黄山铜镍矿膨胀破碎巷道支护参数优化研究

为解决新疆哈密黄山铜镍矿巷道出现的严重片帮,垮冒等工程灾害问题,通过采用现场超声波测试方式,引用波速梯度最大数值作为松动圈范围判别准则,确定该矿山490m中段1#脉外运输巷道的围岩松动圈范围为1.8m~2.0m;结合现场踏勘、岩体质量分级及实测松动圈范围,分析得出现有支护方案不能满足支护要求。依据围岩松动圈测试结果及理论计算结果,初步确定黄山铜镍矿490m中段1#脉外运输巷道采用树脂锚杆+金属网+喷射混凝土联合支护方式,树脂锚杆长2.5m,锚杆间排据均为1.2m,喷射混凝土厚度为100mm,在此基础上,采用数值模拟方法,进行支护参数优化与现场支护方案对比,模拟结果显示,优化的支护方案可控制围岩变形,提高围岩自稳能力,具有良好的支护效果。     

逆断层影响区域破碎巷道稳定性控制对策分析

福建马坑铁矿中矿段区域矿体受到贯穿逆断层影响,近断层区域岩体稳定性较差,从而导致巷道支护难度大、多次返修等问题。针对该问题,通过采用现场超声波测试,利用波速梯度最大数值作为松动圈范围判别准则,确定该巷道的松动圈范围1.6m~1.8m;结合现场踏勘、岩体质量分级与理论计算结果,提出近断层区域巷道支护方案,即树脂锚杆+金属网+喷射混凝土+钢拱架联合支护方式,树脂锚杆长2.5 m,锚杆间排据均为1.2 m,喷射混凝土厚度为100 mm,采用数值模拟方法,进行支护参数优化方案与现场支护方案对比,模拟结果显示,优化的支护方案可控制围岩变形,提高围岩自稳能力,具有良好的支护效果。     

焦家金矿巷道围岩松动圈测试与破碎岩体支护技术

为了准确测定破碎蚀变岩体条件下巷道围岩松动圈范围,选择合理的支护方案与参数,本项目以山东黄金集团焦家金矿为依托矿山开展研究。联合采用岩体超声探测与数字全景钻孔摄像手段,获得了焦家金矿破碎岩体条件下的巷道围岩松动圈范围为1.0～1.3 m。开展焦家金矿现场岩体质量分级,基于分级结果计算破碎蚀变岩体所需支护载荷大小。计算结果表明,在破碎岩体条件下围岩所需支护载荷为51.08～76.17 kPa。依据围岩松动圈测试结果以及围岩支护载荷计算结果,初步确定焦家金矿破碎蚀变岩体应采用管缝锚杆+金属网+喷射混凝土联合支护方案,管缝锚杆长1.8 m,设计锚杆间距为1.0 m,排距为1.2 m,喷射混凝土厚度为50 mm。在此基础上,开展支护方案的现场工业试验,由巷道围岩连续收敛监测结果表明,当应用管缝锚杆+金属网+喷射混凝土联合方案支护后,巷道围岩收敛变形在6个月内不再增长,可有效保证焦家金矿巷道围岩在服务周期内的稳定性。     

基于围岩松动圈理论的锚杆支护技术研究

现有锚杆支护参数确定多依据工程类比法,支护方案的确立缺少科学理论依据。因此,通过分析围岩松动圈原理,并应用超声波探测金川Ⅲ矿1554和1220m水平运输巷道的围岩松动范围。依据围岩松动圈测试结果,确定支护参数和支护方案,并通过数值模拟进行支护效果分析。研究结果表明,超声波能够探测围岩松动范围;围岩松动圈理论指导锚杆支护参数的确定是合理可靠的。     

