松软(破碎)岩层巷道支护问题探析

对松软 (破碎) 岩层进行分类, 并对其围岩变形、破坏机理以及对巷道支护关系进行分析, 提出流变岩体、弹塑性变形膨胀碎胀岩体、高地应力碎胀岩体中巷道支护的方式, 对松软(破碎) 岩层巷道支护有一定参考价值。     

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。     

某铁矿破碎岩体巷道支护参数优化设计

某铁矿围岩破碎,出矿巷道和分段运输巷道容易发生顶板掉块、冒落,加之采矿生产影响,巷道支护结构容易发生失效。应用松动圈支护理论,针对破碎岩体支护设计参数进行优化,推荐采用锚网喷联合支护方式,通过选取代表性巷道进行工业试验,证明优化支护参数后,支护方式适用于破碎岩体,支护效果得到了显著提高。     

浅层破碎岩体巷道全长锚固稳定性控制

借助于修正的RMR法对首云铁矿巷道围岩进行岩体工程质量评价分级,采用理论计算与ANSYS软件模拟对巷道开挖后塑性区的形成过程和二次应力分布加以研究,得出浅层破碎围岩无支护时塑性区特性及全长锚固条件下应力分布规律;同时,依据锚杆轴力测试结果,指出在兼有软岩及硬岩双重特性的浅层破碎岩体中宜根据岩体工程质量采用长短结合的成组锚杆支护方式,并辅助喷射适当厚度混凝土层封闭围岩以实现巷道稳定性控制,首云铁矿Ⅲ矿带破碎围岩巷道支护改进的实践验证了其支护效果的优势。     

复杂地质构造区域软岩层巷道围岩控制技术研究与应用

以软岩层矿井复杂地质构造区域巷道掘进与围岩控制为工程背景,在对巷道围岩应力环境、岩体强度、围岩内部裂隙发育状况详细测定和围岩可锚性试验的基础上,提出"强力锚杆初始支护+破碎围岩注浆加固+高预应力锚索加强支护"的巷道围岩控制技术。实践表明,强力锚杆支护系统与破碎围岩注浆加固相结合的围岩控制方式,是解决复杂地质构造区域软岩层巷道围岩控制难题的有效途径。     

金川矿区深部高应力破碎岩体巷道支护技术研究及应用

针对金川矿区深部高应力破碎岩体巷道围岩变形量大、支护难、使用周期短等特点,基于以往巷道围岩变形破坏特征,从工程地质条件、地应力特征、采动影响等三个方面,分析了深部高应力破碎岩体巷道变形破坏原因。针对典型的巷道破坏特征与工程地质条件,提出了四类相应的新型支护方案,分别开展了现场工业试验;通过巷道围岩收敛变形监测,验证新型支护形式的支护效果。结果表明,新型支护形式有效地控制了深部高应力破碎岩体巷道围岩变形,实现了维护巷道围岩长期稳定的目的。     

矿井深部巷道围岩变形破坏机理及支护技术

项目研究了重庆永荣太务局矿井巷道地应力随深度变化的规律、破碎岩体中弹性波传播特性、深部巷道围岩松动圈确定及松动圈与地应力变化规律、深部开采巷道受采动影响的围岩变形规律、深部巷道围岩分类、巷道围岩控制技术及支护技术、可回收锚杆技术及应用等。     

软岩破碎巷道大刚度二次支护稳定原理

从组成岩体的宏观和微观力学性质角度出发，分析了软岩、破碎巷道实施锚网喷二次支护后仍然破坏的原因和影响因素，应用软岩巷道支护理论，提出了一次锚网喷支护和二次料石碹支护的力学模型，分析了各自的力学特点，得出了锚喷网一次支护和大刚度高强度料石碹二次支护的支护方式，破碎、软岩巷道支护稳定原理为：一次支护让压，围岩体受力达到较低变形速率下的力学平衡，充分发挥围岩承载力，大刚度二次支护，减少巷道岩体偏应力，使巷道围岩切向应力相对降低，径向应力相对升高，促进围岩应力向稳定应力状态转化，优化了软岩巷道支护参数.通过在程村矿的软岩、破碎巷道采用二次支护实践，取得了良好的支护效果.     

