1、地下礦山圍巖控制、頂板管理 貴州錦豐礦業(yè)有限公司圍巖、頂板管理安全技術(shù)措施辨識(shí)分級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量控制監(jiān)測(cè)跟蹤作業(yè)程序地質(zhì)構(gòu)造及巖體特性地應(yīng)力、冒頂、辨識(shí)不穩(wěn)定巖體施工工藝與支護(hù)設(shè)計(jì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及控制安全管理措施持續(xù)性改進(jìn)地下礦山圍巖控制錦豐巖體特性地層構(gòu)造： 褶皺和斷裂極其發(fā)育，主要礦體受斷裂帶控制，礦區(qū)內(nèi)大斷層F2、F3、F6為主要控礦構(gòu)造帶。礦體頂?shù)装鍑鷰r破碎，穩(wěn)定性較差。地層巖性較復(fù)雜： 礦體及頂?shù)装鍑鷰r以薄至中厚層砂巖與薄層粘土巖為主，地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育，風(fēng)化作用強(qiáng)烈，粘土巖軟弱層及斷裂破碎帶影響巖體穩(wěn)定，易發(fā)生垮塌，屬工程地質(zhì)條件中等的半堅(jiān)硬軟弱層狀碎屑巖類礦床錦豐巖體特性錦豐巖體特性向東看錦豐

2、巖體特性錦豐巖體特性水文地質(zhì)概況 礦區(qū)位于北盤江與洛帆河分水嶺地帶，礦體賦存于三疊系碎屑巖弱含水巖組之中，且由于粘土巖發(fā)育，質(zhì)軟度低，遇水易軟化，且破碎帶蝕變嚴(yán)重，因此斷裂構(gòu)造均被泥質(zhì)、方解石或石英完全充填膠結(jié)，張口裂隙極少，均為阻水?dāng)鄬?，?duì)礦床充水影響甚微。 大氣降雨垂直入滲補(bǔ)給是唯一的地下水補(bǔ)給來源，礦區(qū)水文地質(zhì)條件簡單。錦豐巖體特性巖體破碎，強(qiáng)度低，節(jié)理裂隙發(fā)育遇水易泥化易風(fēng)化錦豐巖體特性1.礦巖結(jié)構(gòu)面發(fā)育，每條測(cè)線至少發(fā)育有3組以上的優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面，嚴(yán)重破壞了巖體的完整性。2. 礦體由斷裂帶控制，且受多期地質(zhì)構(gòu)造作用，礦體及圍巖破碎，斷裂構(gòu)造、層理及節(jié)理裂隙發(fā)育。3.礦體及圍巖主要巖性為砂

3、巖和粘土巖，其中砂巖強(qiáng)度較高，粘土巖強(qiáng)度較差，且極易風(fēng)化，遇水易崩解.430mRL采場(chǎng)節(jié)理等密度圖 主下斜1#測(cè)線節(jié)理等密度圖 錦豐巖體特性貴州錦豐金礦工程地質(zhì)條件復(fù)雜，由三類巖組構(gòu)成松散巖組 砂巖夾粘土巖半堅(jiān)硬軟弱巖組 粘土巖夾砂巖半堅(jiān)硬軟弱巖組 錦豐巖體特性巖石分級(jí)結(jié)果Classification Result Q系統(tǒng)分級(jí)結(jié)果Q System Result巖性Lithology砂巖Sandstone砂巖夾粘土巖粘土巖夾砂巖粘土巖claystoneQ9.182.821.670.79評(píng)級(jí)classification質(zhì)量描述中等差差差RMR系統(tǒng)分級(jí)結(jié)果RMR System Result巖性Lit

4、hology砂巖Sandstone砂巖夾粘土巖粘土巖夾砂巖粘土巖claystoneRMR50353530評(píng)級(jí)質(zhì)量描述Describe中等Fair差poor差poor差poor錦豐巖體特性250 脈外運(yùn)輸?shù)厘\豐巖體特性錦豐巖體特性錦豐巖體特性錦豐巖體特性錦豐巖體特性錦豐巖體特性1、錦豐金礦礦體由斷裂帶控制，且受多期地質(zhì)構(gòu)造作用，礦體及圍巖破碎，斷裂構(gòu)造、層理及節(jié)理裂隙發(fā)育。2、砂巖質(zhì)量相對(duì)較強(qiáng)，粘土巖質(zhì)量相對(duì)較差。3、砂巖巖體質(zhì)量為級(jí)，巖體質(zhì)量中等；砂巖夾粘土巖、粘土巖夾砂巖、粘土巖巖體質(zhì)量級(jí)，巖體質(zhì)量差。4、砂巖夾粘土巖、粘土巖夾砂巖、粘土巖極易風(fēng)化或遇水崩解泥化。 影響巷道穩(wěn)定性的因素巖體特

