深部破碎岩体巷道围岩控制技术研究

吴大伟¹，李元辉¹，钱源²，范纯超³，董二虎¹

1. 深部金属矿山安全开采教育部重点实验室2. 山东黄金矿业股份有限公司3. 山东黄金矿业股份有限公司三山岛金矿

摘 要：某金矿进入深部开采后,由于围岩破碎,巷道开挖后出现了明显的变形和破坏现象,难以满足其服务期间的稳定性要求。针对这一问题,采用现场调查、数值模拟和现场试验等手段开展了研究。首先,分析了巷道变形和破坏特征,认为该矿巷道破坏表现为两帮破坏,然后发展至顶板。其次,从充分利用深部破碎岩体自承能力的角度出发,提出了马蹄形巷道设计方案,并采用数值模拟的方法分别模拟了矩形巷道,直墙半圆拱巷道,直墙三心拱巷道和马蹄形巷道的开挖过程,结果显示当采用马蹄形巷道时,能够减小围岩应力松弛区的范围,改善围岩的受力条件,极大限度地抑制了围岩的变形和破坏。再次,给出了优化的马蹄形巷道支护方案,在传统只采用顶板锚杆的基础上增加两帮锚杆和穿带,其中,顶板锚杆间距1.5 m,两帮锚杆间距1.0 m,排距均为1.0 m。最后,将得到的马蹄形巷道方案应用到该矿-900 m分段联巷的工程实践当中,结果表明马蹄形巷道施工后围岩没有发生明显的变形和破坏,取得了较好的施工效果,保证了巷道的稳定性。通过本研究可以为该种类型的深部破碎岩体巷道的围岩控制技术提供参考和借鉴。

关键词：深部开采;破碎岩体;围岩控制;马蹄形巷道;数值模拟;