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。     

锚索支护技术在锦丰金矿巷道交岔口的应用

锦丰金矿岩体整体破碎,节理裂隙发育,采用机械化上向进路胶结充填采矿法开采,井巷工程较多,巷道断面较大,巷道交岔口处暴露面积较大。针对其巷道交岔口等大尺寸工程结构的顶板和犄角处常发生浆皮开裂和垮塌冒落等的支护问题,提出了锚索支护技术,有效提高了支护强度,解决了巷道交岔口处岩体因开挖失稳的难题,长期未发生开裂和变形现象,维持了岩体稳定性,保证了安全高效生产。对类似矿岩条件矿山巷道交岔口锚索支护具有一定的指导意义。     

软破围岩巷道关键支护技术优化及应用

贵州省某矿山矿体属典型的软破岩体,其巷道支护的稳定性一直是困扰矿山安全生产的难题。通过现场调查巷道围岩的破坏形式,分析其破坏机理及矿山现有支护形式存在的问题,提出针对软破围岩支护的锚喷网+筑墙护壁+钢筋条带的新型联合支护形式,并通过现场试验验证支护效果。现场应用取得了明显的效果,不仅解决了地下矿软破围岩巷道支护的问题,大大降低了支护成本,提高了生产安全性,也为类似工程岩体支护提供了参考。     

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。     

基于Q系统的某铜矿巷道分级支护技术及工程应用

合理的支护方式是控制巷道稳定和变形的重要手段之一,而工程岩体质量评价是确定合理支护方案的重要依据.针对某铜矿存在的支护方式单一、支护效率低、支护成本较高的问题,采用Q系统和RMR法对该矿山4个工程岩组进行了岩体质量分级.基于Q系统支护图,并结合矿山支护工艺、施工条件等因素,制定和优化了分级支护方案及支护参数;利用RMR...     

基于岩体分级的内蒙古黑牛王矿山支护设计理论研究

内蒙古黑牛王铅锌矿地压显现明显,矿体松散破碎,开采损失贫化大.在采动作用下常出现局部冒落,严重影响了矿山的安全生产.为维护巷道的稳定性,通过对黑牛王铅锌矿的现场工程地质调查,结合室内岩石力学实验,基于Q、RM R、GSI分级对矿区岩体进行质量评价,并通过理论分析,在岩体质量分级结果的基础上提出采用分类支护方法.围岩较稳...     

大断面巷道支护参数的研究与应用

在大断面巷道掘进中,顶板管理显得尤为重要,特别是矿岩稳固性较差地段,不仅影响大断面巷道的使用年限也为矿山生产埋下安全隐患。为安全、高效的在松散破碎岩体和风化岩体中掘进大断面巷道,在点荷载试验成果的基础上进行了3D-σ数值模拟和现场松动圈测定,确定了最终的支护方案。通过工业试验验证了所提出支护方案的合理性并得到推广和应用,为我矿大断面巷道的快速掘进提供技术支撑和安全保障。     

斗南锰矿井巷掘进与支护实践

巷道是矿山建设的基础组成部分,而掘进和支护是巷道施工必不可缺的两个步骤,做好矿山巷道掘进和支护工作显得尤为重要。本文介绍了云南文山斗南锰矿矿区地质概况及开拓方法,全面回顾了近几年斗南锰矿井巷掘进与支护技术的发展,阐述了矿山的平巷掘进、人行溜矿井掘进及喷锚支护技术。针对斗南锰矿平巷掘进过程中十分破碎的松软岩体,采用“超前支护、短进尺、弱爆破、强支护”综合技术,在实际应用中取得较好的效果。在此基础上对矿山掘进和支护的未来进行了展望。     

金川镍矿井巷工程支护技术评价与展望

金川矿区岩石力学与巷道支护技术的研究，为金川矿山的安全生产、稳产高产做出了积极的贡献。随着金川矿山步入深井开采步伐的加快和受大面积多中段连续开采的采动影响，深部巷道围岩表现出明显的碎胀蠕变特性，巷道工程的稳定与支护问题逐步成为制约矿山安全生产的主要难题之一。本文通过金川巷道支护技术发展的分析与评价，指出了金川矿区深部巷道支护技术的对策。     

轻质吸能材料在地下矿山巷道让压支护中的数值模拟研究

在深部黄金资源开发过程中，复杂破碎围岩巷道支护是矿山亟须解决的问题之一。目前矿山多使用钢拱架背木联合支护形式，但木材可燃易腐蚀的特点，不适用于井下永久支护。基于数值模拟研究，提出采用具有轻质吸能特点的新型支护材料作为衬砌，在巷道支护中取代背木的作用。理论分析结果表明，新型轻质吸能类材料具有明显的吸能、让压效果，较为适用于复杂破碎巷道让压支护体系。     

急倾斜矿体矿房安全跨度与自稳时间研究

新疆拜什塔木铜矿矿体破碎,节理裂隙较为发育,由于其自身原因与采矿方法技术参数运用不当,造成矿山生产过程中矿房垮塌,巷道变形严重等问题;为解决此种问题,在现场展开了工程地质调查;通过结构面产状调查与岩体取芯测RQD,结合矿房安全跨度理论得出该矿体的安全跨度约为4m;通过RMR岩体评价得出其值为43,岩体质量为一般,采用目前的采矿方案与技术参数,采空区稳定时间为1~3d,难以保证矿石回采率与出矿安全性,故应对现有采矿方法进行优化。     

