高应力软岩巷道围岩变形机理及支护技术研究

随着矿井采掘深度的不断增加,在开采深部巷道时巷道及工作面所承受的应力水平逐步增高,特别是软岩巷道的地压显现更加明显,巷道围岩破坏严重,深部高应力软岩巷道的支护问题越来越突出。镇城底矿为解决22213工作面回风巷在原支护参数下围岩变形量过大问题,在对泥质胶结软岩特点以及支护难点分析的基础上,对围岩支护进行重新设计。采用大变形恒阻锚索、高强锚杆对顶板支护,并增加顶板岩层锚杆（索）锚固长度,巷帮采用锚索进行补强加固。支护完成后,顶板、巷帮最大变形量分别控制在71 mm、115 mm以内,有效解决了泥质胶结软岩巷道围岩变形量过大问题,提高了围岩的稳定性,可对矿井地质条件相似的软岩巷道的支护优化设计提供参考。     

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。     

深部开采软岩巷道过应力集中带围岩控制技术研究

某矿1506巷为典型的深部开采软岩巷道,巷道掘进至575～670 m范围时穿越应力集中带,为此提出综合使用巷道表层喷浆、锚杆支护、锚索支护以及围岩注浆等相结的耦合支护方式对围岩进行控制,并依据现场条件设计围岩支护方案。采用的围岩控制技术可改善巷道软岩力学性质,提高围岩自身承载能力及稳定性,工程应用后巷道顶底板、巷帮变形较小,效果显著。     

膨胀软岩巷道支护数值模拟研究

膨胀性软岩巷道开挖后存在膨胀变形破坏严重、返修频繁、支护成本居高不下的难题。为实现巷道的安全经济使用，提出了“树脂锚杆+锚网+U型可伸缩钢拱架”的主被动相结合的联合支护方案，对不同支护参数下的围岩变形进行了数值模拟研究，计算结果表明：未支护情况下，巷道底鼓与顶板沉降最高可达125 cm，并在巷道周围形成了（0.35～0.75） MPa的压应力；数值锚杆间排距0.8 m、锚杆长度1.8 m、拱架间距0.5 m时能够很好的控制膨胀性软岩的变形，同时降低支护成本，为澜沧铅矿巷道支护提供依据，并对类似矿山提供借鉴。     

U钢管混凝土支架支护技术在金川矿山的应用

为解决金川矿区深部软岩巷道支护问题,引入了钢管混凝土支架支护技术。以金川二矿区1 000 m试验巷道为原型,在充分分析巷道工程地质条件及原支护条件下围岩的变形特征后,设计安装了现场监测设备,并利用FLAC3D数值模拟软件对比分析了3种支护条件下的巷道围岩变形情况。研究结果表明：（1）无支护条件下开挖巷道,巷道围岩最大变形量可达400 mm,围岩的顶底和两帮位移较大,巷道围岩塑性区分布范围为一个长轴半径为15 m、短轴半径为9 m的椭圆;（2）“锚网喷+U型钢拱架”联合支护条件下,巷道围岩最大位移量约为35 mm,较大位移出现在两帮处,顶、底位移受到较好的控制,巷道围岩塑性区分布较无支护条件下小很多;（3）“锚网喷+钢管混凝土支架”联合支护条件下,巷道围岩最大位移量为28.5 mm,相比于U型钢支护条件下减小约20%,围岩发生位移和塑性变形的范围也相对减小,巷道围岩更稳定;（4）通过对比数值模拟计算与现场监测结果可知,2种方法所得结果变化趋势相似,皆表现为钢管混凝土支架顶拱处的变形较稳定,数值上较两帮小,左、右两帮变形值较大,说明在1 000 m巷道所处地质条件下,钢管混凝土支架能有效地控制巷道位移,减小塑性区,但两帮处变形相对严重,应给予重点关注。     

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。     

光面爆破、喷锚支护在云南镇沅金矿井巷工程中的应用

在试验巷道中采用光面爆破及喷锚支护,喷锚支护选用水泥卷锚杆支护局部破碎围岩的支护设计,采取喷锚支护,加挂钢筋网.喷浆厚度为70 mm;锚杆为水泥卷锚杆,锚杆长度为1.8m,锚杆网度为1.0m×1.0m.传统支护与喷锚支护工艺相比,在经济效益具有非常突出的优点.     