高海拔破碎巷道支护参数优选

巷道支护参数选择的合理性是保障巷道稳定的关键。针对高海拔破碎围岩巷道变形严重的问题,以某矿山的运输平巷为工程背景,采取现场岩体结构调查,调查巷道的变形破坏状态,采用巷道松动圈声波测试,松动圈厚度在1.2m～1.4m之间,巷道支护松动圈分类为中松动圈II类。基于上述研究,初步确定支护参数,最后用数值模拟软件对支护参数进行优化,采用喷锚网联合支护能满足要求,锚杆网度1.2m×1.2m,锚杆长度1.5m,喷射混凝土厚度10mm联合支护能满足安全要求。研究成果为该矿区巷道的支护设计提供了理论依据,也为类似工程的设计及施工提供借鉴思路。     

基于单孔声波法测试巷道围岩松动圈试验研究

为确定合理的锚杆支护参数并提高巷道围岩稳定性,利用声波测试松动圈的原理,结合山西金庄煤业5203煤巷的工程地质条件,依据围岩松动圈形成机理合理布置测试地点,采用单孔声波法对该矿围岩松动圈范围进行现场测试并进行锚杆支护参数设计,经FLAC3D数值模拟和现场工业性试验验证。该支护设计是可行的。研究结果表明:5203煤巷的松动圈范围为1.5～2.1 m,数值模拟结果中支护方案2相比方案1两帮最大位移减少了9.5%,顶板最大位移由46.2 mm减至45.6 mm;现场实用效果良好,两帮位移为30.3 mm,顶板位移为46.5 mm,现场实测与数值模拟结果基本吻合,证实单孔声波测试法能够快捷、准确测试巷道围岩松动圈范围,具有较好的工程实用性和优越性。     

基于松动圈理论的破碎软岩巷道支护研究与应用

为了解决破碎软岩巷道的支护问题,以瑞龙矿15102工作面回风巷道为工程背景,运用围岩松动圈测试仪对巷道围岩松动圈进行测定,并结合数值模拟分析结果,提出"锚杆+锚索+10~#菱形金属网+φ12 mm钢筋梁"以及掘后锚注的支护方案。同时通过对支护方案进行现场工业试验对支护后的巷道进行矿压监测。     

破碎围岩巷道锚杆支护优化研究

破碎围岩巷道支护重点是保证围岩的整体稳定性,然而现有巷道锚杆支护设计多依据工程类比法,不能适应破碎围岩巷道的支护参数确定。通过对金川Ⅲ矿1 554水平运输巷道进行超声波探测,确定了围岩松动范围,并以此确定锚杆支护参数。数值模拟研究发现,围岩松动范围能够指导锚杆支护参数的确定;依据松动圈测试结果减小锚杆长度、增加支护密度能够取得很好的支护效果,保证了围岩的整体稳定性,同时减少材料消耗、节约支护成本。     

煤矿巷道锚喷支护参数优化

结合北京长沟峪煤矿的实际情况,使用声波探测法测定巷道围岩松动圈的范围,根据巷道围岩松动圈支护理论确定长沟峪煤矿巷道围岩属于稳定围岩和较稳定围岩范畴,巷道支护采用喷混凝土支护和锚喷支护,支护设计采用悬吊理论进行。通过对锚杆类型、锚杆长度、锚杆间排距、锚固力、喷射混凝土厚度、混凝土强度等支护参数进行优化设计,选择可靠、合理的支护参数,确保支护经济、安全。     

软岩巷道围岩变形破坏规律与支护方案优化

针对清水煤矿高应力软岩巷道变形严重这一问题,通过对巷道围岩深部位移和围岩松动圈进行监测,确定巷道围岩不同深度的围岩变形特征和松动圈范围,进而对巷道支护方案进行优化。研究表明:顶板变形集中部位为1~4 m深范围,两帮变形集中部位为2~4 m深度范围,巷道围岩松动圈的范围为2.9~3 m;将原有巷道的支护方案改为长度为5 m的加长锚杆进行支护,通过数值模拟验证该方案可以有效的控制围岩变形。     