软弱破碎围岩高强高预紧力支护技术与应用

为了达到对软弱破碎围岩巷道的一次支护到位,从加固破碎岩体、提高支护阻力和降低围岩采动应力3方面综合研究入手,提出了以高强高预紧力锚网喷主动支护为基础,配合U型钢可缩支架的支护方式,旨在使各支护方式在承载力上优势互补,并且充分调动围岩的承载能力,使支护体系与围岩形成承载整体。基于小康矿和木城涧矿等不同地质条件下的软弱破碎围岩巷道变形破坏原因,分析了软弱破碎围岩巷道破坏特征和高强高预紧力支护技术特点。现场试验结果表明,针对不同地质条件,高强高预紧力支护技术能够通过调动深部稳定岩层的承载能力和提供较大支护阻力等手段有效控制巷道围岩的剧烈收缩,并且一定程度上降低了工作面采动应力的影响,取得了良好的支护效果和经济效益。     

破碎巷道锚网喷支护技术研究

破碎岩体巷道的支护效果关系矿山安全和支护成本,是矿业学界和业界关注和研究的重点。以某铁矿为工程背景,运用破裂区和塑性区理论对巷道围岩破碎岩体变形进行了理论分析,采用超声波仪器对破碎岩体巷道围岩松动圈范围进行了测定。在此基础上,基于松动圈理论提出了锚杆、金属网和喷射混凝土结合的组合式支护方式,并辅以长锚索补强,形成短锚成拱、长锚悬吊的支护方式。通过FLAC3D数值软件分析不同锚杆间排距下的支护效果,结果表明：0.7 m×0.8 m的锚杆支护间距不仅可减少塑性区和变形量,同时能有效缩小自稳时间,支护效果良好。     

深部破碎易风化巷道失稳机制及治理分析

针对深部破碎易风化岩体中巷道失稳破坏机制及支护加固方案开展研究。通过总结分析破碎易风化岩体中巷道失稳破坏模式,探讨巷道破坏失稳机制,提出现有支护方案的不足;通过理论分析得到适用于此类条件下巷道稳定性控制对策和支护结构参数;采用数值分析研究破碎岩体中巷道支护前后围岩位移及应力演化规律,验证优化支护方案的合理性。研究结果表明：破碎易风化巷道开挖,如不及时支护将导致岩体发育节理劣化、膨胀变形,产生拱形垮落及岩块滑塌;巷道拱顶采用Φ22mm快硬水泥锚杆、侧帮采用Φ42mm管缝锚杆且间排距1.0m、拱顶及侧帮5mm薄喷层+钢筋网为合理支护方案;数值分析围岩位移及应力演化规律验证支护方案的合理性,能保证巷道在掘进和回采时围岩稳定性,将变形及应力控制在合理范围内,满足矿山安全和正常生产需求。     

断层带破碎区巷道变形破坏规律与控制分析

介绍了袁店二矿F7大断层的发育情况,采用大型岩土三维软件FLAC3D分别对无断层岩体与有断层岩体2种情况下的巷道变形破坏规律进行了对比分析,结果表明,断层破碎区内巷道的应力卸压区范围更大,从而位移变化也较大,并根据其变形破坏规律,采用了全断面"U"型钢支护方式对巷道进行加强支护,监测结果表明,此支护方式能较好的控制断层破碎区内巷道围岩,保持了巷道围岩的稳定性。     

顶板破碎围岩巷道“锚护喷注”一体化支护技术研究

针对顶板破碎围岩巷道成型难,容易出现顶板镂空、离层及下沉等问题,对运输巷进行钻孔窥视,实测基本顶全破碎,顶板松动圈范围约5.0m;巷道变形破坏的主要因素为巷道围岩强度低、顶板破碎岩体范围大及不合理巷道支护参数;为改善巷道围岩结构,拟采用"锚护喷注"一体化支护技术,即超前注浆、巷道喷浆、加长锚索和滞后注浆相结合的围岩加固技术;通过数值模拟进行支护校验,结果表明改进后的支护方案,其巷道塑性区范围和变形量都显著减小,"锚护喷注"为一体的巷道围岩加固技术具有可行性;通过现场工业性试验,顶板和两帮的变形量及顶板离层量均较小,顶板破碎岩体得到了有效加固,围岩控制效果较好。     

松散破碎围岩变形控制与支护优化分析

针对松散破碎巷道变形大、支护困难等特点,结合江西中林矿井的具体情况,研究了松散破碎围岩的变形机理和支护方式。分析了锚注、U型钢可缩性支架、锚杆、锚喷4种基本支护方式的作用机理,提出了针对松散破碎围岩的锚索网注主动支护加U型钢联合支护方案和技术措施。实践表明:为维持松散破碎围岩的稳定性,首先必须优化和改善围岩的力学性能和受力状态,将原有被动让压支护改为主动支护,然后综合利用多种支护方式对松散破碎围岩巷道进行加强支护,才能改变松散破碎围岩巷道频繁失稳和经常返修的状态。     

