金川二礦區(qū)軟弱巖層破碎理論及支護(hù)技術(shù)研究.pdf

1、深部軟巖巷道變形破壞以及支護(hù)問(wèn)題一直都是巖石力學(xué)領(lǐng)域中比較棘手的問(wèn)題，特別是遇到地質(zhì)條件比較復(fù)雜的情況。自從人們開(kāi)始巖石力學(xué)的研究工作以來(lái)，深部巷道的巖石力學(xué)問(wèn)題一直都是研究者們關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題，但是深部巷道所處環(huán)境復(fù)雜，各種問(wèn)題耦合一起，最典型的特點(diǎn)就是“三高一擾動(dòng)”。盡管對(duì)深部巷道軟巖的研究工作一直沒(méi)有突破性的進(jìn)展，但也取得了一定的研究成果。
　　 金川是我國(guó)典型的深埋礦體，隨著淺部資源的逐漸減少乃至枯竭，其開(kāi)采的深度不斷的加

2、深，巷道的圍巖應(yīng)力問(wèn)題也越來(lái)越突出。特別是近幾年，巷道變形破壞支護(hù)問(wèn)題，已經(jīng)嚴(yán)重的影響了礦山的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益，以前的支護(hù)手段，如普通錨桿支護(hù)、U型鋼拱架支護(hù)、雙層錨噴以及錨噴網(wǎng)等一系列的支護(hù)手段都已經(jīng)不能夠滿(mǎn)足深部巷道的穩(wěn)定。當(dāng)開(kāi)采深度在1000m以下時(shí)，礦山的開(kāi)拓施工都難以持續(xù)，巷道初始變形速度之快、持續(xù)時(shí)間之長(zhǎng)以及變形量之大，都是二礦區(qū)歷史上從未出現(xiàn)過(guò)的，有的巷道仍然在開(kāi)拓階段，還沒(méi)投入使用返修工程就已經(jīng)開(kāi)始，這給金川礦山的生產(chǎn)

3、帶來(lái)了非常大的麻煩。如何針對(duì)金川深部軟巖巷道變形破壞機(jī)理對(duì)深部高應(yīng)力復(fù)雜地質(zhì)條件下碎脹軟巖進(jìn)行支護(hù)，是金川礦區(qū)亟待解決的問(wèn)題。本論文結(jié)合《金川二礦區(qū)深部開(kāi)采的巖石力學(xué)問(wèn)題》等專(zhuān)題，進(jìn)行如下幾方面研究:
　　 (1)根據(jù)金川的前期地質(zhì)報(bào)告對(duì)模糊不清地質(zhì)體進(jìn)行了徹底的深入的調(diào)查研究，認(rèn)為金川礦區(qū)所處的地質(zhì)整體較為復(fù)雜且金川二礦巖石的單軸強(qiáng)度較高，但巖體的整體強(qiáng)度較低，且深部巷道巖體表現(xiàn)出明顯的流變特性，是符合軟巖的特性。
　　

4、 (2)通過(guò)對(duì)大量取樣的室內(nèi)巖石物理實(shí)驗(yàn)，對(duì)二礦區(qū)的巖石力學(xué)參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)定，基于軟巖軟化路徑及塑性破壞區(qū)理論，提出了針對(duì)金川二礦深部巷道軟巖破碎的具體認(rèn)識(shí)觀(guān)點(diǎn)，對(duì)金川深部軟巖巷道巖石力學(xué)問(wèn)題的研究以及軟巖巷道的支護(hù)都有很大的幫助。
　　 (3)通過(guò)本文的研究得:造成金川二礦深部軟巖巷道變形破壞的主最要的原因是深部巷道圍巖節(jié)理、裂隙極為發(fā)育，大部分屬于支離碎裂的結(jié)構(gòu)，在較大的地應(yīng)力以及水平構(gòu)造應(yīng)力和采動(dòng)影響下，巖體呈現(xiàn)碎脹蠕

5、變特性，變形主要表現(xiàn)為破裂巖體在圍巖應(yīng)力作用下沿結(jié)構(gòu)面的滑移、錯(cuò)動(dòng)和裂縫擴(kuò)張等。
　　 (4)運(yùn)用FLAC3D有限差分程序軟件在彈塑性理論的基礎(chǔ)上模擬巷道圍巖的變形與支護(hù)，針對(duì)典型的深部軟巖巷道，提出不同的支護(hù)方案，根據(jù)模擬的結(jié)果分析分別討論不同支護(hù)方案的優(yōu)缺點(diǎn)并進(jìn)行優(yōu)化。
　　 (5)從本文的研究結(jié)果，認(rèn)為金川二礦深部軟巖巷道的支護(hù)措施采用混凝土噴射、錨桿、錨索聯(lián)合支護(hù)方案能夠有效的抑制巷道的變形發(fā)展，維護(hù)巷道的穩(wěn)定，