巷道稳定性方面效果最好,但基本上不能控制巷道位移。     

九顶山铜钼矿软岩巷道锚喷网支护研究

针对九顶山铜钼矿矿体松散破碎、自稳能力差及需大量支护等特点,优选锚喷网支护方式对岩体进行加固;确定了树脂锚杆、基于32.5级普通硅酸盐水泥所制混凝土与Q235钢筋网联合支护巷道;设计了锚喷网支护形式并规定了施工工艺技术,并在五中段二盘二穿2P213测点附近进行了工业试验;为检测支护效果,进行了巷道收敛变形监测,前60天,巷道变形由约7mm加速降低至约3mm;60天后巷道变形趋缓,并在100天后逐渐降低至0.1mm并保持基本不变;水平收敛值大于顶板;结果表明:锚喷网支护能够有效控制巷道移动变形,提高岩体整体性及稳定性,增强井下工人安全性。     

巷道锚喷支护数值模拟研究

在对大冶铁矿尖林山-60 m水平现场工程地质调查、室内矿岩物理力学特性试验的基础上,运用FLAC 3D有限差分软件对由工程类比法确定并且正在应用的锚喷参数进行数值模拟研究。通过比较分析不同支护方式的数值计算结果表明,喷锚联合支护方式优于单独的锚杆支护和喷射混凝土支护,更适于在矿岩接触带软弱夹层地段支护。     

破碎岩体巷道非对称破坏与变形规律定量预计与评价

在综合分析区域地质(震)特征、岩体空间变异性特征、开采技术条件和支护模式的基础上,利用FLAC^3D程序,定量评价了破碎岩体巷道非对称破坏与变形特征.与现场监测对比分析表明,顶部破碎岩层深度、劣化后的岩体强度以及支护模式的合理性等对巷道岩体破坏的影响比较显著,锚杆(索)将破碎岩体与深层稳定岩体承接起来共同控制结构稳定性,从而进一步验证了计算模型的正确性和可行性.工程实践表明,加固后完整稳定顶部岩体与两帮煤体共同控制了非对称载荷作用和煤壁力学强度的劣化,减少了非对称变形、煤壁挤压及滑落失稳,进而有效遏制冒顶的发生.     

沂南金矿不稳固围岩锚网支护实践

针对沂南金矿金场矿区现有支护形式及其围岩破坏情况进行现场地质调查发现,该矿区不稳固岩体的主要特征是岩体结构碎裂,巷道变形破坏主要受岩体结构面控制,地压显现形式主要表现为巷道底臌、顶板层状剥落、钢支护及锚杆支护失效等。为有效控制不良巷道围岩的稳定,设计采用树脂锚杆和金属网联合高强预应力锚网支护,现场试验及数值模拟结果表明此种支护技术应用效果良好,已经在沂南金矿逐步推广应用。     

高应力破碎围岩大断面巷道联合支护技术

以高应力破碎围岩巷道锚杆支护失效原理为基础,针对巷道破坏的特点,通过理论分析,提出采用主动支护与被动支护联合支护技术来解决高应力破碎围岩巷道问题.结果表明,联合支护技术可以大大提高浅深部围岩的承载能力,满足高应力破碎围岩巷道的长期稳定性,降低采矿巷道的维护成本.     

深井大断面硐室稳定性控制技术研究

为了解决某铜矿深井大断面配电硐室稳定性问题,通过在现场对配电硐室的工程地质情况进行调查,结合配电硐室的服务年限及用途,提出了"喷射混凝土+钢网+锚杆+长锚索"的联合支护方案,运用有限差分软件FLAC-3D建立配电硐室三维数值计算模型,模拟其开挖和支护过程。数值模拟计算结果表明,采用"喷射混凝土+钢网+锚杆+长锚索"的联合支护方案后,配电硐室的塑性区面积明显减小,应力得到释放,围岩的稳定性得到有效控制,可为某铜矿大型配电硐室进行支护提供一定的指导,对其它类似工程具有一定的借鉴意义。     

复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用

为了解决复杂地形条件下巷道支护工作量大、效率低、安全性差的难题,提出了一种新的煤矿井下掘进支护技术,其采用了锚杆+锚索+锚网联合支护及“二合一”的方案,实现了复杂地形条件下煤矿掘进支护安全性的提升,根据实际应用表明新的掘进支护方案能将井下支护效率提升22.6％,将巷道围岩变形量降低76.2％,显著提升巷道掘进效率和安全...     

回采巷道锚杆锚索联合支护作用数值分析

针对锚杆锚索合理性问题,本文通过数值模拟软件对锚杆锚索联合支护方案的可行性进行研究,并通过对不同工况下巷道顶板底板及巷道两帮变形量进行分析,给出了锚杆锚索联合支护方案的效果验证,为后续锚杆锚索联合支护作出一定的借鉴,为矿山安全作出一定的贡献。     

近距离煤层坚硬顶板巷道围岩支护技术实践

针对13号煤层开采过程中遇到的坚硬顶板巷道围岩支护难题,运用钻孔窥视技术和水力压裂法顶板岩性和围岩力学强度进行测试分析,结合现场数据和理论计算,确定了锚杆+钢带+锚索补强的巷道联合支护方式和支护参数,并以巷道表面位移和顶板离层值为主要监测指标,对该联合支护方式的有效性效果进行验证。实践应用效果检验,支护效果显著,具有良好的推广应用价值。     

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。     

双层锚网联合支护在巷道掘进中的应用

鲁中冶金矿业集团公司小官庄铁矿为接触交代夕卡岩型矿床,根据矿岩接触代内巷道围岩力学性质以及巷道破坏形式,采取双层锚网联合中长锚杆一次性喷浆支护,密集型的锚杆和双层钢筋网与破碎的围岩形成了一个高强度的支护层,有效维护了巷道,高效回采了破碎带中的矿石。