望云煤矿15101运输顺槽围岩松动圈测试分析与控制技术研究

为保障15101运输顺槽围岩的稳定,采用现场实测的方式进行围岩松动圈的测试分析,基于测试结果得出运输顺槽处的两帮松动圈范围约为1.6 m,基于工作面地质条件和围岩松动圈分析结果,确定巷道采用锚网索支护方案,采用理论分析的方式进行巷道各项支护参数的设计,在巷道掘进期间进行围岩变形分析。结果表明:巷道采用现有支护方案,掘进期间围岩变形量小,保障了围岩的稳定。     

金川二矿区深部高应力碎裂围岩巷道卸让压支护试验

随着采矿深度的增加,金川二矿区巷道失稳等问题突出,借鉴矿区浅部巷道卸让压支护经验对深部巷道进行试验,优化支护方案。以二矿区深部开采工程分斜坡延伸工程850~814 m段为试验地点,选取3种支护方案,通过巷道收敛变形监测、支护体外观观察、岩石松动圈对比等方法评价3种支护方案的效果,得出锚杆+钢筋网+钢拱架+喷射混凝土一次支护、锚杆+钢筋网+喷射混凝土二次支护的方案最优,稳定期在二次支护后6个月,其后巷道逐渐趋于失稳状态,建议在该阶段进行相应加固措施,以延长巷道的使用寿命;同时,一定数量的孔口密封空置锚杆孔对巷道围岩有一定的卸压作用。结果对二矿区深部开采巷道支护方案设计具有指导作用。     

煤矿深埋岩巷支护参数优化研究

文家坡矿1~#辅运石门是煤矿的重要运输通道,现场监测表明巷道顶板与两帮围岩变形小,两帮锚杆受力较小,巷道局部有轻微底鼓,巷道处于"强顶-强帮-弱底"状态。通过现场监测、松动圈测试以及FLAC3D软件计算,对原有支护方案进行了优化。进行了现场工业性试验,现场监测结果表明巷道两帮围岩变形量与帮部锚杆受力值有所增加,但均未超过其允许值,验证了支护优化方案的可行性。     

围岩松动圈支护理论在煤巷支护设计中的应用

根据围岩松动圈支护理论,在屯兰矿12501运输巷道内应用PHD-2型松动圈测试仪进行围岩松动圈范围测试,确定松动圈厚度值LP并进行松动圈分类。由测试结果可知,巷道围岩松动圈厚度在1.3~1.5m之间,属于中松动圈Ⅲ类一般围岩,应按照悬吊理论设计支护参数,从而确定适用于巷道地质条件的支护方案。通过对支护方案进行现场试验并监测巷道表面位移量,证明巷道变形量小,顶底板最大移近量小于26mm,两帮最大移近量小于36mm,围岩保持稳定。这表明根据围岩松动圈理论设计巷道支护方式及参数是合理可靠的,为屯兰矿巷道支护设计提供了技术参考。     

考虑采空区压实效应的矩形巷道支护设计研究及应用

为解决73上16工作面运输巷工作期间围岩变形量大难支护等问题,采用理论计算及数值模拟验证73上16工作面运输巷支护设计参数（锚杆长度3.3 m、锚索长度6.2 m）合理性。结果表明：基于巷道松动圈理论,计算出巷道顶板松动圈高度为2.9 m,两帮松动圈范围为2.1 m,锚杆及锚索长度有效穿过松动圈范围;建立了考虑采空区压实效应的数值计算模型,通过数值模拟得出了巷道围岩顶板破坏是逐步发展的过程,未发生完全破坏的细砂岩层不能阻断砂质泥岩的破坏;采用该支护参数后,巷道顶板围岩塑性区破坏面积减少,变形量得到有效控制。经现场实践后,巷道顶板、底板、左帮及右帮最大位移量分别达到69 mm、58 mm、74 mm、78 mm,且巷道在服务期间未出现大变形情况。     

深井软岩巷道围岩松动圈测试及支护技术

运用围岩松动圈支护理论,对某矿+588水平大巷新开挖的20 m软岩巷道进行了围岩松动圈测试,确定松动圈厚度在1.06~1.70 m之间,属于中松动圈一般不稳定围岩,原支护方案不能有效控制围岩稳定性,依据测试结果对原支护形式进行了优化,并通过现场工业试验对优化后的支护方案进行了验证。结果表明,该支护方案有效地控制了巷道围岩变形,确保巷道的长期稳定和安全使用。     

