海底金矿破碎岩体巷道治理技术的研究_张超.pdf

第 2 卷第 3 期 采矿与岩层控制工程学报 Vol. 2 No. 3 2020 年 8 月 JOURNAL OF MINING AND STRATA CONTROL ENGINEERING Aug. 2020 033039-1 张超， 宋卫东， 付建新， 等. 海底金矿破碎岩体巷道治理技术的研究[J]. 采矿与岩层控制工程学报， 2020， 2 3 033039. ZHANG Chao， SONG Weidong， FU Jianxin， et al. Technology for roadway management of fractured rock masses in a submarine gold mine[J]. Journal of Mining and Strata Control Engineering， 2020， 2 3 033039. 海底金矿破碎岩体巷道治理技术的研究 张 超 1,2， 宋卫东1,2， 付建新1,2， 李 杨1,2， 张开诚3 1. 北京科技大学 土木与资源学院， 北京 100083； 2. 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室， 北京 100083； 3. 山东黄金矿业莱州有限公司三 山岛金矿， 山东 莱州 261442 摘 要 为解决三山岛金矿西南翼巷道变形大、 顶板淋水、 隐伏空区等工程问题， 采用理论分 析、 现场试验和数值模拟等手段， 基于地质雷达对裂隙空区进行扫描， 对海底巷道周边存在空 区条件下的巷道支护进行分析， 提出喷锚穿一体化支护技术。研究结果表明 结合化学元素分 析、 地质雷达扫描、 钻孔技术可以准确探明裂隙空区具体位置； 喷锚穿一体化支护技术使得巷 道顶板实际下沉量相比原模拟支护方案减小15.41 mm， 两帮变形量减小15.36 mm， 巷道围岩稳 定性明显得到改善； 此外， 为保证现场施工达到预期效果， 对现场施工技术提出具体技术要求， 并进行现场周边位移的实地监测， 实现了对巷道变形的有效控制。研究结果可为矿山其他类 似区域提供参考。 关键词 海底采矿； 采空区探测； 松动圈； 巷道支护； 数值模拟 中图分类号 TD353 文献标志码 A 文章编号 2096-7187202003-3039-08 Technology for roadway management of fractured rock masses in a submarine gold mine ZHANG Chao ， SONG Weidong， FU Jianxin， LI Yang， ZHANG Kaicheng 1. School of Civil and Resource Engineering， University of Science and Technology Beijing， Beijing 100083， China； 2. Key Laboratory of High-Efficient Mining and Safety of Metal Mines Ministry of Education of China ， Beijing 100083， China； 3. Sanshandao Gold Mine of Shandong Gold Minging Industry Co.， Ltd.， Laizhou 261442， China Abstract Sanshandao Gold Mine is a submarine gold mine. Its southwest wing encounters many engineering problems including large roadway deation， roof flooding and hidden void area. A comprehensive study using theoretical analysis， field tests and numerical simulation was pered to investigate the behavior of a roadway excavated in fractured rock masses. An integrated support technology was proposed. The results show that the specific location of the fracture cavity can be accurately identified by combining chemical element analysis， geological radar scanning and drilling technology. With the integrated support technology of shotcrete anchor penetration