中关铁矿软破围岩巷道支护技术研究

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作者孟庆葛
来源东北大学资源与土木工程学院
出版年2017
摘要
中关铁矿采准巷道现场条件复杂,矿岩节理裂隙发育,软弱破碎遇水泥化。在采掘过程中,存在巷道地压显现严重、巷道变形量大、支护难度高等问题,其主要的特征有两帮内挤、顶板下沉、锚杆脱落、拱架破坏,另外还存在支护成本高、返修率高等问题。中关铁矿巷道支护存在的上述问题已成为制约矿山生产的重大技术难题。保障巷道稳定安全是地下矿山安全高效生产的基础,为能实现采准巷道的科学支护,保证采准巷道的安全,提高矿山的经济效应,本文以中关铁矿-230m水平采准巷道为研究对象,采用现场调研、理论计算、数值模拟相结合的方法,对采准巷道存在的支护问题进行了系统研究。完成了以下三方面的研究工作:(1)通过对中关铁矿进行完整性和结构面调查,得出结构面有易冒落的特征;通过测定点荷载强度并对岩体进行稳定性分级,得出巷道围岩从不稳到极不稳,大部分不稳定。(2)根据支护破坏的现场调查,得出原支护方案支护形式适应围岩性质,但支护强度设计不足,需要优化支护参数。同时,针对不同的地质情况,补充了两种支护形式。(3)应用FLAC3D进行数值模拟并结合正交试验,得出最优的支护参数组合为锚杆长度2.4m、混凝土喷层厚度100mm、拱架间距0.5m。理论研究与实际应用表明,本文提出的优化支护方案高度适应中关铁矿的围岩性质,有效地解决了原支护方案的不足,能够保证巷道安全,可以满足矿山生产需要。

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