易风化破碎岩体巷道机械化高效支护技术研究

锦丰金矿工程地质条件复杂,矿岩破碎,易发生垮塌、遇水泥和化风化现象,巷道支护是该矿关键技术难题.针对上述问题,该矿研发了我国黄金矿山首套基于湿喷混凝土台车为核心的湿喷支护新工艺,研制了机械化安装专用树脂锚杆及配套工具.现场工程实践表明；采用湿喷混凝土及机械化树脂锚杆支护技术,实现了对该矿易风化破碎岩体巷道的支护.湿喷混凝土直接成本与干喷混凝土相似,但湿喷混凝土平均强度比干喷混凝高45%～85%;湿喷混凝土十树脂锚杆支护替代了传统的钢网十管缝锚杆支护,巷道支护时间由原来的106min/m缩短为55min/m,综合支护成本降低30%.     

“湿喷+树脂锚杆”联合支护技术应用研究

以中色非洲矿业有限公司下属谦比西铜矿为研究对象,针对其岩体松散破碎的特点及当前支护方式存在的问题,提出采用“机械化湿喷混凝土+树脂锚杆”联合支护技术,基于支护机理及普氏压力拱理论,进行了支护参数的优化设计.采用凿岩台车进行树脂锚杆的机械化安装,优化了支护作业流程,实现了巷道的快速掘支.应用表明:“湿喷+树脂锚杆”联合支护技术有效保证了巷道的稳定性,巷道返修率从20％降低至3％,对减少采矿综合成本具有重要意义.     

湿喷混凝土工艺在金川矿区的应用

针对金川三矿区恶劣的地质条件,施工过程中采用了湿喷钢纤维混凝土与锚杆联合支护,用湿喷工艺代替干喷工艺.湿喷混凝土强度高,粉尘少,适应变形能力强,经济上也较合理.     

破碎矿岩巷道分区支护设计与力学分析

"湿喷混凝土+树脂锚杆"支护技术以其良好的应用效果,在井巷工程中得到了广泛应用。针对某矿山矿石围岩破碎、支护难度大的问题,应用喷射混凝土作用机理、喷射混凝土强度与围岩稳定性的力学关系等原理,结合矿山的工程地质现状,对巷道支护方案进行了设计。对于喷层厚度的计算分别应用了冲切破坏理论、黏结破坏理论、剪切破坏理论以及锚杆间荷载原理,最终得出在巷道顶板的混凝土喷层厚度不应小于54mm,巷道两帮的混凝土喷层厚度不应小于15mm。应用组合梁理论对树脂锚杆参数进行分析,结果表明锚杆长度要大于2.56m,间距小于1.53m。根据计算结果进行了巷道支护的现场应用,取得了较好的效果。     

湿喷混凝土在矿山支护工程中的应用

某矿山使用大型无轨设备作业,巷道断面积较大,由于井下地质条件差,巷道支护困难.为解决此问题,引进了混凝土湿喷技术,采用以湿喷塑料纤维混凝土+锚杆为主体的机械化支护新工艺,较好的解决了巷道支护问题.     

软弱破碎岩石巷道喷锚支护参数优化及工艺研究

本文首先通过Q值与巷道支护之间的关系,初步设计巷道的加固类型为湿喷混凝土+锚杆支护形式,并确定了三类岩体的混凝土喷层厚度;对于良好岩体,喷厚20~30mm;一般岩体,喷厚50~60mm;破碎岩体,喷厚60~65mm。然后,以围岩松动圈的分类方式及支护参数的优化方法,分别确定了针对一般岩体和破碎岩体适用的最小锚杆长度——2.1m和2.6m,并综合考虑冲切破坏作用和粘结破坏作用,得到喷层厚度不低于4.71mm。通过实际施工技术参数的围岩稳定性分析,证明设计参数是符合工程要求的。在工业性试验研究的基础上,最终确定了针对软弱破碎岩石巷道的湿喷混凝土配合比和凿岩台车锚杆安装工艺。     

