开挖卸荷扰动下的深部巷道支护及其效果评价

为了解决某金矿深部巷道存在的围岩灾变损伤严重、支护结构濒临失效的问题,开展了有关深部巷道开挖卸荷和采动影响耦合作用下的开挖损伤研究,并针对性地提出围岩变形控制方案。运用FLAC3D软件从应力集中—迁移演化、位移场和塑性区分布3个方面对该支护方案的支护效果进行深入探讨,并结合现场工程试验监测所获得的实时原位数据进行分析对比。研究结果表明:深部破碎化巷道在开挖扰动下塑性区扩展趋势明显,两帮肩部及侧墙底角处应力集中程度较高,底板所受破裂损伤压力最大,高应力向巷道深部迁移,最终巷道开挖影响区停留在半径的2~4倍。同时,验证了针对这种工程环境所施加的喷—锚—网联合支护替代传统的U型钢架、锚杆支护做补强支护这一围岩控制方案能够更好地发挥破碎化围岩的自承载能力,有效抵御巷道的变形破坏,具有良好的支护效果,能够为类似工程环境的矿山深部巷道围岩变形控制和支护设计提供合理化建议。

石林隧道合理支护时机的数值模拟研究

结合石林隧道大变形段施工方案,应用位移反分析得到的流变参数,对大变形段围岩与支护在时间效应作用下的变形进行数值模拟。通过分析衬砌上的位移与应力的变化,对隧道与支护结构的稳定性进行判断。重点研究了二次衬砌施作前大变形段围岩与支护变形的时效性,并通过对比不同时段施作二衬后的隧道位移及二衬受力特征,确定了二次衬砌的最佳支护时段。

软弱矿体中巷道围岩稳定控制技术及应用

为获得软弱矿体中巷道围岩的稳定状态,采用地质雷达无损检测技术对和睦山铁矿软弱矿体中采矿进路与开拓巷道进行围岩松动圈探测,确定采矿进路围岩松动圈范围为1.5~2.0 m,以及穿脉巷围岩松动圈范围为2.0~2.5 m。基于对采矿进路与穿脉巷的井下现场调查,总结归纳井下巷道典型的3种破坏模式。针对和睦山铁矿具体的工程与地质条件,结合巷道围岩松动圈分类方法与巷道使用时间,建立和睦山铁矿巷道围岩综合分类表。采用FLAC3D开展采矿进路时效性支护技术优化分析,揭示不同支护形式对采矿进路围岩位移影响的时效性规律,提出不同围岩类型采矿进路合理的支护形式和参数,建立采矿进路时效性支护成套技术。针对软弱矿体中穿脉巷与上盘巷道围岩整体失稳的特点,提出深浅孔与高低压耦合注浆技术;并采用自钻式内注浆锚杆将锚固与注浆技术相结合,构成底角锚注加固结构,有效地控制巷道底鼓。现场工业性试验表明,各类支护技术方案有效地解决了和睦山铁矿巷道围岩稳定控制难题,保证了采矿进路在使用期限内的基本稳定和矿体回采安全及永久大巷的长期稳定。