深部地压控制技术与采场优化支护研究

为了合理有效地对深部地压进行控制，选取某矿作为研究对象，通过现场调研现有的主要支护手段，建立了分级支护模型，对巷道支护进行了设计。研究结果表明：U 型钢拱架、喷射混凝土、锚网和锚杆为目前的主要支护方式；在稳定性一般或较好的采场，单位面积所需锚杆为 0.67 根/m²，锚杆网度可适当调大为 1.5~2.0 m×1.5~ 2.0 m；若围岩过于破碎时，锚杆网度应严格按设计施工；根据巷道矿岩的工程质量，然后结合巷道使用时间、暴露面积及影响程度，得到支护等级指标 RQ 值，根据 RQ 值将巷道支护分成 5 级，最终确定各采场支护形式及支护参数，为深部安全高效开采提供科学依据。     

会泽深部高应力巷道分类支护技术体系研究

针对会泽矿业矿山厂深部巷道支护复杂性难题,开展了深部巷道失稳模式分析、深部巷道几何信息和地质力学信息聚类分析和不同巷道围岩变形力学机制分析,得出了深部巷道围岩的6种主要失稳模式、3种主要巷道支护类别和3种巷道围岩变形力学机制。基于深部高应力巷道支护涉及的多重因素的综合分析,提出了覆盖地层岩组、主要巷道类型、围岩等级、松动圈厚度、破坏形式、巷道走向与σ1关系和对应支护方案的矿山厂深部巷道分类支护技术体系,该巷道分类支护技术体系对于矿山厂深部巷道支护具有重要的指导作用。     

采准巷道支护分级的探讨

在矿岩工程质量分级的基础上，综合考虑采准巷道使用的时间，巷道暴露面积以及巷道影响程度来对巷道进行支护分级，并提出了巷道支护分级的方法，通过对不同支护级别的巷道因地制宜地采用不同的支护方式。可降低支护成本，该方法在程潮铁矿采准巷道支护中得到了应用，结果表明，采用支护分级方法来保证支护质量，降低支护成本是有意义的。     

夜场坪巷道支护分级试验研究

针对矿岩软破、稳定性差异较大情况,综合考虑矿岩性质、应力环境、巷道使用功能、巷道服务年限4个主要影响巷道支护形式的因素,运用多指标综合分类法对巷道进行支护分级,并制定相应的支护方案。该分级方法在夜场坪钼矿巷道支护中得到应用,结果表明巷道支护分级能快速确定各采场工程体所需要的相应支护方案,并能保证支护质量和最大限度的降低支护成本。     

深井矿山有岩爆倾向的巷道加强支护研究

由于高应力、高温度等复杂的地质条件作用,深部开采诱发了各种地质灾害,尤其是岩爆产生的破坏影响尤为严重,不但给矿山生产造成了严重威胁,而且严重制约着矿山的生产能力及采矿成本。基于国内外发生岩爆矿山的地质及开采概况,对岩爆发生的主要影响因素进行了分析与探讨,并对有岩爆倾向性的井下巷道等工程提出了针对性的加强支护方案,为后续井下巷道的支护方式提供借鉴。     

小铁山矿深部开采巷道变形监测与分析

随着小铁山矿采矿作业向深部拓展,受地应力和岩性分布的影响,地压活动频繁,引发的地压活动危害问题更为突出。为减少深部开采地压灾害的不利影响,通过对矿山开采巷道围岩的变形监测,分析深部高应力条件下巷道围岩变形特征,制定出适合矿山的支护措施,有效减少了二次支护成本,对保证矿山安全生产具有重要指导意义。     

分级围岩巷道支护参数优化及数值分析

在矿山开采过程中,地压易导致巷道发生变形及破坏,合理有效的巷道支护可以极大程度地减少地压对生产活动的影响。以山东黄金某金矿为研究背景,基于巷道支护理论,依托矿山现有支护方式,借助FLAC3D数值软件对不同支护参数下1780m水平巷道位移及塑性区变形情况进行分析,同时采用灰色关联分析法,对支护参数进行优选。研究结果表明:针对Ⅲ级围岩,设计C30喷射混凝土厚度70mm,管缝式锚杆直径40mm、长度1.8m,锚杆网度2m×2m为最优支护设计;针对Ⅴ级围岩,采用喷射混凝土+锚杆+钢支架进行支护,钢支架间距为1.5 m,实现了对巷道变形的有效控制。     

金川矿山巷道支护工艺优化试验研究

对矿山巷道支护工艺优化试验进行了分析研究,从稳定性、锚固剂在支护体各时间段强度、施工进度及成本方面进行对比,指出了进行双层喷锚网改单层喷锚网的工艺优化后,由于采取加密树脂锚杆的支护形式,能够简化施工工序、使得巷道施工组织更加合理;能够抑制围岩的变形,从而提高整个矿山的建设速度.     