5、性側(cè)幫易滑落巖體重力作用下易冒落巖體良好巖體厚層狀巖體 (0-1 組節(jié)理)一般巖體節(jié)理巖體 (1-2 組節(jié)理)不良巖體節(jié)理巖體(3 組以上節(jié)理) 節(jié)理數(shù)量錦豐巖體地應(yīng)力原位垂直應(yīng)力測(cè)量值隨深度的變化圖(Brady & Brown 2004)地應(yīng)力地下隨深度水平應(yīng)力與垂直應(yīng)力比例變化圖(Brady & Brown 2004)掘進(jìn)前，初始地應(yīng)力通過巖體傳遞當(dāng)掘進(jìn)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么情況呢?vh垂直地應(yīng)力來自于巖體自重，因此隨深度的增加而增加水平應(yīng)力主要由地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生地應(yīng)力掘進(jìn)前 爆破震動(dòng)產(chǎn)生的松動(dòng)圈 爆破后，地應(yīng)力沿著圍巖傳遞釋放，導(dǎo)致巖體開始松動(dòng)，巷道拱腳和底腳的應(yīng)力隨之增加根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，巷道頂部的最

6、大松動(dòng)圈是巷道跨度的1/3，對(duì)于主下斜（ 5m x 5m）松動(dòng)圈是頂板以上1.7m。 都是可能會(huì)變化的！hv地應(yīng)力掘進(jìn)后當(dāng)掘進(jìn)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么情況呢?支護(hù)后巷道規(guī)格錨桿長度松動(dòng)圈5m x 5.5m2.4m 錨桿1.7m 深3.5m x 3.5m1.8m 錨桿1.2m 深支護(hù)遏制了巖體的移動(dòng)，形成了一個(gè)穿過松動(dòng)圈的支撐梁所用錨桿必須足夠長以支護(hù)松動(dòng)圈地應(yīng)力當(dāng)掘進(jìn)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么情況呢?巷道跨度 跨度對(duì)巷道穩(wěn)定性影響非常顯著泥 非常光滑，非常弱，遇水膨化巖層局部的小構(gòu)造，如褶曲、扭曲、斷裂等，爆破質(zhì)量影響穩(wěn)定性的其他因素錦豐巖體特性冒頂?shù)亩x未能控制的任何規(guī)模的巖體冒落冒頂2010年5月1日 370W

7、2 澳大利亞工程地質(zhì)項(xiàng)目中心，為消除澳大利亞礦山的冒頂引起的事故，通過調(diào)查分析：重要發(fā)現(xiàn)：絕大多數(shù)冒頂發(fā)生在距離工作面10m以內(nèi)的范圍40% 的冒頂引起的傷害事故源自于工作面或者側(cè)幫巷道岔口處發(fā)生冒頂?shù)囊?guī)模更大、頻率更高引起事故的冒頂中，90%的冒落物不大于1噸；不良巖體或碎塊狀巖體內(nèi)掘進(jìn)冒頂引起的傷害風(fēng)險(xiǎn)最高冒頂錦豐金礦潛在的巖體冒落風(fēng)險(xiǎn)由于巖層局部構(gòu)造引起的垮落辨識(shí)不穩(wěn)定巖體錦豐金礦潛在的巖體冒落風(fēng)險(xiǎn)破碎巖體中頂、幫穩(wěn)定性極差引起的大面積冒頂辨識(shí)不穩(wěn)定巖體錦豐金礦潛在的巖體冒落風(fēng)險(xiǎn)層理發(fā)育的泥巖、砂巖，在爆破作用下穩(wěn)定性降低，加上不及時(shí)支護(hù)，造成頂板的冒落辨識(shí)不穩(wěn)定巖體錦豐金礦潛在的巖體冒