地下矿山大型机械化高效喷锚支护技术应用研究

通过对喷锚支护机理进行分析,得出喷锚支护失效的主要原因在于喷锚支护的刚度和极限变形量与围岩不匹配。针对矿区岩体松散破碎的特点及当前锚网支护方式存在的问题,开展了一系列机械化湿喷混凝土与树脂锚杆联合支护的工业性试验研究。首先,完成了聚丙烯纤维混凝土合理配比及抗压、抗拉等指标的试验,并确定了主斜坡道最佳喷层厚度为68~90 mm。其次,通过引进φ25 mm×2 400 mm树脂锚杆,采用全长锚固方式,逐步替代管缝式锚杆。实现了Boomer282双臂凿岩台车的机械化锚杆安装。两种支护方式的技术经济对比分析表明,湿喷混凝土与树脂锚杆相结合的支护形式每米支护成本相对较低、工程质量更可靠,尤其适用于松散破碎岩层中的巷道掘进支护。     

低温环境下湿喷混凝土强度配比优化研究

湿喷射混凝土由于其良好的特性被广泛应用于地下巷道支护。针对高原地区某铜矿巷道低温环境下湿喷混凝土存在的强度问题,以灰砂比,硅灰掺量,温度,钢纤维掺量为变量,设计4因素3水平的正交试验,并以28 d的单轴抗压强度为考察指标,研究各个因素对于湿喷混凝土强度的影响。结果表明:灰砂比和硅灰掺量对湿喷混凝土的强度影响最大,其次是温度和硅灰掺量。通过试验得到适合该矿的湿喷混凝土的最佳配合比为:水泥用量450 kg/m3,纤维用量50 kg/m3,灰砂比0.22,硅灰掺量15%,最佳温度0℃。研究结果可为高寒地区低温环境湿喷混凝土技术的推广应用提供一定的指导。     

高应力破碎镍矿机械化湿喷混凝土配合比优化

针对金川镍矿矿岩破碎,地压较大,采用传统的干喷锚网支护效果不理想且巷道返修率高的问题,提出湿喷混凝土技术来改善这一局面。采用正交设计方法进行配合比试验,研究了水灰比、水泥、减水剂和砂石比（细砂与绿豆石的质量比）对湿喷混凝土工作性及力学性能的影响规律。结果表明：各因素对湿喷混凝土工作性的影响顺序为：水灰比>水泥掺量>砂石比>减水剂掺量,要保证湿喷料浆塌落度大于150 mm,其水灰比应大于0.44、水泥掺量应大于430 kg/m3、砂石比应在2~4;水泥掺量对湿喷混凝土的力学特性影响最大,其次为水灰比,砂石比与湿喷混凝土强度呈凸形关系,减水剂对湿喷混凝土的强度影响较小。引入单位价值强度系数V对不同水泥掺量湿喷混凝土的经济性进行对比,确定了最佳配合比,通过现场应用达到了较好的效果,具有较高的综合经济效益。     

锚喷支护条件下膨胀岩巷道稳定性研究

采用侧限膨胀率试验对某钼矿矿岩的膨胀特性进行研究,分析了膨胀岩巷道易膨胀变形的原因,基于莫尔-库伦强度准则对轴对称膨胀岩圆巷进行弹塑性分析,提出湿喷+树脂锚杆+钢拱架支护手段,并对巷道收敛变形及周边围岩移动进行监测。研究结果表明:支护力p₁越小,膨胀力σ_s越大,则塑性区半径R₀越大,膨胀岩巷道越不稳定;湿喷+树脂锚杆+钢拱架支护能有效控制膨胀岩巷道变形并大幅降低支护成本。研究成果为同类或相近条件下的膨胀岩巷道支护设计提供了依据。     

31采区2#回风巷掘进过断层破碎带支护技术研究

针对31采区2#回风巷掘进揭露F2断层,在断层两侧存在破碎区,巷道围岩整体性较差问题,采用超前管棚支护+喷射混凝土作为临时支护,金属网+锚杆+锚索+π型钢梁联合支护作为永久支护的方案。监测数据表明,改进方案减小了围岩的变形量,使掉矸等不再发生,提高了安全性和工效。     

