联合支护在围岩破碎凿岩硐室中的应用

中关铁矿矿岩变化较大,夹层弱面较多,矿岩节理较发育破碎。为满足中关铁矿破碎凿岩硐室安全施工且成型稳定,确保在矿房回采过程中不会出现冒顶、塌方、片帮,达到安全回采的要求,采用凿岩硐室留条形矿柱、锚网喷+长锚索、矿房边界注浆联合支护方式,条形矿柱宽3 m,长锚索长15 m,锚杆长2.4 m,喷浆支护厚100 mm。通过联合支护,破碎凿岩硐室成型稳定,6个月内未出现任何破坏现象。中关铁矿在围岩破碎凿岩硐室中采用联合支护技术上可行,安全上可靠,经济上合理,具有较好的推广应用前景。     

综放回采巷道锚杆锚索互补协同支护技术研究

以某矿综采放顶煤工作面运输巷道的支护为研究对象,采用理论分析、数值模拟分析综合性研究方法,对锚杆锚索之间的互补协同性进行研究,并在此基础上,提出该矿同一水平回采巷道的优化支护参数。研究结果表明:当顶锚杆长度为2.4 m、间排距为1 m×1 m、预紧力为60 k N、锚索长度为7.3 m、间排距为2 m×3 m、预紧力为150 k N时,锚杆锚索具有最好的互补协同性,此时也具有最好的支护效果。     

高中段大面积矿房底柱回收护顶层留设研究

针对高中段大面积矿房底柱回收时上覆充填体控制要求,建立了进路回采工作面顶板力学状态模型,应用有限差分模拟软件FLAC3D,计算了不同矿柱和进路宽度留设时矿体的稳定性,论证了采用超前注浆上向进路连续回采采矿法回采底柱的可行性,提出了底柱回采前的一系列安全技术措施：超前注浆造顶、打长锚索加强支护、留设护顶层。在此护顶层控制下,上覆充填体的下沉得到了有效控制,使底柱得以安全回收。     

高应力破碎大断面硐室掘进与联合支护技术研究与实践

为确保中关铁矿阶段空场嗣后充填采矿法大断面凿岩硐室的掘进及支护安全,针对硐室断面大、地应力高、围岩破碎等特点,研究并采用"硐室联络道+导硐+扩刷+条形矿柱"一次掘进和"锚网喷+长锚索"联合支护技术。凿岩硐室联络道及导硐施工过程采用临时支护,导硐全长贯通施工后组织后退扩刷,条形矿柱旁采用光面爆破确保成型质量,结合围岩松动圈理论并参考国内外同类矿山大断面硐室掘支的施工经验,确定锚索支护参数,锚网喷支护完成后组织锚索预控顶联合支护。实践表明:该技术施工安全性高,凿岩硐室成型及稳定性好,可为类似地质条件矿山提供借鉴与参考。     

夏甸金矿上向水平分层充填法结构参数优化的数值模拟

夏甸金矿-692 m水平以上采用点柱式上向水平分层充填法进行回采,在回采时矿房宽6 m,矿柱宽度为2 m,2 m的矿柱不回收,造成了较为严重的矿量损失。因此,对夏甸金矿-692 m水平以下的采场采用的采矿方法进行优化,采用了上向水平分层充填法进行回采。基于FLAC^3D数值模拟软件对采场结构参数优化,通过模拟不同矿房矿柱的宽度方案,观察不同方案采场中的应力、塑性区情况来确定最佳的矿房宽度和矿柱宽度。研究发现：当矿柱宽度为4 m时,其矿柱中岩体塑性变形程度低,矿柱完整性好,安全程度高,矿房宽度为5 m时,塑性区面积最小,塑性变形最弱。因此,选择矿柱宽度为4 m,矿房宽度为5 m是最佳的结构参数。     

深部破碎带矿体顶板冒落防治技术

为解决康家湾深部破碎带矿体顶板冒落问题,实现矿体安全回采.通过矿岩室内力学性质实验、控顶措施的比较研究和数值模拟,测定了矿岩的力学参数,对顶板冒落的现象和原因进行了分类和分析,就几种常用的控顶措施进行了比较研究,并对采场结构参数进行了多方案比较和分析.研究表明,顶板冒落可分为地质构造因素造成的冒落、应力集中造成的冒落和设计回采过程中的潜在问题造成的冒落三类;预留矿柱、锚杆支护、人工假顶和切顶等措施都不是很有效的方法.预留护顶层是相对较好的控项措施,可以更好地控制破碎顶板的运动,能有效保证采场的安全;较合适的结构参数为8 m×4 m(跨度×高度).     

