金属矿山破碎矿岩巷道稳定性分级与支护方式选择
煤矿掘进巷道超前支护方式的应用及选择

煤矿掘进巷道超前支护方式的应用及选择煤矿掘进巷道是煤矿生产的重要环节,巷道的支护工作直接关系到煤矿的安全生产和生产效率。
超前支护是指在巷道开挖的采取相应的支护措施,确保巷道的稳定和安全。
本文将就煤矿掘进巷道超前支护的应用及选择进行探讨,以期为煤矿生产提供一定的参考和借鉴。
一、巷道超前支护的意义巷道超前支护采取的措施通常包括:喷浆加固、锚喷支护、钢丝网支护、钢架支护、喷锚支护等多种方式。
这些方法可以根据巷道的地质条件、岩层结构以及支护的要求来选择,以期达到最佳的支护效果。
巷道超前支护主要包括以下几个步骤:方案设计、材料准备、设备就位、工艺施工、验收及监测。
在实际的巷道超前支护工作中,必须严格按照流程要求进行,确保支护工作的质量和效果。
1. 根据地质条件选择支护方式巷道的地质条件是选择巷道超前支护方式的重要因素。
如巷道地质条件复杂、岩层结构松软,就应该选用喷浆加固、钢丝网支护等方法;而如果岩层结构坚硬、地质条件较好,就可以采用锚喷支护、钢架支护等方式。
巷道在掘进的同时还需要进行运输和通风等工作,因此对于巷道的支护方式要根据工作面的要求来选择。
比如需要进行通风的巷道,可以采用喷锚支护的方式,可以保证巷道的稳定和通风效果。
巷道超前支护的选择还要考虑到经济性,要选择既能保证巷道的安全稳定,又能减少成本的支护方式。
在实际的巷道超前支护工作中,可以根据不同的经济条件来选择最合适的支护方式,以期在保证巷道安全的前提下节约支护成本。
以某煤矿为例,在开挖巷道时采用了喷浆加固、锚喷支护和钢架支护的方式进行巷道的超前支护。
在实际的巷道开挖中,这些支护方法起到了良好的效果,确保了巷道的稳定和安全。
经过一段时间的使用和监测,这些支护方式的效果得到了很好的验证,为煤矿的生产提供了良好的保障。
岩体质量分级在金属矿山深部巷道支护方案设计中的应用

文章编号 :1002-5065(2023)12-0057-3
Application of rock mass classification in deep roadway support scheme design of metal mine
SUN Xian-teng
(Shandong Gold Group Co., LTD., Ji’nan 250100, China)
3 岩体质量(Q)分类法 巴顿岩体质量(Q)分类法综合考虑岩体的完整性、结
构面的形态、填充物的特征以及地下水等其他因素对岩体质 量的影响,考虑因素全面,软、硬岩石均适用 。 [1-2]
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2023年 6月下 世界有色金属 57
M 采矿工程 ining engineering
树脂锚杆长度经验公式如下 : L=N(1.3+B/10) 式 中 :L—— 锚 杆 长 度,m ;N—— 岩 层 稳 定 性 系 数 ; B——巷道跨度,m。 该巷道跨度 B 为 4.0m ;围岩稳定性较差,稳定性系数 取 1.1,求得 L 的取值为 1.87m。按照锚杆长度适当取大原 则,树脂锚杆长度确定为 2.0m。 4.2 锚杆直径、锚杆间排距 查阅《锚杆基本支护形式与支护参数》、《锚杆支护方案 与参数详表》,围岩质量等级为Ⅲ类时,锚杆直径的取值为 18~22mm,锚杆间排距为 0.6~1m。根据工程实践经验,选 取锚杆直径为 20mm,锚杆间排距为 0.8×0.8m。 4.3 喷射混凝土参数 该 巷 道 围 岩 质 量 等 级 为 Ⅲ 类,喷 射 混 凝 土 主 要 作 为 辅 助 支 护,使 围 岩、金 属 支 护 材 料 与 空 气、水 汽 隔 绝,防 止 岩 体、金 属 支 护 材 料 被 腐 蚀 氧 化,喷 射 混 凝 土 厚 度 确 定 为 50mm。 综 上 所 述,该 巷 道 围 岩 支 护 采 用 Φ20×2000mm 的 树脂锚杆,其间排距为 0.8×0.8m。锚杆安装完毕后,从巷 道最高处往巷道两帮挂装金属网,沿巷道走向的方向安装