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。     

长锚索预锚固控顶在谦比希铜矿中的应用

谦比希铜矿深部上向分层水平充填采场顶板暴露面积较大,且上盘围岩节理裂隙发育,导致顶板垮冒严重,贫化问题突出。据此提出了采场顶板长锚索预锚固控顶技术,阐述了其支护机理、支护参数及施工工艺。实际应用表明:采用长锚索预锚固控顶、配合锚杆(钢带)联合支护,能够有效控制采场顶板冒落,为类似矿山提供了借鉴意义。     

浅谈顶板预控在金属矿山井下的应用

目前在金属矿山井下采场及巷道的顶板预控多采用锚喷支护,它主要包括:锚杆支护、锚杆桁架支护、锚杆注浆、深孔锚索、喷浆以及喷浆与锚杆注浆的混合应用等。锚杆支护:它是井巷支护中的一个重大技术革命,广泛应用于矿山、铁路、国防、水电等部门的地下工程施工之中。在理论上,它突破一切旧的传统支护理论,不在认为支护就是消极地承受围岩的压力,而是积极地保持和限制岩石的位移、变型和裂隙发展,充分发挥岩体自身的支承作用,把围岩从荷载状态转化为承载状态后,变消极因素为积极因素,其作用机     

官地矿厚煤层围岩巷道支护研究

通过对巷道围岩与锚杆锚索相互作用的理论研究,详细地分析了锚索锚杆支护下巷道的变形量的控制,同时利用FLAC3D数值模拟软件针对后煤层开采中冲击矿压显现等问题对支护方案进行了优化。结果表明,改进后的锚杆+钢带+锚索支护方案能有效地增加围岩的锚固力,从而使巷道围岩更加趋于稳定,为矿井的生产提供了便利。     

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。     

破碎软岩中长锚索支护参数设计及其应用

云南某铜矿地质条件复杂,矿体和围岩均较破碎且含泥量高,需对其进行大量加固支护。综合分析后,考虑采用长锚索加固技术,对4#矿体进行围岩预支护、分层整体锚固及顶板长锚索加固。根据矿岩性质及采场结构,进行了锚索支护参数设计。试验结果表明,长锚索加固技术对于厚大破碎矿体适用性强,能有效防止围岩冒落、顶板垮塌及维护巷道完整性。矿石回收率比现用采矿方法提高近20%,矿石贫化率降低8%,经济效益显著。     

采空区锚杆支护设计原理与分析

采空区下大跨度松软煤层巷道围岩稳定性控制问题,两帮及底板的控制难度都很大,顶板的安全状况差,是煤巷锚杆支护所面临的突出难解决的课题之一,必须引起高度重视,该类巷道围岩稳定性控制技术研究具有一定的挑战性.该文针对淮南矿区采空区下破碎不稳定顶板煤巷的特征,通过对破碎不稳定顶板煤巷锚杆支护理论进行分析,采用高强度锚杆支护系统,使巷道围岩保持稳定,满足了正常生产需要.     

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.      

金属矿蚀变岩体变形特征及最佳支护时间研究

分析了巷道的暴露围岩及其变形特征,在此基础上,建立了非线性流变模型,确定了XX矿区围岩的实际监测数据和流变参数,利用这些数据进行逆分析,得到最佳二次支护时间,并提出了锚杆锚索联合支护技术。现场实践表明,该支护方法有利于巷道的长期稳定,能有效减少巷道围岩变形。     

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。     

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。     

巷道掘进过地质构造带的注浆加固技术研究

针对河南某矿30906回风巷掘进过地质构造带时,巷道围岩易出现变形、顶板易发生冒落等问题,基于回风巷的地质及工程概况,为该巷道设计了注浆加固方案,提出应用注浆锚索来加固顶板岩层、采用锚索来补强巷帮煤体,并通过喷浆来减轻空气、水等对围岩的腐蚀弱化作用。实际应用表明,综合采取相关措施后,该回风巷在过地质构造过程中,巷道顶板未出现严重冒落问题,巷道围岩也未发生严重变形,巷道顶底板的最大收敛量小于140 mm,巷帮最大收敛量小于37 mm,取得了较好的控制效果。     

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...