夜场坪钼矿巷道支护分级试验研究

针对矿岩软破、稳定性差异较大的情况,综合考虑矿岩性质、应力环境、巷道使用功能、巷道服务年限4个主要影响巷道支护形式的因素,运用多指标综合分类法对巷道进行支护分级,并制定相应的支护方案。该分级方法在夜场坪钼矿巷道支护中得到应用,结果表明,巷道支护分级能快速确定各采场工程体所需要的相应支护方案,并能保证巷道的稳定性。     

深部破碎巷道应力演化与围岩控制技术数值模拟

为解决某金属矿深部破碎围岩巷道支护的难题,采用FLAC~(3D)对不同支护方案下巷道围岩失稳破坏情况进行了数值模拟。分析了巷道在无支护、锚杆支护、锚喷支护和锚喷+锚索支护等不同条件下围岩的变形规律。结果表明:在不同支护条件下,巷道围岩垂直应力在距离巷道帮部约2m～5m处出现了"耳廓型"的压应力集中;巷道围岩水平应力呈现非对称"蝴蝶型"分布;锚杆、锚喷、锚喷+锚索支护对控制巷道变形有较好的效果,较无支护条件,顶底板最大位移量分别减小约50%、60%、80%;在巷道掘进过程中,巷道围岩变形量的规律为:两帮顶板底板。然而,对两帮和顶板采取支护后,巷道底鼓现象仍然严重,对此建议矿山对巷道底板采用混凝土硬化处理。     

基于模糊聚类分析的巷道分级支护研究

运用Excel软件对巷道不同地段岩性错综复杂的矿岩进行了高效准确的模糊聚类分析,将巷道不同取样地段的矿岩分为了3类。根据分类结果对各类矿岩巷道提出了相应的支护方案,分级支护方案取得良好的效果,并最终形成了巷道分级支护标准,实现了巷道的即时分类与可靠支护,为矿山巷道支护提供了科学的决策依据。     

深部巷道不同支护形式的对比计算分析

为获得深部巷道的合理支护方法, 针对平煤四矿深部巷道, 采用ANSYS软件, 对被动支护、底板开放式锚杆组合拱支护、全断面预应力锚杆支护、关键部位加强支护等不同支护形式进行了对比计算分析。计算结果显示, 支护阻力大于0.2 MPa之后对巷道变形的控制作用较小, 仅通过提高被动支护阻力难以控制巷道变形; 与底板开放式锚杆支护相比较, 全断面预应力锚杆支护可显著减小巷道变形, 利于围岩承载结构的形成; 关键部位锚索支护可减小围岩应力集中程度, 同时使深部围岩承担荷载, 提高浅部围岩稳定性。综合分析得知, 对于深部巷道需采用强化支护结构强度、调动围岩承载能力、关键部位加强支护、全断面预应力锚杆支护等手段。     

基于加权隶属度矩阵的岩体质量优化分级及支护研究

巷道围岩质量分级是巷道围岩稳定性分析、合理支护设计与施工的基础。提高分级结果的准确性,是提升支护效果和巷道围岩稳定性的关键途径。以RMR法为基础,以某一测点的分级因素指标值为例,构建RMR法各分级指标的隶属度矩阵,再结合熵值法确定分级指标的权重,得到加权隶属度矩阵,构造优化后的评分公式,进行指标优化评分和围岩质量分级,然后根据围岩质量分级结果及松动圈监测结果设计支护参数,利用FLAC^3D进行模拟计算以巷道围岩塑性区体积和顶底板收敛量为评价指标,研究优化前后的支护效果。研究结果表明:经过优化后的指标评分和围岩等级更加准确,巷道支护参数设计更加合理,数值模拟结果显示其能有效地提升围岩的稳定性,并将优化后的支护设计参数应用于工程,取得了良好的效果。研究成果可有效解决巷道围岩分级因素指标值位于分级边界或分级跨度大的问题,为矿山岩体质量分级与支护设计提供参考。     

东海矿深部围岩变形破坏分析

为了探讨东海煤矿深部巷道破坏规律,为支护提供技术支持,本文分析了该矿深部巷道破坏的主要形式,找出了影响东海煤矿围岩变形破坏的主要因素。得出了只有巷道围岩性质、围岩压力与支护方式三个因素达到一个最佳的组合,才能达到深部巷道支护的目的。在围岩压力已定的条件下,仅有改变巷道围岩性质,研究合理最佳支护方式,才能解决深部巷道的支护问题的结论。     