影响煤矿井巷稳定性的因素分析与支护方式

影响煤矿井巷稳定性的因素分析与支护方式【摘要】煤矿井巷压力包括水平巷道地压、垂直巷道地压和倾斜巷道地压。
影响井巷稳定性的因素主要有:围岩性质、井巷位置、巷道轴线方向,断面尺寸,破岩方法等。
支护方式主要有棚式支护、砌碹支护、锚喷支护等。
【关键词】井巷;稳定性;影响因素;支护方式煤矿井巷稳定性的决定因素是围岩应力与围岩强度。
当围岩应力超过围岩强度时,井巷处于不稳定状态;当困岩应力恰等于围岩强度时,井巷才能算是稳定。
井巷维护方法很多,应抓住围岩应力与围岩强度二者之间的关系。
1.井巷压力1.1地压的性质地壳中的岩体,包括原岩和巷道周围的围岩之间相互机械作用,以压力的形式表现出来,称为地压。
没有经掘进或回采工作面破坏的岩层,其中任何一处的岩体都受上下、左右、前后三向六面压力的挤压,这种压力相互均势,称为自然相对平衡状态或原始应力相对平衡状态。
在岩层或煤层中开掘巷道后,岩体由原来的三向压力变为双向压力,这就破坏了自然压力相对平衡状态,因此围岩压力要重新分布。
1.2水平巷道地压巷道顶压:巷道开掘后,顶板岩石就暴露出来,除特别坚硬的岩石外,一般“岩梁”受力后都向下弯曲。
当弯曲和受拉力达到一定限度,即超过岩石本身的抗拉强度时,岩梁产生裂缝。
随着裂缝的不断增多和加大,岩石就开始向下冒落,并从周边向岩体深度扩展。
随着顶板岩石的冒落,顶板压力逐渐降低,而作用到两帮岩石上和支架上的压力就逐渐加大,这就是顶板压力。
巷道侧压:随着顶板岩石的冒落,平衡拱的形成,所有向下的作用力都传到两帮岩石上。
如果两帮岩石所受的力没有超过本身的强度,两帮岩石就不遭受破坏。
当两帮岩石松软,强度低而承受不住上面传来的压力时,两帮岩石就遭受到破坏而垮落,巷道宽度随之增大,直到形成新的自然平衡拱为止。
这时支柱将承受岩帮垮落所产生的水平推力,这就是巷道侧压。
巷道底压。
巷道产生侧压,得到新的平衡之后,新的自然拱仍然把压力传给两帮,再传给底板。
当底板岩石松软而受到上面的压力之后,底板就会从巷道两侧向中间方向运动,从而使底板鼓起来。
煤矿开采中的岩层稳定与支护技术

岩层稳定性在煤矿开采中的重要性
01
02
03
保障安全生产
岩层稳定是煤矿安全生产 的必要条件,岩层失稳会 导致顶板事故、地面塌陷 等安全事故。
提高开采效率
岩层稳定能够保证采煤工 作面的正常推进,提高开 采效率,降低生产成本。
保护生态环境
岩层稳定能够减少地面塌 陷、山体滑坡等地质灾害 的发生,有利于保护矿区 生态环境。
数值模拟法
总结词
利用数值计算方法模拟岩层的应力分布、变形和破Байду номын сангаас过程,预测岩层的稳定性。
详细描述
利用数值模拟软件(如FLAC、UDEC等)建立矿山模型,根据岩层的物理力学参 数进行计算和分析。通过模拟岩层的应力分布和变形情况,预测岩层的稳定性, 为支护设计提供依据。
物理模拟法
总结词
通过物理模型试验模拟岩层的变形和破坏过程,研究岩层的 稳定性。
生态恢复技术
在开采过程中采取措施,减少对生态环境的破坏,同时研究生态 恢复技术,促进采矿区的生态恢复。
资源循环利用
探索将开采过程中产生的废弃物进行资源化利用的可能性,提高 资源利用率。
谢谢