宏泰煤矿回采巷道支护方案优化的FLAC~(3D)数值模拟分析

宏泰煤矿26B~#煤层回采巷道原采用的支护方案为顶板布置2排φ18 mm螺纹钢锚杆,锚杆长度为1.6 m,间排距为1 m,巷道底板和两帮不支护。经现场调查分析,在矿山压力作用下,巷道顶板上方出现了裂隙和离层现象,并且巷道顶底板移近量明显。为确保巷道稳定,对原支护方案进行了优化,即对巷道顶板较完整的区域采用螺纹钢锚杆进行支护,对顶板较破碎的区域采用锚索支护。为有效确定巷道顶板锚杆、锚索的布置形式及相关支护参数,采用FLAC~(3D)软件构建了数值模型,分别进行了围岩位移场、围岩应力场以及围岩塑性区的数值模拟分析。结合数值模拟结果确定的优化支护方案为:巷道顶板布置3排锚杆,锚杆长度1.8 m,间排距为0.8 m;当巷道顶板较破碎时,顶板布置2排锚杆和1排锚索,锚杆锚索的间排距均为0.8 m,锚索长度视巷道围岩稳定性情况而定。该方案可供类似矿山回采巷道有效支护提供可靠依据。     

毛坪铅锌矿下向水平分层充填体布筋优化研究

毛坪铅锌矿使用下向水平分层六角形进路充填采矿法对遗留的水平矿柱进行回采,为提高充填体强度保障回采工作安全,提出了1种素充填体和3种加筋充填体共4种充填体方案。采用FLAC3D软件从最大主应力、最小主应力和Z方向位移3个方面对六角形进路回采进行了数值计算分析,在明确了充填体加筋的必要性的同时,优选出方案2为最优方案,即六角形进路结构规格为3 m×5 m×5 m,主筋网度为1000 mm×1000 mm,副筋网度为(300～350) mm×(300～350)mm。依照方案2的布筋方案进行了现场施工后,通过观察发现充填体无垮塌、无掉落,充填体安全可靠,此布筋方案可为同类型矿山回采水平矿柱设计充填体时提供参考依据。     

机械化水平分层充填采矿法在新桥矿业公司的应用

新桥矿业有限公司采用凿岩台车、铲运机、顶板服务台车配套的机械化水平分层充填采矿法,两步骤回采,矿柱宽度10 m,矿房宽度12 m,最大控顶高度5 m,分层回采高度3.2 m.首先回采矿柱,胶结充填后,形成人工矿柱,在人工矿柱保护下,第二步回采矿房,进行非胶结充填.所采用的采准、切割及回采工艺合理,经济技术指标先进,可供类似条件矿山借鉴.     

深部双翼开采下大巷维护技术实践

合理的巷道支护方式对煤炭资源回采起到至关重要的作用。为满足黄陵二号煤矿深部双翼开采条件下,急需大巷加固、后续巷道维护的需要,开展了大巷维护技术实践。通过地质调查、围岩力学参数分析深部高应力和双翼采动的双重影响,结合原巷道支护强度低、巷道稳定性差,得出巷道顶、帮位移量达到5 m左右。在此基础上,针对开拓巷道不同位置,提出双翼开采范围内进行架棚-砌墙支护的支护模式,以及七联巷及延伸巷道采用锚杆+锚索+挂网+喷浆的加强支护模式,且均明确了巷道支护的施工参数。现场实测表明,巷道的2种支护方案下顶板及两帮位移量均降至3 mm以内,达到了良好的支护效果。     

