金川软岩岩石工程力学性质及巷道锚固参数优化

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1、硕士学位论文第一章绪论1．2．1金川矿区巷道支护技术现状关于金川矿区深部巷道支护的研究已有几十年的历史，积累了丰富的经验和研究成果。对矿区进行了工程地质岩组划分，做了大量岩石力学试验，岩石属于高应力膨胀软岩，基本掌握了矿区地应力规律。先后提出了刚性支护方式、柔性支护方式和刚柔结合的支护方式。支护形式主要有：双层喷锚网支护、锚注支护、钢筋混凝土支护、U钢+喷锚网支护、中长锚索支护。目前在矿区使用的最多、最广泛的支护形式为喷锚网支护，而锚注支护、U钢、中长锚索支护多为加固支护【24】，具体支护情况见表1．1及图1．

2、1。表1-1金川二矿区二期主要工程的支护型式及破坏情况【24】4硕士学位论文第一章绪论注：联合支护I=U型铜架+预制砼砌块+喷砼；联合支护2=网构钢架十喷锚联合支护3=素喷混凝土十现浇钢筋混凝土；联合支护4=U型钢架十砼双网十砼图1-1金川矿区现行支护f25】1．2．2金川巷道支护成功之处金川矿区巷道支护技术经过多年的支护实践，主要拥有以下几点成功之处126-291：(1)根据以岩石力学、地应力变化规律、地质构造为基础的实践，同时依据支护理论，针对地质条件和岩石的不同，灵活采用多种支护方式，一定范围内较好地解决

3、了巷道稳定性问题。(2)应用推广了锚注支护。锚注是软岩巷道支护的有效手段，包括受采动影响巷道。锚注支护采用新型的外锚内注式锚杆，从工艺上把锚杆支护和围岩注浆有机结合起来，通过注浆加固在巷道围岩内形成注浆加固圈，提高围岩自身的稳定和自撑能力，达到了巷道稳定的目的。硕士学位论文第一章绪论(3)喷锚网支护技术的引进。相对于传统支护方式被动承受围岩压力，喷锚网支护积极、及时地对围岩进行加固，利用和加强围岩自身的支撑作用来维护围岩的稳定，较好地解决了金川矿区巷道的稳定性问题。(4)金川矿区的复杂岩体环境下，碎裂蠕变特性的

4、巷道稳定性问题一直是建设中的难题。金川科技和生产人员在支护实践中没有拘泥于传统，而是由过去单一的支护形式向多种支护方式的综合使用，取得了较好的成绩。如现浇钢筋混凝土壁后注浆、钢拱架+锚注支护等。1．2．3金川巷道支护不足之处金川现有的这些支护方式在一定的条件下，都取得了良好的支护效果，保证了矿山的稳产高产。但随着金川矿区开采转向深部开拓，复杂的工程地质条件、高应力、岩体破碎蠕变、遇水膨胀等不利因素的影响，深部巷道围岩表现出明显的碎胀蠕变特性，以往的研究成果和实践经验已不能满足现有生产的需要，使得目前二矿区深部巷

5、道支护问题更加突出。(1)岩石力学与支护理论认识和实践上的不足①过去的研究基本围绕金川矿区围岩的地质构造、岩石力学性质，对围岩进行了分类，也提出了结构面对巷道稳定性的影响是十分关键的，但在具体的支护实践中，对结构面的认识还不足，没有依据岩体结构面的变化及时调整支护参数甚至支护方式。同时，金川矿区的岩体在结构面发育情况、岩体质量和围岩位移等方面都表现出的是各向异性，但在具体的支护设计与实践中没有考虑。②尽管金川矿区岩石力学、巷道支护研究历史较长，取得了很好的效果，但在支护实践和设计当中，现有的较为传统的支护方式把

6、复杂的碎胀蠕变岩体的地压问题，单纯视为松散体地压问题，采用以支撑围岩、防止围岩滑落为主的支护形式，不可能彻底解决金川矿区支护问题。③虽然新奥法喷锚网支护理论是以岩石力学为基础的工程地质和支护实践中总结出来的新型支护技术，但单纯的喷锚网支护理论与实践并不能解决金川支护问题，对于金川复杂地质条件下的工程稳定问题，尚不能更好地解决。④金川矿区总的支护思想是“先柔后刚’’、“先放后支"。但在具体实践中，二次支护的支护时机如何把握，一次支护的强度究竟达到什么标准为宜，没有深入研究，依现有支护实际看，“柔"有余而“刚”不足

7、1261。(2)不够重视巷道底板巷道支护以顶底板和两帮为主。在高应力、碎胀蠕变巷道中，底鼓是一个突出的问题。但金川深部巷道由于多种原因，对底板重视不够。其底鼓的强烈变形和破坏，不仅影响交通和生产运输，更重要的是它还影响两帮和顶板的稳定性，6硕士学位论文第一章绪论甚至会导致片帮和顶板垮落【30011。(3)监测手段少，补强措施滞后由于岩体赋存条件和地质作用的复杂性，地下工程岩体的稳定性受到施工方法、开挖顺序、支护方法、支护时间及围岩的物理力学性质等诸多因素的影响，使得软弱岩体工程支护设计很难准确地适应围岩的力学性

8、质，所以必须在施工过程中对某些参数进行现场监控量测。例如，围岩表面收敛变形量测，围岩深部位移量测，围岩松动圈发展变化过程的监测，围岩与支护的变形与应力量测等，能明确许多模糊因素造成开挖后围岩和支护上出现的力学行为，进而验证支护设计的正确性，监督施工进程，同时通过上述量测信息的反馈，可以对原设计支护形式或者支护参数的修正提供科学依据。金川矿区巷道大部分处于大松动圈内。因没有专门的监测人员