破碎区段管缝式锚杆支护应用研究

管缝式锚杆作为一种支护方式,因具有岩体类型适应性强、及时施加主动预应力以及安装效率高等诸多优点而广泛应用于我国采矿地下工程支护的实践中。结合焦家金矿寺庄矿区生产实际,从RMR岩体质量分级和弹性力学观点出发,分析了管缝式锚杆径向和轴向应力状态。介绍了寺庄矿区推广使用管缝式锚杆进行围岩主动支护情况,实践表明,管缝式锚杆对于岩金矿床岩体具有良好的锚固支护效果,可为同类型相似矿山提供借鉴。     

金岭金矿东沟矿区井下支护技术研究及应用

针对久盛公司金岭金矿东沟矿区岩石破碎、掘进巷道困难、制约工程进度的状况,在探矿巷道进行了支护技术试验。介绍了支护类型选择及锚喷参数的确定,表述了锚杆的安装过程和注意事项以及工程应用效果。通过支护技术的试验和应用,积累了井下掘进工程锚网喷支护技术宝贵的经验,对本矿区其他地段不同类型岩石锚网喷支护具有较强的指导意义。     

山东焦家金矿床工程岩体稳定性分类研究

在矿山开采中常因不良岩体失稳造成很大的损失,因此,在施工前迫切需要对岩体稳定性进行合理的评价研究。本次研究结合焦家金矿的工程地质条件,根据矿区节理裂隙调查统计的结果,在矿区工程地质、节理裂隙素描统计岩石力学性质实验的基础上,采用现场调查统计分析、室内岩石力学试验、不同分类方法组成的岩石综合分级评价法及非线性有限元数值分析相结合的方法,对节理裂隙与地下巷道围岩稳定性的关系进行深入的探讨与研究,针对各区域不同安全等级顶板岩层情况,确定相应的开采技术方案,并对节理裂隙与地下巷道围岩稳定性的关系进行深入探讨。     

基于CRITIC-CW法的地下矿岩体质量评价

岩体质量评价结果是地下矿各类工程的重要基础数据。针对影响岩体质量的因素众多,且各因素间模糊性显著的特点,为更准确地评价地下矿岩体质量,提出了一种可定量分析影响岩体质量各因素间模糊性的CRITIC-CW法。选取了岩石质量指标RQD、岩石单轴饱和抗压强度RW、岩体完整性系数Kv、结构面强度系数Kf和地下水渗水量ω共5个指标用于评价地下矿岩体质量。收集了国内外20组岩体质量评价的样本数据,采用CRITIC法计算样本数据的离散性和内在联系,获得了评价指标的权重。采用CRITIC-CW法对20组岩体质量评价样本进行评价,结果误判仅为一例,表明CRITIC-CW法具有较高的准确性和可靠性。采用CRITIC-CW法对三山岛金矿新立矿区部分采场的岩体质量进行评价,结果表明:所评价采场的岩体质量主要为Ⅲ级和Ⅳ级,岩体质量较差,依据岩体质量评价结果,对评价等级为Ⅳ级的采场及周边工程加强支护后,矿区冒落现象显著减少。     

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.      

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。     

基于三维激光扫描点云数据的地下巷道岩体结构面识别及稳定性分析

巷道围岩中发育的结构面对巷道稳定性有很大的影响,开展地下巷道的工程地质调查,精确获取地下巷道围岩结构面信息是巷道稳定性分析的关键。以云南大红山铁矿775 m 中段运输巷道为研究对象,采用三维激光扫描仪获取围岩结构面点云数据,并利用点云数据处理软件进行误差处理、坐标校正、结构面数据提取、点云拼接和过滤抽稀等内业数据处理工作,基于处理结果开展了统计分析;利用离散元软件3DEC建立了离散结构网络模型与地下巷道合成岩体模型,并对该巷道在自重及爆破振动作用下的失稳概率进行了数值模拟。结果表明：三维激光扫描技术可较好地获取巷道围岩的结构面信息,结合离散块体单元计算软件对巷道岩石块体的稳定性进行进一步分析,所分析区域的围岩自稳能力较好,但在爆破振动影响下失稳概率大幅增加,研究结果可为巷道的支护设计提供理论指导。     

海底倾斜矿体开采沉陷预测研究

三山岛金矿新立矿区是我国唯一一座海底金属矿山,其对开采技术的要求较高,海下开采遇到了严重的安全问题,其中海底移动变形对采矿安全造成重大威胁。金属矿开采所引起的覆岩移动和变形是一个复杂的力学问题,掌握采空区覆岩体采动岩体移动规律和实现对覆岩沉陷的有效预测是新立矿区亟待解决的重要课题。通过对新立矿区井下55线各中段石门巷道顶板位移进行监测,得到了充填法开采倾斜金属矿体的覆岩移动和变形特征。在此基础上,提出了倾斜金属矿体充填采矿法引发覆岩内部移动和变形的悬臂梁机制。最后,通过分析顶板位移监测数据和位移曲线特征,提出了倾斜矿体充填法开采覆岩沉陷预测的轮廓函数方法。该方法由几个指数函数组成,采用该方法得到的沉陷预测曲线与实测结果十分接近,预测准确率都在85%以上。该研究结果对海底矿山的安全生产具有重要的指导意义。