预掘通道切顶卸压安全快速回撤技术及应用

范家村煤矿2119综采工作面顶板破碎,严重影响工作面掘进回撤通道期间的支护质量和回采结束后支架的回撤速度。以2119综采工作面为工程背景,介绍了在破碎顶板条件下,采用恒阻让压锚索支护技术和顶板预裂技术,改善了支架回撤过程中预留回撤通道顶板的安全状况和工作条件,并确定了恒阻让压锚索支护长度11.3m,切顶高度为11m,切顶角度为20°,双向预裂切顶“3+3+2+2+2+1”式装药爆破|最后通过现场监测表明,回撤通道在工作面回撤过程中顶底板移近量为445mm,恒阻让压锚索应力值最终稳定在288kN,回撤通道变形较小,未出现压架事故,实现了综采工作面支架安全快速顺利回撤,为其他类似地质条件下预留回撤通道工作面支架安全快速回撤提供了一定的参考。     

张家洼铁矿崩落转充填采矿工艺及结构参数研究

随着绿色矿山理念的发展,崩落法矿山逐渐向充填法转型,隔离矿柱厚度和矿房参数对崩落转充填 后采场整体稳定性具有重要影响。针对张家洼铁矿无底柱分段崩落法转充填法问题,通过理论计算对隔离矿柱位 移进行求解获得保证下部充填采场稳定的隔离矿柱安全厚度。同时,利用 FLAC3D软件对不同矿房跨度和充填工 艺回采过程中的采场稳定性进行分析评价,确定最优采矿工艺和结构参数。研究表明：①12.5 m 厚隔离矿柱能够 满足过渡阶段采场稳定性;②15 m 矿房跨度顶板拉应力集中较大,且顶板位移显著增大,为了确保回采安全,优先 采用 10 m 矿房跨度,在顶板条件好的区域可以考虑采用 12 m 跨度;③采用 3 MPa、4 MPa 和 5 MPa 强度的人工假顶 均可保证下中段开采过程中采场稳定,因此可将 3 MPa 作为人工假顶的充填体强度标准;④阶段矿房内人工假顶 上部采用 1 MPa 充填体整体充填满足二步采充填体单侧揭露稳定要求,可降低原设计多次不同强度分层充填带来 的施工组织难度。     

马钢姑山矿挂帮矿极复杂覆岩下矿石联采方案

马钢姑山矿挂帮矿Ⅱ期工程按原设计采用10 m段高进行开拓,需进行-90 m水平开拓采准工程,同时-90 m中段矿房顶板接近露天采坑回填体,回采率不足50%且回采安全得不到保障。设计了联采方案,以地处-100~-82 m水平的6~#穿脉所辖区域的矿体为例,开采顺序为首采矿房—充填首采空区—二采矿房—充填二采空区—回采矿柱(三采)—充填矿柱(三采)空区,选择浅孔留矿嗣后充填法进行开采,顾及到矿体围岩较不稳固,设计采用了预留顶板保安矿柱和预控顶支护等技术措施。联采方案的成功实施有效提高了回采率(达到90%),降低了生产成本,有效保证了回采安全,可供类似矿山参考。     

预掘通道切顶卸压安全快速回撤技术及应用

范家村煤矿2119综采工作面顶板破碎，严重影响工作面掘进回撤通道期间的支护质量和回采结束后支架的回撤速度。以2119综采工作面为工程背景，介绍了在破碎顶板条件下，采用恒阻让压锚索支护技术和顶板预裂技术，改善了支架回撤过程中预留回撤通道顶板的安全状况和工作条件，并确定了恒阻让压锚索支护长度11.3m，切顶高度为11m，切顶角度为20°，双向预裂切顶“3+3+2+2+2+1”式装药爆破|最后通过现场监测表明，回撤通道在工作面回撤过程中顶底板移近量为445mm，恒阻让压锚索应力值最终稳定在288kN，回撤通道变形较小，未出现压架事故，实现了综采工作面支架安全快速顺利回撤，为其他类似地质条件下预留回撤通道工作面支架安全快速回撤提供了一定的参考。     