THANKS
安全措施
定期检查
定期对巷道、采煤工作面等进行 检查,发现失稳迹象及时采取措
施进行处理。
建立应急预案
建立完善的应急预案,一旦发生 岩层失稳事故,能够迅速启动应 急预案,采取有效措施进行处置
。
加强员工培训
加强员工的安全培训和教育,提 高员工的安全意识和应对突发事
件的能力。
05 未来研究方向与展望
CHAPTER
煤矿开采中的岩层稳定与支护 技术
汇报人:可编辑
2023-12-31
煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策

煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策随着煤炭产业的发展,煤矿深部开采越来越成为现实。
然而,深部开采带来的围岩稳定和支护难题也就愈加突出,岩层失稳导致的事故频繁发生。
为此,我们需要在深入研究深部岩巷围岩稳定和支护机理的基础上提出有效的对策。
本文将探讨煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策。
一、深部岩巷围岩类型及特点煤矿深部岩巷围岩多为韧性岩和硬质岩,其中韧性岩包括砂岩、页岩、粘土岩等;硬质岩包括灰岩、花岗岩、变质岩等。
这种岩石具有强度高、固结性好、变形能力小等特点。
一旦失稳,破坏面及范围较大,导致的后果也比较严重。
二、深部岩巷围岩稳定问题1.巷道围岩应力状态异常在深部开采过程中,地压力显著增大。
强度高的围岩难以发生很大的变形,围岩与煤壁之间的支承能力骤然下降,导致失稳。
尤其是在矿山大倾角、小断距、高采高条件下,围岩失稳的风险更加突出。
2.采动力对围岩稳定的影响深部开采引起的水力压力、地质构造的因素增大,围岩的内部应力分布也跟着变化。
瓦斯爆炸、顶板、底板异常变形等因素也将加剧围岩的失稳程度。
因此,对于深部开采进行时,采动力对其岩巷围岩稳定的影响不容忽视。
三、深部岩巷围岩支护措施1. 预留稳定带对边界支护,必须在岩巷的设计和施工中尽量预留稳定带,这样可以承担较大的变形并在支护压力的约束下形成一定的合理变形。
如果没有预留稳定带,岩巷可能会出现突然迸裂和破裂,导致严重的灾难性事故。
2. 优化支护结构设计岩壁空间处理下,进一步优化岩巷支护结构设计。
支护材料必须充分利用材料的高强度和低变形能力,以提高支撑能力。
支护结构中的钢材应选用截面大、模量大、屈服强度大的高性能材料,能够承受较大的荷载。
采用带钢和点钢支撑结构,能够减少钢材用量及相关成本,提高支护结构的稳定性。
3. 优化支护措施支护措施是三级支柱、锚杆、栓网等。
三级支柱通过冲孔、侵入无人区、钻裂短煤体、切断金属等优化施工工艺,提高岩巷稳定性。
锚杆通过优化美麻构造和锚杆技术,制定相应的施工方案、技术流程、施工标准和质量控制方法,提高锚杆的锚固性。
探讨煤矿巷道支护类型及合理支护方式

探讨煤矿巷道支护类型及合理支护方式摘要:煤炭开采工作分为地上和地下。
地上漏天开采相对安全,地下开采巷道支护安全十分重要。
地下开采尤其是巷道支护的选择尤为重要, 严重关系到工作人员的生命健康保障。
在进行煤炭开采的时候, 难免会造成对于地形的影响以及造成岩石松动进而造成松动空间, 如果不采取及时有效的支护措施, 就会造成可怕的后果。
采取巷道支护, 可以防止顶层岩石的滑落, 加大煤炭开采的安全力度。
本文就巷道支护的类型进行分析,并提出合理建议。
关键词:煤炭开采巷道支护合理措施我国疆土辽阔、地大物博, 但是在不同地区的煤矿具有不同的性质, 受着地势和自然条件的影响, 我们进行煤矿巷道支护选择的时候, 也应该充分考虑不同的特点, 选择正确合理有效的方法, 加大煤炭开采的安全保障。