8、落風(fēng)險(xiǎn)層理發(fā)育的泥巖、砂巖，在爆破作用下更為松散，如不及時(shí)支護(hù)，易形成最終的冒落。辨識(shí)不穩(wěn)定巖體錦豐金礦潛在的巖體冒落風(fēng)險(xiǎn)構(gòu)造帶附近的巷道，冒落風(fēng)險(xiǎn)較高辨識(shí)不穩(wěn)定巖體楔形體楔形體或塊狀巖體是由巖層層理和節(jié)理相交形成塊狀巖體的穩(wěn)定性取決于結(jié)構(gòu)面的角度，以及結(jié)構(gòu)面的光滑程度辨識(shí)不穩(wěn)定巖體250E1-1-R1楔形體辨識(shí)不穩(wěn)定巖體楔形體受爆破及地應(yīng)力作用，楔形體經(jīng)過一段時(shí)間后會(huì)松動(dòng)脫落當(dāng)巷道跨度增大，包括地質(zhì)師等都很難判斷巖體小塊巖體的冒落有可能導(dǎo)致巖體的大規(guī)模冒落辨識(shí)不穩(wěn)定巖體支護(hù)手段與設(shè)計(jì)纖維濕噴，單軸抗壓強(qiáng)度：30MPa樹脂錨桿，拉拔力：20t管縫錨桿，拉拔力：6-7.5t長錨索，單根拉拔力25

9、t支護(hù)手段與設(shè)計(jì)噴射混凝土的作用 混凝土填充各種裂縫、裂隙、節(jié)理，從而加固巖體 。 通過把松散體粘接在巖體上而起到支護(hù)松散體、防止松散體脫落的作用。 在差的圍巖條件下，噴漿可阻止巖塊掉落、位移以及由此引發(fā)的巖體質(zhì)量進(jìn)一步惡化 作為堅(jiān)固的拱形結(jié)構(gòu)以支護(hù)巖體支護(hù)手段與設(shè)計(jì)混凝土填充各種裂縫、裂隙、節(jié)理，從而加固巖體 。通過填充巖體表面的裂隙，起到楔子作用，阻止巖塊的位移及掉落加固&強(qiáng)化巖體-使巖體承擔(dān)荷載/應(yīng)力支護(hù)手段與設(shè)計(jì)巖體行為的基本解釋 巖塊沿結(jié)構(gòu)面發(fā)生位移是巖體轉(zhuǎn)移誘發(fā)荷載的結(jié)果支護(hù)手段與設(shè)計(jì)噴射混凝土減少錨桿安裝期間巖塊掉落支護(hù)手段與設(shè)計(jì)噴射混凝土支護(hù)錨桿間松散巖塊支護(hù)手段與設(shè)計(jì)噴射混凝

10、土協(xié)助錨桿支護(hù)松散巖塊 支護(hù)手段與設(shè)計(jì)噴射混凝土協(xié)助錨桿支護(hù)松散巖塊 當(dāng)噴射混凝土成拱形時(shí)，它有助于巖體自身的支撐能力；此外，通過把松散體粘接在一起，重力被轉(zhuǎn)移到圍巖上，這樣就可阻止小巖塊掉落這樣還可預(yù)防巖體的進(jìn)一步惡化，因?yàn)閲娚浠炷潦箮r體免遭風(fēng)、水、設(shè)備等的損害。支護(hù)手段與設(shè)計(jì)支護(hù)手段與設(shè)計(jì)支護(hù)手段與設(shè)計(jì)支護(hù)手段與設(shè)計(jì)支護(hù)手段與設(shè)計(jì)支護(hù)手段與設(shè)計(jì)支護(hù)手段與設(shè)計(jì)支護(hù)手段與設(shè)計(jì)支護(hù)手段與設(shè)計(jì)支護(hù)手段與設(shè)計(jì)支護(hù)手段與設(shè)計(jì)支護(hù)手段與設(shè)計(jì)錦豐地下礦于2007年開始掘進(jìn)斜坡道，采用管縫式錨桿（2.4米）鋼網(wǎng)進(jìn)行支護(hù)，沒有噴漿。主斜坡道支護(hù)后經(jīng)過一段時(shí)間（一至兩年），頂板巖體受風(fēng)化作業(yè)及地下水的侵蝕，慢

11、慢開裂，并開始掉落。稍大的巖塊掉落到鋼網(wǎng)上，被鋼網(wǎng)兜住。部分較小碎石透過鋼網(wǎng)掉落到斜坡道底板上，嚴(yán)重影響到作業(yè)人員及設(shè)備安全，同時(shí)對(duì)生產(chǎn)造成很大的干擾。為此， 錦豐地下礦2009年月引進(jìn)了濕噴混凝土 支護(hù)技術(shù)。并于2009年停產(chǎn)3個(gè)月，將所有沒有噴漿的斜坡全部補(bǔ)噴，一舉解決了管縫式錨桿鋼網(wǎng)支護(hù)遺留的問題。從錦豐7年多的濕噴經(jīng)驗(yàn)來看，濕噴已經(jīng)成為錦豐地下礦不可或缺的圍巖支護(hù)手段。噴錨支護(hù)是借高壓噴射水泥混凝土和打入巖層中的金屬錨桿的聯(lián)合作用（根據(jù)地質(zhì)情況也可分別單獨(dú)采用）加固巖層。 噴錨支護(hù)是使錨桿、混凝土噴層和圍巖形成共同作用的體系，防止巖體松動(dòng)、分離。 噴射混凝土在洞室開挖后， 支護(hù)及時(shí)，與

