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开采扰动下软岩巷道超前支护对围岩稳定性影响研究

【摘要】:软岩巷道围岩支护一直是矿山开采过程中的难题,针对不同地质条件的软岩巷道需采取不同的支护手段。利用超前支护技术对软岩巷道进行支护能有效加固围岩、确保围岩开采过程中的稳定、降低事故发生概率,超前支护技术在软岩巷道的开挖过程中能取得良好的支护效果。本文以贵州锦丰金矿地下矿山软岩巷道支护问题为背景,综合利用理论分析、数值模拟和现场试验等方法,研究开采扰动下软岩巷道超前支护对围岩稳定性影响的规律,针对锦丰金矿地下矿山软岩巷道提出整体优化支护方案。论文主要研究内容如下:(1)分析总结开采扰动下软岩巷道围岩失稳的影响因素,运用格里菲斯(Griffith)强度理论和莫尔库伦准则对开采扰动下软岩巷道围岩稳定性进行分析,得出锦丰金矿软岩巷道围岩的失稳破坏形式。(2)针对锦丰金矿地下矿山软岩巷道开挖过程建立数值模型,利用FLAC~(3D)模拟研究注浆锚索超前支护对开挖过程中软岩巷道围岩稳定性的影响,并对比研究不同倾角注浆锚索超前支护方案。数值模拟结果表明:采用60°倾角注浆锚索超前支护方案能有效提高软岩巷道围岩在开挖过程中的稳定性,确保巷道开挖过程的安全,为锦丰金矿地下矿山的安全生产提供技术支撑。(3)针对锦丰金矿地下矿山软岩巷道开挖过程提出超前支护与喷锚支护的联合支护方案,并对方案进行优化。联合支护方案为:巷道开挖前采用60°倾角注浆锚索超前支护后连续开挖5m,然后用C30混凝土进行喷浆加固,最后布置3排每排7根共21根树脂锚杆进行锚固。通过理论分析及现场试验证明,联合支护方案能在满足围岩稳定性要求的前提下减少开挖作业循环、提高矿山开采效率、降低支护成本、减少资源浪费。

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