基于松动圈理论的巷道支护设计

为科学确定金鼎煤矿巷道掘进过程中锚杆支护参数和支护方案,采用单孔声波法对井底车场巷道不同断面进行了松动圈测试。依据围岩松动圈测试结果和松动圈支护理论,确定了支护参数和支护方案。结果表明,单孔声波法能够探测围岩松动圈范围,可据此指导巷道支护参数的确定。     

某矿膨胀岩巷道支护参数优化数值模拟与工业试验

以往对于软岩巷道的支护方案只是通过数值模拟等方法进行优化,并没有与现场工业试验相结合,无法有效的指导矿山的生产实践。因此,本文以解决云南某矿山无轨运输巷道因膨胀性花岗岩引起的工程灾害为目的,通过微观试验、超声波波速测试、锚杆拉拔力测试等方法,对膨胀岩巷道的膨胀等级、围岩松动圈及矿山原有支护效果进行判定,并运用3D-σ有限元模拟软件对9种锚杆参数方案模拟分析,结果表明：该矿山花岗岩属于强膨胀性软岩,松动圈范围在1.6～1.8m之间,并且原有支护不能满足工程实际;采用喷锚网联合支护时,锚杆长度2.1m,间、排距分别为0.9和 1.2m支护效果最好,并依据其支护方案在该巷道进行现场工业试验,发现巷道变形在施工2月左右趋于稳定,为该矿山提供的支护方案具有理论及现实意义。     

糯东煤矿副平硐返修段围岩控制技术

糯东煤矿副平硐原支护方式采用U型钢支护,但局部区域由于地质条件复杂,围岩强度低,没有达到预期的支护效果,支架扭曲变形,巷道围岩破碎、变形严重。针对糯东煤矿副平硐出现的支护问题,采用钻孔窥视仪,对副平硐严重变形段进行钻孔窥视,测定围岩松动圈范围。根据钻孔窥视结果,结合工程类比法,确定副平硐严重变形段返修支护方案为锚杆支护+金属网+U型钢联合支护+喷射混凝土支护。巷道矿压监测结果表明,巷道围岩得到了有效控制,巷道断面能够满足矿井实际安全生产需求。     

云南疆锋铁矿Ⅱ~#矿段巷道联合支护方案设计

云南疆锋铁矿Ⅱ#矿段采用阶段空场嗣后充填采矿法进行矿体开采,矿体围岩虽为较坚硬岩组,但受构造影响,岩石较破碎,围岩稳固性较差。采用声波法对巷道开挖后的围岩松动圈进行了测试,得出该矿巷道围岩松动圈深度为1.8 m。在此基础上,采用FLAC3D数值模拟方法对该矿巷道在遇到不稳固围岩采用喷锚支护时,锚杆长度、间距、排距对巷道支护稳定性的影响进行了分析,对巷道通过断层破碎带时的支护方案进行了设计,并确定出了合理的支护参数。研究表明:(1)对巷道进行喷锚网支护后,巷道围岩塑性区明显减少,最大位移量仅为4.91 cm,远小于不支护情形下巷道围岩的最大位移量(16.5 cm),不支护时巷道位移最大值区域较大且连成片,支护后巷道位移最大值区域仅零星散布于巷道两帮及顶板,并未成片出现;(2)锚杆参数中,对巷道支护稳定性影响最大的为间距,其次为排距,再次为长度,该矿巷道在通过不稳固围岩时,宜采用喷锚支护,喷射混凝土厚度为10 cm,锚杆参数最优取值为长度1.8 m、间距0.6 m、排距0.8 m;(3)该矿巷道在通过断层破碎带时,宜采用超前锚杆+钢拱架的超前支护方案,管棚长5.59 m、直径30 mm、间距0.3 m、仰角4.3°、钢拱架间距0.6 m。