12、圍巖密貼，柔性好，有良好的物理力學(xué)性能。它能侵入圍巖裂隙，封閉節(jié)理，加固結(jié)構(gòu)面和層面，提高圍巖的整體性和自承能力，抑制變形的發(fā)展。在支護(hù)與圍巖的共同工作中，有效地控制和調(diào)整圍巖應(yīng)力的重分布，避免圍巖松動(dòng)和坍塌，加強(qiáng)圍巖的穩(wěn)定性。它不像傳統(tǒng)的模筑混凝土襯砌那樣，只是在洞室開挖后被動(dòng)地承受圍巖壓力，而是主動(dòng)地加固圍巖。支護(hù)手段與設(shè)計(jì)支護(hù)手段與設(shè)計(jì)支護(hù)手段與設(shè)計(jì)支護(hù)手段與設(shè)計(jì)支護(hù)手段與設(shè)計(jì)支護(hù)手段與設(shè)計(jì)支護(hù)手段與設(shè)計(jì)支護(hù)手段與設(shè)計(jì)支護(hù)手段與設(shè)計(jì)支護(hù)手段與設(shè)計(jì)支護(hù)手段與設(shè)計(jì)支護(hù)手段與設(shè)計(jì)支護(hù)手段與設(shè)計(jì)支護(hù)手段與設(shè)計(jì)支護(hù)手段與設(shè)計(jì)支護(hù)手段與設(shè)計(jì)長錨索支護(hù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的錨桿布置標(biāo)準(zhǔn)的錨桿布置是基于理想巖體形狀

13、和典型地壓條件事實(shí)上，每根錨桿都需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況作具體的調(diào)節(jié)錨桿是否安裝到了合適的位置?錨桿的角度是否合適?是否需要補(bǔ)加錨桿?支護(hù)標(biāo)準(zhǔn)支護(hù)手段濕噴混凝土樹脂錨桿管縫錨桿鋼網(wǎng)長錨索支護(hù)質(zhì)量控制不正確的支護(hù)安裝方法等同于不支護(hù)嚴(yán)格控制水灰比 0.42噴漿前要用高壓水清洗工作面噴漿速凝劑 6%8%噴漿過程中要注意控制回彈噴漿厚度不小于75mm2小時(shí)強(qiáng)度不低于1Mpa，28天強(qiáng)度不低于30Mpa。支護(hù)質(zhì)量控制濕噴混凝土測(cè)坍落度測(cè)早期強(qiáng)度早期強(qiáng)度分析80preparationfeedingspraying支護(hù)質(zhì)量控制噴漿纖維添加比為6kg/m噴漿料，能量吸收值RDP40在 300J以上噴漿體 2h抗壓強(qiáng)

14、度0.6-1Mpa, 28天抗壓強(qiáng)度可達(dá)30MPA。與北京科技大學(xué)合作，通過前期試驗(yàn)及論證，建立了井下噴漿支護(hù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)QAQC及操作程序。優(yōu)化骨料粒徑，保證噴漿體表面平整。噴漿能力100m3/d.通過經(jīng)濟(jì)能力指數(shù)模型優(yōu)化參數(shù), 控制配合比, UCS 高于 30Mpa/28d, 噴射厚度 75mm.支護(hù)質(zhì)量控制支護(hù)質(zhì)量控制樹脂錨桿 用于巷道頂板支護(hù) 嚴(yán)格控制樹脂攪拌時(shí)間 20-30s 孔深不得大于2300mm 嚴(yán)格控制安裝間距1.2m 樹脂錨桿螺母擰不緊時(shí)，應(yīng)補(bǔ)打管縫錨桿抗拉拔力不小于150KN（15噸）樹脂錨桿參數(shù)D= 25mm 鍍鋅實(shí)心螺紋鋼L= 2.4mMaterial HRB335樹脂錨

15、固劑D= 28mmL= 4500mmT= 30-40sF 200KN樹脂錨桿參數(shù)D= 25mm 鍍鋅實(shí)心螺紋鋼L= 2.4mMaterial HRB335樹脂錨固劑D= 28mmL= 4500mmT= 30-40sF 200KNDrillingSent resin capsuleSpin the boltSmooth surface支護(hù)質(zhì)量控制支護(hù)質(zhì)量控制樹脂錨桿抗拉強(qiáng)度檢測(cè)date position pull test result(kN)CommentCompleted byT1(KN )T2(kN)T3(KN )Average(KN)3/8/2013270W FWD 153.20 151