煤炭开采工作分为地上和地下, 尤其是地下巷道支护的选择尤为重要, 严重关系到工作人员的生命健康保障。
在进行煤炭开采的时候, 难免会造成对于地形的影响以及造成岩石松动进而造成松动空间, 如果不采取及时有效的支护措施, 就会造成可怕的后果。
采取巷道支护, 可以防止顶层岩石的滑落, 加大煤炭开采的安全力度。
1 当前我国煤矿发展现状在我国的各项能源工业中, 煤炭开采占我国能源生产的70%左右, 并且还会随着社会和时代的发展日益增加。
煤炭在我们的日常生活和工作中占据很重要的地位, 并且还会在相当长的时间内占据能源消耗的主要地位, 当前我国煤矿的安全措施有以下现状。
(1) 地质复杂。
当前我国煤矿分布的地区多种多样, 自然条件复杂多变, 存在着许多影响和阻碍煤炭开采的客观因素, 比如在进行煤炭开采的时候, 我们遇到了很多地质构造复杂的地形的影响, 并且许多地区存在着瓦斯含量大的特点。
人们为了更好的完成工作, 不得不从侧面进行煤炭开采, 在选择适合煤炭开采的地形之中, 难免破坏地层的结构, 造成煤矿上方岩石松动问题。
(2) 对于煤矿巷道支护不重视。
煤矿沿空巷道巷旁支护分类指标及支护方式

煤矿沿空巷道巷旁支护分类指标及支护方式煤矿沿空巷道巷旁支护是煤矿安全生产的重要环节,合理的分类指标及支护方式对于保障矿工的生命安全起着至关重要的作用。
本文将详细介绍煤矿沿空巷道巷旁支护的分类指标及支护方式,以期提供指导意义。
一、分类指标:1. 煤层的稳定性:在进行沿空巷道的巷旁支护时,首先需要考虑煤层的稳定性。
如果煤层较稳定,可采用部分支护的方式,即仅对巷道进一步加固。
如果煤层较不稳定,需采用全面支护的方式,对巷道及其周边进行全面加固。
2. 巷道规模:巷道规模也是支护分类的重要指标。
通常来说,当巷道规模较大时,需要采用全面支护的方式,以确保巷道的稳定性。
而当巷道规模较小时,部分支护即可满足要求。
3. 煤层变形情况:煤层的变形程度也是一个支护分类的重要指标。
如果煤层较稳定,变形较小,可采用简单支护的方式,如木柱支护、锚杆支护等。
而当煤层较不稳定,变形较大时,需要采用高度支护的方式,如钢架支护、锚索网支护等。
二、支护方式:1. 木柱支护:适用于煤层稳定、变形较小的情况。
通过在巷道的两侧设置木柱,固定巷道的结构,增强其稳定性。
2. 锚杆支护:适用于煤层稳定、变形较小的情况。
通过在顶板或者巷道两侧钻孔并注入锚杆灌浆材料,使巷道的支撑力得到增强,从而增强巷道的稳定性。
3. 钢架支护:适用于煤层变形较大的情况。
通过在巷道的两侧设置钢架,增强巷道的强度和稳定性。
4. 锚索网支护:适用于煤层变形较大的情况。
通过在巷道两侧设置锚索网,用大量的锚索网网片将煤层牢牢地固定住,从而增加巷道的稳定性。
以上介绍了煤矿沿空巷道巷旁支护的分类指标及支护方式,希望矿工们能够根据实际情况选择适合的支护方式,确保煤矿工作面的安全生产。
同时,煤矿管理部门也应加强对矿工的支护知识教育和培训,提高矿工的安全意识和应急处理能力,以减少事故的发生,确保矿工的生命安全。
回采巷道围岩稳定性分类及支护型式确定

从 地 质柱 状 图 中直 接量 取 直 接顶 厚 度 。Ⅳ 为
无 量纲 量 , Ⅳ>4时 , Ⅳ一4 此 处取 Ⅳ一1 8 当 取 , .。 ( )护 巷煤 柱宽 度( ) 5 z 护 巷 煤 柱 宽度 ( 是 指顺 槽 一侧 的实 际煤 柱 )
巷 道深度 ( , 映岩体 完整 性 的直 接顶初 次垮 落 H)反 步 距 () 反 映 开 采 影 响 的直 接 顶 厚 度 与 采 高 比 ,、
意 义。
( )直接 顶初 次垮 落步距 ( ) 2 ,