强塑性破碎岩体巷道耦合支护技术与应用

巷道作为矿山的主要工程结构,其稳定性一直影响矿山经济高效开发。随着矿井开采深度和强度的不断增加,开采强扰动、软弱破碎围岩等复杂地质条件导致巷道围岩变形破坏,大范围破坏时严重影响巷道通风及运输能力,制约着矿山的安全高效生产。因此开展破碎岩体巷道耦合支护技术研究,有效控制围岩变形,实现巷道服务周期内稳定显得尤为重要。针对安徽太平铁矿矿岩节理裂隙发育、强塑性等复杂工程条件,开展矿区各中段巷道变形监测,分析巷道变形破坏特征规律,采用FLAC~(3D)有限元软件模拟不同时空条件下巷道工程的相互影响关系,形成了以预应力锚杆、钢丝网、喷射混凝土、注浆、卸压槽等相结合的耦合支护方式。开展矿山巷道现场支护试验,巷道周边未出现膨胀、破裂等破坏现象,巷道返修率极低,巷道整体支护效果良好,为矿山安全经济开采提供了技术支撑。     

深部破碎围岩条件下立体交叉巷道超前治理技术研究及应用

随着浅部煤炭开采向深部煤炭开采转变,深部高应力环境下掘进工作面立体交叉点附近巷道围岩松散破碎难以支护的工程问题,成为影响巷道快速掘进和后期使用维护的难题,考虑巷道围岩裂隙的存在,采用注浆超前治理+中空注浆锚索锚注一体化支护技术,研究结果得出：破碎岩体中,端头锚固方式容易发生脱黏失效,锚索预紧力达不到设计要求,且无法通过黏锚力控制浅部围岩,随着锚固长度增加,锚固力显著增强,对浅部破碎围岩的控制效果也越好。基于上述研究,提出破碎围岩条件下过揭发巷道注浆超前治理+中空注浆锚索锚注一体化支护技术,经工业性试验,巷道变形得到有效控制。     

岩溶破碎富水大断层巷道支护技术研究

马坑铁矿断裂构造发育,井巷工程穿越断层破碎带等不良地质地段。通过对马坑铁矿复杂水文地质条件下岩溶富水大断层中的巷道支护技术进行研究,提出了联合支护方式,即采用浇筑止浆墙注浆的方式提前将破碎岩体进行注浆,同时,联合超前管棚支护,有效提高巷道围岩的稳定性。施工结果表明,联合支护成功实现了在岩溶破碎富水大断层中掘进巷道,保证了施工质量和安全。     

破碎软岩巷道围岩松动圈测试与加固技术研究

支护的前提是要掌握巷道围岩特征,本文针对某矿三水平泵房实际地质条件及围岩变形特征,首先利用地质雷达扫描、钻孔窥视等手段得出巷道围岩松动圈发育规律,在此基础上提出破碎围岩注浆加固技术,并进行现场工业性试验。结果表明,破碎软岩巷道采用注浆加固后,浅部岩体结构得到明显改善,岩体强度大幅提高,为其它支护形式作用的有效发挥奠定了基础。     

基于压密层保护的破碎围岩掘进巷道支护技术

针对破碎围岩巷道支护成本高、易遭地压破坏等难题,以海南铁矿保秀矿区为工程背景,提出了保护巷道加密层的精细支护概念。根据钻孔探测图像显示,破碎围岩巷道自表面向岩体内部可依次分为内碎裂层、压密层、外碎裂层与原岩层,掘进爆破过程形成压密层,其内外裂隙获得扩展空间进一步发展,形成内外碎裂层,导致巷道冒顶破坏。根据这一机理,破碎围岩巷道围岩精细支护的关键在于保护加密层的稳定性和限制裂隙围岩的碎胀空间,提出了锚网喷浆+锚索适时支护形式,并在保秀矿区破碎围岩巷道进行了试验。结果表明：锚网喷浆+锚索适时支护形式,即锚网喷浆紧跟工作面支护、根据地压显现速度掘进3～5个循环锚索二次支护,能够高度适应保秀矿区破碎围岩巷道的地压破坏规律,有效保障了破碎围岩巷道的稳定性。     

煤矿极破碎顶板长短锚索支护技术应用研究

深部软岩巷道作为深部开采的主要难题之一,采用常规的支护方式往往难以取得预期的支护效果。破碎顶板巷道作为典型的软岩巷道之一,研究其合理的支护形式对我国进一步开发复杂地质条件下煤炭资源具有重要意义。以某矿11301工作面极破碎围岩为研究对象,以软弱围岩叠加拱承载体强度理论为依据,研究长短锚索支护技术在破碎顶板条件下支护效果,为破碎顶板巷道支护积累相关经验。