某矿上向水平分层充填采场控顶技术研究

采场跨度是影响上向水平分层充填采场回采结构及顶板稳定性的重要参数之一,合理确定其尺寸及支护方式不仅关系到人员作业安全,还关系到矿山经济指标等。通过采用Q系统分级法和能量释放理论,综合确定采场最大极限跨度并采用数值模拟方法对长锚索支护下的支护效果进行评价。现场应用结果表明:在最大采场跨度为15 m,并辅以合理参数的锚索支护时,顶板控制效果明显。     

混凝土矿柱嗣后充填法采场稳定性监测与分析

兴隆磷矿为提高资源回收率,采用两步骤回采法,先矿柱胶结充填,后矿房废石充填。为保障作业的安全,验证胶结矿柱的强度,优化采场结构参数,采用区域的微震监测与局部的点监测相结合的方式,对胶结矿柱及顶板覆岩应力显现进行立体、实时动态监测。通过分析开采过程中获取的应力、应变及位移变化数据,得到了回采工作面前方的采动超前影响距离约为20 m;当矿房回采跨度约36 m时,覆岩累积应力集中较大,顶板局部会有冒落,但采场顶板移动诱发的应力远小于胶结混凝土矿柱强度,胶结矿柱无破坏。结果表明:采用两步骤回采嗣后充填的开采方法及采场结构参数等,能够保证采场稳定。该监测方法能够及时准确地为采场稳定性做出评价,为安全高效生产提供指导。     

离层破碎顶板回采巷道锚网索联合支护技术研究

针对某矿回采巷道顶板离层破碎的特点,在对比分析了架棚支护与锚杆支护优缺点的基础上,提出了采用锚杆支护的方式控制围岩变形。结合理论分析、数值计算等方法确定了回采巷道锚网索联合支护参数,即锚杆间排距800 mm×800 mm,锚索间排距2 000 mm×1 600 mm,长度8 000 mm,五花布置。采用该支护方案后巷道围岩变形情况为:顶底板移近量最大为260 mm,两帮移近量最大为220 mm,顶板离层量最大为18 mm。表明该方案能有效控制巷道围岩变形,可为其他地质条件类似的矿井提供借鉴。     

吴集铁矿-200m中段矿柱安全回采试验

吴集铁矿-200 m中段以上一步骤采场基本回采完毕,正在进行充填,为了保证生产稳产衔接和积累二步骤矿柱回采经验,急需开展-200 m中段矿柱回采试验。结合赋存条件、矿柱特征,采用分段凿岩阶段空场嗣后充填法,顺利实现安全高效回采,为其他中段矿柱回采提供技术参考。     

深埋厚大矿体采场结构参数优化

合理的采场结构参数可使采场处于有利的力学状态,使围岩的应力、应变分布趋于均匀化,在保证开采系统稳定和生产安全的前提下,减少支护工作量,提高采矿强度和生产效率。在深入分析思山岭铁矿地质概况与采矿方法的基础上,对影响矿房回采稳定性的矿房高度、矿房宽度、采场长度、矿柱宽度、矿柱充填方式等5个关键因素进行2水平正交设计,获得8种试验方案。运用大型岩土软件FLAC3D对盘区内不同方案的采场结构参数进行数值模拟研究,分析其在不同结构参数下应力、位移、塑性区等特征,初步得出采场处于最有利力学状态时的结构参数方案(采场高60 m、采场长60 m,矿房宽18 m、矿柱宽20 m的参数方案)。计算结果表明:回采过程中,采场长度对顶板应力和顶板位移的影响最大,采场越长,应力值越大,且压应力主要在盘区间柱集中,顶底板处出现拉应力集中。分析结果可为盘区矿房矿柱的安全高效回采提供技术支持。     

基于FLAC3D的谦比希铜矿盘区保安矿柱稳定性分析

井下开采时,每隔一定距离经常留设一定厚度的保安矿柱与围岩共同作用来支撑上覆岩层维持采场结构稳定,实现矿体安全回采.谦比希铜矿东南矿体采用预切顶空场嗣后充填法条带式开采,分两步骤回采,盘区间留设25 m厚的保安矿柱.为分析盘区间留设的保安矿柱稳定性,同时为后期优化开采提供借鉴,本文运用FLAC3D数值模拟软件,分别模拟2...