1 分 类测 定方 法及计 算取值 依据
巷 道 围 岩稳 定 性分 类 是 以巷 道 矿 山压 力 显 现 规律 、 道支 架 围 岩相 互 作 用关 系 为基 础 , 用数 巷 采
根 据 70 05综放 工 作 面观 测 结 果 , 考一 水 平 参 70 放工作 面数 据确 定初 次垮 落步距 为 2 59综 5m。
文章编号: O 3 9 3 2 0 ) 2 O 3 3 1 O —5 2 (0 2 0 —0 7 一O
回采巷 道 围岩 稳 定 性 分 类及 支 护 型式 确 定
张忠温 , 学武 冯
( 国矿 业 大 学 , 苏 徐 州 2 10 ) 中 江 2 0 8
摘
要: 在现场实测和 实验 室实验 的基 础上, 对姚桥煤矿二水平 回采巷道 围岩稳定性进行分类 , 结合二水
( )巷道 埋深 ( 3 H)
巷 道埋 深是 巷道 所在 位置距 地 表深度 。 水平 二 回采 巷 道观 测 段 埋 深 范 围 为 7 1 7 1m, 顺 槽 3 ~ 7 上 取 7 0r , 0 下顺 槽 与边界 下 山取 7 01。 n 5 I T ( )直 接顶 与采 高厚 度 比( 4 Ⅳ)
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金属矿山破碎矿岩巷道稳定性分级与支护方式选择储潇姝;孔令;徐恒;李芳芳;王贻明;张元;王朝垒【摘要】针对某铜矿矿岩条件复杂、巷道稳定性差异大、支护难等问题,结合矿山5个工程地质岩组的分区,采用Q系统分级法和修正BQ分级法,对该矿山巷道所通过的矿岩工程进行质量分级评价,并根据已穿凿巷道所揭露的围岩实际跨冒情况,将矿山各区出现跨冒的危险分为5级,对应为巷道的5个支护等级.根据矿山支护工艺特点及施工技术条件,针对不同的巷道支护等级,以树脂锚杆、长锚索、钢筋网以及湿喷混凝土为基础,分别形成了5类不同的支护方案.工程实践表明:巷道矿岩稳定性分级结果可靠,支护方案操作性强、支护效果好,有效提高了巷道成型率,满足了巷道生产要求,且大大降低了矿山支护成本.【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2016(000)003【总页数】4页(P189-192)【关键词】破碎矿岩;巷道冒顶;稳定性;危险性分级;支护工艺【作者】储潇姝;孔令;徐恒;李芳芳;王贻明;张元;王朝垒【作者单位】北京科技大学土木与环境工程学院;中矿资源勘探股份有限公司;北京科技大学土木与环境工程学院;中矿资源勘探股份有限公司;北京科技大学土木与环境工程学院;北京科技大学土木与环境工程学院;北京科技大学土木与环境工程学院;北京科技大学土木与环境工程学院;中矿资源勘探股份有限公司;北京科技大学土木与环境工程学院;中矿资源勘探股份有限公司【正文语种】中文矿岩稳定性是金属矿山开采的重点关注对象,是矿山开采设计、地压控制和安全管理的主要依据,开展矿岩稳定性评价,对于矿山地下开采具有十分重要的现实意义[1]。
矿岩稳定性的主要影响因素可分为地质和非地质2类,前者包括相关的工程地质条件、水文地质条件、矿区地应力场和矿岩力学特性等,后者主要与矿山所采用的采矿工艺、施工技术等因素有关。
矿岩的稳定性既决定了矿山采矿工艺和施工工艺的选择,同时在后续过程中又会受到采矿和施工作业的影响。
由于地下工程地质条件纷繁复杂,因而矿岩稳定性评价工作需贯穿于地下开采作业的始终,对巷道和采场围岩的稳定性分析是其中的重要内容。
工程岩体质量分级是矿岩稳定性评价的核心,岩体质量分级结果对于井巷工程的稳定性估计、支护及维护有一定的指导意义[2]。