深井准备巷道底鼓成因及其防治对策

针对陶二矿深部巷道底鼓问题,基于巷道围岩变形破坏机理,通过对巷道底鼓影响因素的理论分析,得出围岩性质、水、采深、地质构造和支护形式是导致底鼓的主要因素,提出采用注浆锚杆和注浆锚索分别控制浅部和深部围岩,使底板岩层形成承载梁,提高岩层的黏聚力和内摩擦角,增强底板整体稳定性。并在南采区轨道上山进行了支护试验,结果表明：顶底板移近量小于300 mm,底鼓量约占顶底板移近量的70%,比原支护减小80%;同时,巷道两帮的变形也得到有效的控制。     

地下掘进巷道富水破碎围岩锚杆支护参数优化

针对矿山掘进巷道富水破碎区支护方案不合理,出现冒顶、片帮等问题,以1 660 m水平YM-Ⅱ巷道迎头大理岩破碎区为工程背景,进行巷道支护参数优化研究。为了合理有效地支护巷道和降低支护成本,结合现场实际建立巷道模型,采用正交试验设计的支护方案,利用FLAC^3D数值模拟软件模拟计算,通过模拟结果对比分析巷道围岩的稳定性。结果表明：锚杆长度主要影响巷道围岩变形量,锚杆间排距主要影响是巷道围岩破坏情况;最优支护方案为锚杆直径40 mm、长度1.8 m、间排距0.9 m×0.9 m,可减少巷道围岩位移量70.77%、塑性区体积63.91%、垂直应力12.96%,有效控制巷道围岩稳定性,为矿山安全生产提供保证。研究结果可为富水破碎区围岩巷道支护设计和地压治理提供参考。     

林盛矿313工作面回采巷道矿压的观测分析

通过对回采巷道矿山压力进行分析,为确定合理采煤参数,改进回采巷道支架,提高巷道支护效果,保证安全生产提供依据。采用现场实测统计研究法,计算出巷道围岩表面及深部移近量,给出了回采巷道受采动影响规律,并对支护形式和顶板维护措施提出具体建议。     

深部破碎巷道围岩—支护作用与支护时机

破碎围岩受开采扰动容易引发围岩变形破坏,是矿山深部开采面临的重要支护难题。 以阿尔哈达矿 368 m 中段 27~ 35 线破碎巷道为工程背景,基于 Kastner 公式确定破碎巷道围岩特征曲线,开展围岩—支护相互作用 关系研究,以围岩—支护特征曲线交点作为围岩支护结构设计依据,探究合理支护时机。 研究发现,支护结构设置时 间对围岩应力释放、围岩—支护特征曲线交点位置均有一定程度的影响;随着支护断面与开挖面距离的逐渐增大,安 全系数增长速率呈现先增大后减小的变化趋势;支护结构能够有效抑制围岩应力释放和围岩变形,促使围岩应力和 支护抗力迅速达到平衡;对于该矿山破碎巷道围岩采用柔性支护方案,在围岩应力释放到一定程度后,施加支护的时 机以支护断面距离开挖面 4 m 为最佳。     

深部留底煤回采巷道变形破坏及支护策略研究

为揭示深部留底煤回采巷道围岩变形破坏规律、提出有效支护策略，以青云煤矿020202工作面轨道巷为研究对象，通过建立深部巷道力学模型，引入无量纲形式的敏感度因子，研究埋深、围岩强度、采动应力和支护阻力对围岩变形破坏的影响规律，基于此提出新支护策略，并采用数值模拟和现场实测验证。研究结果表明：围岩表面位移量和塑性区半径各影响因素按影响程度排序为埋深>围岩强度>采动应力>支护阻力；“去底煤注浆加固+高预应力强力锚杆锚索及时支护”策略可有效抑制巷道围岩塑性区发育，使围岩变形量减少约50%,无需返修。研究成果可为深部留底煤巷道支护设计提供借鉴参考。     

黑破岩巷道掘进支护方案研究

针对某矿山掘进过程中遇到的黑破岩围岩结构不稳固、容易垮落的问题,结合现场实际提出了合理的支护方案,并利用数值模拟软件Phase2对不同时间垮塌的巷道支护方案进行了模拟分析。研究结果显示,巷道采用锚网喷支护及C20砼支护时比不支护的围岩位移小,塑性区范围也小,距离巷道相同位置处的围岩强度系数得到了提高;基于支护成本及支护效果的双重因素考虑,推荐矿山在巷道掘进中采用锚网喷支护。