16、.80 146.30 150.40 facility failure Guoyuan Li & Yanpei Wu5/26/2013350E 181.30 183.00 180.60 181.63 stableJack ,Xingen & Guoyuan6/26/2013490W exhaust access 183.30 182.00 181.60 182.30 stableJack & Xingen7/13/2013490W exhaust access 182.40 181.30 180.90 181.53 stableGuoyuan Li8/2/2013330E#2 183.40 18

17、2.60 182.90 182.97 stableJack8/26/2013550main decline 181.40 162.60 153.60 165.87 stableJack& Guoyuan Li11/8/2013250E2# 185.00 182.60 181.90 183.17 stableJiangang & Gao xidong1/7/2014330E1# 182.00 179.60 180.50 180.70 stableJiangang & Gao xidong2/15/2014205W2# 181.60 178.50 182.10 180.73 stableGuoyu

18、an2/20/2014250EW1# 183.00 175.60 180.20 179.60 stableGuoyuan2/5/2015205W2# 90.60 150.30 149.30 130.07 ZLJ7/25/2015MD480-500 165.30 96.60 170.80 144.23 ZLJ8/13/2015MD480-500 35.70 163.90 170.10 123.23 ZHX8/13/2015MD480-500 176.00 172.40 178.10 175.50 ZHX8/13/2015MD480-500 172.20 172.20 ZHX8/16/2015MD

19、480-500 189.60 155.00 172.30 ZHX8/18/2015MD480-500 154.50 155.00 155.40 154.97 ZHX8/18/2015MD480-500 154.20 156.40 154.80 155.13 ZHX8/18/2015MD480-500 153.80 152.10 136.00 147.30 ZHX8/18/2015MD480-500 157.10 157.10 ZHX9/26/2015290FWD-W 196.20 184.05 190.13 stableZLJWGL2/22/2016205E1#頂板 178.52 183.91

20、 180.32 180.92 stableZHXWGL3/23/2016470 Incline back 190.93 186.15 200.50 192.53 stableZLJWGL7/10/2016490E1# cross-cut 185.86 201.26 200.75 195.96 stableYSJKYWGL7/10/2016490E1# cross-cut 211.90 202.83 207.37 stableYSJKYWGL采用43mm的釬頭錨桿角度應(yīng)盡可能垂直于巷道表面噴漿未凝固前，不宜安裝錨桿抗拉拔力不小于60KN（6噸）支護(hù)質(zhì)量控制管縫錨桿抗拉拔力測(cè)試支護(hù)質(zhì)量控制支護(hù)質(zhì)量

21、控制金屬管縫式錨桿抗拉強(qiáng)度檢測(cè)不同直徑鉆頭安裝管縫式錨桿抗拉拔力對(duì)比匯總?cè)掌诘攸c(diǎn)T1(KN)T2(KN)T3(KN)平均(KN)設(shè)計(jì)值(KN)鉆頭直徑備注1/29/2015290FWD E47.9123.2102.8 91.30 60.00 45mm 2/3/2015205W1#37.676.7 57.15 60.00 45mm 4/23/2015230FWD W70.480.7 75.55 60.00 45mm 4/28/2015123.470.8 97.10 60.00 45mm 5/22/2015390W2#84 84.00 60.00 45mm 5/29/2015290FWD_W 48

22、.822.945.2 38.97 60.00 45mm 9/24/2015390W2#33.6539.7853.58 42.34 60.00 45mm 捷盛錨桿試用9/25/2015350E2#75.8881.6571.14 76.22 60.00 43mm捷盛錨桿試用3/24/2015230FWD W86.161.481.4 76.30 60.00 43mm6/25/2015480mRL ventilation acess 88.17046 68.03 60.00 43mm7/2/2015350E#3 71.261.5 66.35 60.00 43mm7/20/2015DC cuddy of 205 main decline 78.669.972.4 73.63 60.00 43mm10/26/2015350E#282.6577.6785.63 81.98 60.00 43mm山東同瑞搭接長度 + 300mm在鋼網(wǎng)中心大概1m的位置安裝錨桿鋼網(wǎng)須緊貼巖面支護(hù)質(zhì)量控制高質(zhì)量的鋼網(wǎng)安裝低質(zhì)量的鋼網(wǎng)安裝鋼