尤其在矿山工程地质条件异常复杂,采用单一的巷道支护手段难以满足岩体稳定性要求的情况下,基于围岩岩体质量分级结果进行围岩分类分级并制定相应的支护标准,可在确保支护高效安全的同时降低支护成本[3]。
某铜矿工程地质、水文地质条件复杂,矿岩破碎,部分围岩遇水泥化,巷道形状、尺寸不一,支护困难。
随着矿山开采深度的加大,矿岩工程质量迅速下降,且由于该矿山支护方式单一、支护参数选择不合理,导致矿山巷道垮冒非常严重。
为确保回采巷道的稳定性,有必要合理选择支护方式和参数进行巷道维护。
本研究对该矿回采揭露的矿岩进行工程调查(岩性描述、结构面调查、巷道垮冒情况等),并对采集的矿岩试样进行岩石力学试验,获得相应的矿岩物理力学参数,对矿岩重新进行工程质量分级,基于分级结果进行围岩分区,并推荐相应的支护方法。
该铜矿工程地质条件复杂,根据矿体巷道通过采区周边矿岩的分布状态、地质构造和围岩蚀变情况,结合矿岩物理力学参数,将工程所辖地区的岩石按建造、改造特性及组合规律进行分组,每一岩组可由1种岩石组成,也可由几种岩石组成,为工程地质条件评价、分区和工程规划提供依据[4]。
可将采准巷道通过区域的岩体分为基底花岗岩组、长石石英岩组、矿化板岩组、砾岩组、砂层等5个工程地质岩组。
其中基底花岗岩主要由片麻状花岗岩、花岗片麻岩、花岗岩组成,RQD值为65~80,岩体完整性较好,块状结构,硬度一般,节理不发育,但局部岩体破坏较严重,布置巷道时曾出现局部冒落。
长石石英岩组主要赋存于矿体上下盘,RQD值为32~78,层理面较发育,岩体完整性一般。
矿化板岩组为矿区的主要含矿层位,岩性主要为泥质板岩和砂质板岩,RQD值为0~52,一般小于30,该岩组岩体结构类型为层状碎裂结构,层理、片理发育,岩体稳定性差。
砾岩岩组为矿体直接顶底板,包括底砾岩、卵石砾岩和下盘砾岩,RQD值为0~66,绝大多数小于30,含泥质高,遇水泥化严重,岩石质量较差,对采场稳定性影响较大。
砂层岩组在矿体和上下盘围岩之间都有存在,岩体结构松散,遇水成泥,极易垮塌,对采场稳定性影响最大,该岩组钻孔取芯率为0,RQD值为0。
各岩组节理总体较发育,且相互切割,共同破坏岩体的完整性,其中矿体及顶底板稳定性最差,对巷道及采场稳定性均有重要影响。
2.1 分级方法自20世纪50年代以来,国内外学者先后提出了稳定性指数公式、稳定性系数公式、岩体基本质量指标QB公式、Q系统分级法、RMR分级法、RQD值分级法等工程岩体分级方法[5-7]。
本研究在矿山前期工程地质调查和工程地质岩体分类的基础上,按《工程岩体分级标准》(GB 50218-94),选用Q系统分级法和修正BQ分级法进行岩体稳定性分级。
2.1.1 Q系统分级法Q系统分级法考虑的因素主要包括岩石单轴抗压强度、岩石质量指标RQD、节理间距、节理形状、地下水状态、节理产状与巷道轴线的关系等。
采用乘积法对该6个因素进行计算,公式为式中,RQD为岩石质量指标,%;Jn为节理组数系数;Jr为节理粗糙度系数(最不利的不连续面或节理组);Ja为节理蚀变度(变异)系数(最不利的不连续面或节理组);Jw为节理渗水折减系数;SRF为应力折减系数。
根据Q值确定的岩体级别见表1。
2.1.2 修正BQ分级法岩体基本质量指标(BQ)根据岩石单轴饱和抗压强度Rc和岩体完整性指数Kv进行计算,公式为当Rc>90Kv+30时,应以Rc=90Kv+30和Kv代入式(2)计算;当Kv>0.04Rc+0.4时,应以Kv>0.04Rc+0.4和Kv代入式(2)计算。
当进行岩体详细分级时,需对BQ值进行修正,其修正值[BQ]的计算公式为式中,K1为地下水影响修正系数;K2为主要软弱结构面产状影响修正系数;K3为初始应力状态影响修正系数。
