深部软破岩体巷道失稳机理分析与支护优化研究

为解决锦丰金矿深部回采过程中巷道失稳问题,通过分析原巷道支护方案失效特征,进行了深部巷道变形破坏机理分析,并据此提出了以“控制高应力+封闭岩面阻止围岩劣化”为原则的三套支护优化方案,综合采用FLAC3D数值模拟及现场监测两种手段,对原支护方案以及优化方案分别进行了支护效果对比分析。结果表明:变形破坏机制属于应力扩容型与软化膨胀型,受自身矿物组分特性以及以高应力为主导力源共同影响、控制,其破坏机理以剪切破坏为主,少量拉伸破坏并存;在支护效果控制上,湿喷混凝土一、二次支护喷层厚度并不起决定性作用,但二次支护时各锚杆单体之间所形成的联合支护体支护效果,随二次喷层厚度优化而得到显著改善;现场试验结果与模拟结果一致,“钢网+树脂锚杆+纤维混凝土”联合支护优化方案为最优方案,支护效果显著,两帮、顶板累积位移量较原方案分别下降了48.67%、72.85%。

让压开拓技术在眼前山铁矿深部高应力软破岩体中的应用

眼前山铁矿上盘开拓工程一般布置于软破岩体之中,随着开采深度的不断增加,上盘开拓工程在深部高应力作用下变形破坏严重。通过调研查明了矿山深部地压的显现部位及显现形式,分析了开拓巷道在深部地应力作用下的稳定性,并计算了上盘楔形体对开拓工程施加的附加应力,最终提出了让压开拓方案及让压参数的确定方法。实践证明,让压开拓方案可以有效减小深部高应力对上盘软破岩体中开拓工程的破坏作用,同时可为每个中段节省500 m左右的开拓工程量,为矿山带来较好的经济效益。

软破岩体围岩破坏机理和巷道稳定性研究

本文总结了影响张家洼铁矿回采率低的主要因素 ,研究软破岩体的变形破坏机理和机制 ,探讨合理的支护形式 。

光面爆破技术在软破岩体掘进中的运用

光面爆破就是使周边炮眼起爆后,首先沿各孔的中心连线形成贯通裂隙,然后由爆炸气体的作用,使裂解的岩体向洞内抛散。采用光面爆破,通过对软破岩体内巷道周边部位的准确凿岩,进而达到控制岩体开挖轮廓,减少超欠挖,使围岩稳定平整。

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。

软破岩体底部结构支护技术数值模拟研究

针对软破岩体采场底部结构支护难题,采用FLAC3D数值模拟分析矿山现有3种支护方式优缺点,以此设计联合支护方案,并从位移和应力模拟分析开挖支护过程中出矿横巷及进路的稳定性情况。结果表明,巷道之间的矿柱内基本无塑性区,剪切塑性破坏区和应力集中也显著减少。联合支护方案已在矿山应用并推广,确保巷道工程安全稳定,支护成本在现有支护成本基础上每延米降低了10%~20%。

西石门铁矿南区软破矿岩支护方法研究

本文针对西石门铁矿南区岩体软破、井下采动压力大等不利条件,在分析巷道支护变形破坏成因的基础上,提出了缩短进路长度与远离上盘布置切割巷等回采工艺改进措施、喷锚网U型钢拱架联合支护以及巷道过散体层等支护技术,从降低回采过程对支护稳定性的不利影响和支护技术改进两方面有效地保证了巷道工程稳定,现场实施效果良好。

无井快速成槽技术在软破矿岩体中的应用

无底柱分段崩落法采场在进行正常回采之前需要先在进路端形成切割立槽,以便为扇形炮孔的爆破提供自由面和补偿空间。金川龙首矿西二采区无底柱分段崩落法采场矿体及围岩均较为破碎,在此条件下若采用传统的"切割平巷+切割天井"方式来形成切割槽存在效率低及安全性差等问题。针对西二采区破碎矿岩条件,提出了一种"切割平巷+楔形掏槽中深孔+平行直立扩槽中深孔"的无井安全快速成槽技术方案,并进行了工业试验,同时对该方案的成槽质量、安全性等方面进行了综合评估。工程实践证明,"切割平巷+楔形掏槽中深孔+平行直立扩槽中深孔"的成槽方案可以在软破矿岩体条件下安全快速形成切割槽,值得在整个西二采区崩落法采场进行推广应用。

软破复杂矿岩条件下无底柱分段崩落法拉槽工艺研究及实践

软破复杂矿岩条件下,无底柱分段崩落法切割槽的施工相当困难,是导致矿山悬顶频繁、矿石回采率低的重要原因之一,针对这一难题进行了试验研究,现场试验结果表明:采用平行扇形中深孔一次成槽技术方案,能够大幅度提高软破复杂矿岩条件下的切割槽质量,可使年度成槽合格率由60%提升至80%(按进路条数计算),悬顶率下降20%(按进路条数计算),矿石回采率整体提升12%,且安全灵活。

新型喷涂速效支护技术及其作用原理的探讨

新型喷涂速效支护技术加固矿岩的方法为解决软弱破碎岩体中巷道的掘进安全与速度问题提供了新的思路和方法。采用理论分析、室内试验等研究手段对新型喷涂速效支护技术的加固机理和支护原理进行了分析,从多方面论证了对围岩表面的封闭胶结、速效成拱加固作用。为解决松散破碎巷道提供了一种新方法,具有可推广应用的重要意义。

分段分条中深孔回采工艺在锦丰金矿的应用

针对锦丰金矿软弱破碎岩体原中深孔回采过程中存在的采矿损失贫化大、作业安全性差等问题,提出采用分段分条中深孔回采工艺,并开展了现场工业试验。通过采用中深孔一次成井、凿岩爆破参数优化等技术取得了较好的试验效果,生产能力提高到375 t/d,采矿损失率降低为9.2%,矿石贫化率为10.3%,采矿损失贫化指标改善明显,对国内外类似条件的矿山开采有着指导意义。

Nonlinear creep damage model for soft rock under uniaxial compression

A nonlinear creep-damage model for soft rock under uniaxial compression waspresented,which takes into account both nonlinear creep and damage growth with time.The model is based on the hardening theory,The model is validated through comparisonwith experimental results.