孟家岗铁矿开采方案及地表铁路安全研究

根据孟家岗铁矿实际地质情况,有铁路、公路于矿区之间穿过,为最大限度地回收资源和保证上部公路的安全运行,确定了房柱法与胶结充填两种采矿方案。通过岩体宏观结构凋查分析、取样、室内岩石力学试验和工程类比,综合确定岩体及充填体力学参数;并采用有限元力学分析软件Comsol Multiphysics对2种不同的开采方案引起公路地表的沉降高度进行了数值计算,模拟计算结果表明:采用"尾砂+普通水泥+粉煤灰+水"配比方案进行胶结充填采矿法采矿时,5#、6#勘探线范围内铁路处的沉降值均小于30 mm,符合安全规程要求,不会影响地表铁路的正常运营,后期地表位移监测结果也较好地验证了尾砂胶结充填采矿方法的正确性。     

巷道钢纤维硅粉混凝土喷浆支护试验与应用

为解决普通混凝土喷浆支护浆体开裂、巷道变形严重的问题,提出采用钢纤维硅粉混凝土对其进行湿喷支护。通过试验研究钢纤维掺量与形状、硅粉掺量和减水剂掺量对混凝土抗弯强度的影响规律,得出最佳的钢纤维硅粉混凝土配比,应用于某矿的回风斜井喷浆支护。结果表明：波浪型钢纤维对混凝土抗弯强度提高能力远大于平直型钢纤维,最佳的波浪型钢纤维掺入率为1.5%,最佳的硅粉掺量为替代水泥掺量的10%,最佳减水剂掺量为0.6%。通过喷层应力监测和围岩变形观测证明了钢纤维硅粉混凝土喷浆支护控制巷道围岩的可行性.     

锚网索喷支护在深部大断面岩巷施工中的应用

结合兴安煤矿四水平中央泵房的工程实践,分析了在掘进巷道中锚网索喷支护的工程特点。工程实践表明,锚网索喷支护显著提高了围岩的强度和承载能力,有效地控制了巷道变形,是大断面岩巷施工的一种新的支护形式。     

深部采区软岩巷道联合支护方案的设计与应用

随着告成煤矿开采深度的不断增加,矿压也随之增大,软岩巷道单一的锚网喷支护或U型钢+喷浆的支护强度已经不能满足矿井的支护要求。为了有效防止25内、外环水仓以及泵房变电所掘进后出现变形、反复扩修的现象,经过反复的现场分析和理论验证,制定了深部采区软岩巷道支护方案,即U型钢支架与锚注联合支护方案。     

不良岩体条件下上向进路机械化高强度采矿技术研究

锦丰金矿矿岩破碎,易风化崩解,自稳能力差,上向进路式回采时存在掘进爆破困难,巷道成型差,采矿效率低等问题。通过综合采用大直径空孔掏槽技术、底孔护孔技术、湿喷+树脂锚杆支护技术,提高巷道掘进效率,改善支护效果。通过技术革新,实现了不良岩体条件下强掘、强支、强采、强充的高强度上向进路式机械化采矿新工艺,掘进效率达到94.5%,巷道成型率100%,采矿强度达到42.5 t/(工.班),综合技术达到国际先进水平。     

河北省李家沟公路隧道施工设计

李家沟公路隧道采用短台阶及全断面开挖 ;钢筋骨架网衬砌模注砼及初期锚喷砼支护 ,采用水泥裹砂半湿式喷砼法 ;衬砌分 2序进行 ;采用光面控制爆破。     

高效机械化湿喷混凝土技术及其在地下矿山的应用

介绍了湿喷混凝土的特点及作用机理,阐述了水泥、砂石料、硅粉、速凝剂、减水剂等各湿喷混凝土物料组分的特点、掺量、对湿喷混凝土可泵性和力学性能的影响,以及外加剂在国内外的应用现状和未来发展趋势等,分析了湿喷机和带机械手及行走系统湿喷车的各自优势、适用范围和湿喷工艺,介绍了锦丰金矿湿喷混凝土的最优配合比和湿喷工艺,并与干喷混凝土进行了技术经济对比分析。