基于计算得到的Q值和[BQ]值,综合巷道揭露围岩的实际情况,可将工程岩体分为5级(表2),其中Ⅰ级稳定性最好,Ⅴ级最差。
2.2 分级结果及巷道支护分类2.2.1 分级结果根据Q系统分级法和修正BQ分级法对该矿巷道通过的岩体工程地质调查结果进行分析计算,结果如表3、表4所示。
在综合考虑了地下水、结构面与应力场对矿岩工程质量的影响后,对矿山巷道通过的矿岩区域进行了矿岩工程质量分级。
根据计算得到的Q值和修正[BQ]值,按两者的分级标准,可知矿体主要工程岩组的稳定性状况:①基底花岗岩、长石石英岩Ⅱ级,稳定性良,主要受节理裂隙类型结构面的影响。
②矿化板岩、砾岩和砂层为Ⅴ级,稳定性劣,其中矿化板岩受层面和层里面等结构面影响,同时被各类节理裂隙斜交,破坏了矿体的完整性,而砾岩和砂层节理裂隙因含泥量较高,受地下水影响较大,遇水泥化情况严重,但受应力场影响较小,几乎对工程岩体无影响。
2.2.2 巷道支护分类(1)无冒落危险。
一般对应区域的围岩岩性较好,岩性以基底花岗岩为主,基本无需进行较大强度的支护即可满足不冒落要求。
(2)弱冒落危险。
对应区域分布的岩组以基底花岗岩、长石石英岩为主,局部分布有矿化板岩和砂岩组,岩性欠稳固,或巷道顶板无渗水的区域,需采取一定的措施进行冒顶防护,并进行一定强度的支护,可采用锚杆或锚索对需要支护的区段进行支护,并对顶板围岩进行动态监测,及时处理巷道掘进或后期维护过程中出现的冒落问题。
(3)中等冒落危险。
区域以砾岩层为主,岩性局部不稳固,或巷道围岩有渗水,受渗水影响岩壁出现泥化现象的区域,需对巷道进行锚杆或锚索支护,并采取措施进行巷道排水,避免出现大规模的泥化、失稳、片帮问题,局部渗水较严重的区域可采用湿喷混凝土进行封闭处理。
(4)强冒落危险。
区域岩组分布复杂,对应围岩岩性不稳固,或围岩渗水严重,或几条巷道交错的“十字口”、“T字口”等特殊区域,需采用锚杆、锚索或湿喷混凝土进行联合支护,并注意围岩渗水的抽排,同时避免在“十字口”、“T字口”等特殊区域附近布置大型硐室、留下采场空区等,减少后续爆破或应力转移对该类区域的扰动,在日常巷道维护过程中也需对支护质量和巷道围岩进行动态监测,及时进行二次支护或封闭处理。
(5)极端冒落危险。
对应区域围岩条件极差,岩性以矿化板岩和砂层为主,遇水泥化严重,或存在大的断层、破碎带等构造的特殊地段,巷道附近存在较大的富水岩层。
针对该类区域,需加大支护强度,一般采用联合支护,采用注浆等措施封堵涌水通道,并对该部分巷道进行实时监测,尽量缩短其存在时长。
根据巷道区域冒落危险性、工程重要程度,对相应巷道区段进行了等级划分,以确定支护区域位置和相应的支护等级,将支护区域划分为Ⅰ~Ⅴ 5个等级,见表5。
针对不同等级的巷道矿岩情况,结合矿山生产技术条件和工艺特点,制定了不同标准的支护方案,见表6。
表6中喷射混凝土采用湿喷工艺,利用湿喷台车高效湿喷混凝土支护技术施工,可极好地封闭围岩,解决矿山泥质板岩和砾岩岩组易风化、遇水易泥化崩解的问题,有效提高围岩的自承能力和巷道稳定性。
结合某铜矿矿岩条件,将巷道通过区域的矿岩划分为基底花岗岩组、长石石英岩组、矿化板岩组、砾岩组、砂层组等5个工程地质岩组,并在巷道稳定性调查和节理裂隙统计的基础上,采用Q系统分级法和修正BQ分级法对该矿山矿岩质量等级进行了划分。
以矿岩质量分级结果为基础,综合开采实际情况,将巷道围岩出现垮冒的危险性划分为5个等级(无冒落危险、弱冒落危险、中等冒落危险、强冒落危险和极端冒落危险),得到对应的巷道支护等级。
针对不同的危险性分区,进行了相应的支护方案设计。
矿山实践结果表明,本研究推荐的支护方案可有效控制巷道围岩变形、冒落,巷道成型率高,有助于大幅度降低矿山支护成本。