integrated support model, the roof subsidence and the wall-to-wall convergence were decreased by 15.41 mm and 15.36 mm, respectively, compared with the original simulated support scheme. In addition， in order to ensure the expected effect of the field construction， specific technical requirements were put forward for the field construction technology， and the field monitoring of the displacement around the site was carried out to effectively 收稿日期 2019-10-16 修回日期 2019-12-29 责任编辑 许书阁 基金项目 国家重点研发计划资助项目 2017YFC0602900 ； 中国博士后科学基金面上资助项目 2018M641200 ； 中央高校基本科研业务费专项资金 资助项目 FRF-TP-18-021A1 作者简介 张超 199 5 ， 男， 陕西西安人， 硕士研究生， 主要从事岩石力学方面的研究工作。E-mail chao13488151169 ChaoXing 张超等 采矿与岩层控制工程学报 Vol. 2， No. 3 2020 033039 033039-2 control the roadway deation. The scheme provides a reference for other similar areas of the mine. Key words submarine gold mine； goaf detection； loose circle； roadway support； numerical simulation 有效的巷道维护是金属矿山安全高效开采的 重要前提之一 。支护强度过大， 会增加开采成 本及生产周期， 支护强度过小， 安全难以保证， 寻求 一种合理的支护措施是矿山生产的重要环节 。 诸多学者针对巷道治理展开了大量卓有成效的工 作， 并取得了丰富的研究成果。马鑫民 等揭示了 大变形巷道围岩失稳破坏机理， 建立了双层环状支 护带承载体系， 并提出了锚注支护一体化技术； 陈 顺满 等为研究软弱围岩巷道返修控制技术， 对巷 道围岩的破坏特征和变形机理进行分析， 提出了以 喷射混凝土和注浆为基础、 高强度预应力锚杆和锚 索为核心的“大小结构”双拱协同全断面支护方 案； 罗生虎 等依据弹塑性理论建立了巷道围岩- 支护体耦合作用模型， 研究了支护位置和支护体厚 度与巷道位移、 支护反力和围岩塑性区半径之间的 关系； 韩斌 等提出了湿喷混凝土在不良岩体巷道 支护中的支撑作用、 充填与隔离作用以及应力转化 作用， 采用湿喷混凝土树脂锚杆实现了对不良岩 体的支护； 刘洪涛 等构建了围岩-支护系统本构 模型， 提出了顶板可接长锚杆支护系统， 应用于具 体矿山并有效地控制了顶板的持续变形； 王其洲 等研究了非均称变形巷道围岩位移、 应力和塑性区 等围岩稳定性指标变化规律， 以及高强度分区锚网 索支护作用， 提出了非均称变形巷道高强度分区锚 网索支护技术。目前大多数文献研究的主要是传 统的陆地矿山， 涉及海底矿山巷道支护方面的文献 较少。与传统的地下巷道相比， 海底采矿条件更为 恶劣， 一方面由于地压的扰动使围岩产生较大变 形， 另一方面由于海水的渗流导致围岩更为裂碎。 本文以三山岛金矿西南翼-165 m水平125线脉 外探矿巷为研究工程背景， 基于巷道的地质条件及 围岩的变形特征， 通过理论分析、 现场试验和数值 模拟等手段， 研究在巷道周边存在空区的条件下巷 道的支护治理情况， 提出了喷锚穿一体化支护技 术， 进而保障巷道的安全稳定。 1 工程地质条件 三山岛金矿新立矿区西南翼矿段属于国内首 例金属矿海底采矿矿山， 其地质条件较于陆地矿山 更为恶劣。西南翼矿段位于119勘探线以西， 矿体 属典型的倾斜中厚矿体， 矿体稳固性适中； 上下盘 围岩主要为碎裂花岗岩， 稳固性较差。另一方面， 海水深4～6 m， 受海水压力及岩体内部渗流作用， 岩层移动规律较为复杂。由于前期的无规律开采， 造成-165 m水平多处出现顶板淋水现象， 导致巷道 变形严重。 2 实验分析 2.1 围岩力学参数 西南翼矿段上盘紧贴F 大断层， 下盘有破碎带 的存在， 围岩情况较为恶劣。岩石主要为碎裂花岗 岩、 钾化花岗岩和绢英岩化花岗岩， 主要成分有原 岩矿物斜长石 45～50 、 钾长石 15～25 、 石 英 15～30 、 黑云母 15％～25 等， 节理裂隙 较为明显。现场取岩体试块， 制成标准圆柱体试件 50 mm100 mm 进行围岩力学参数的测定， 岩样 试件分别进行单轴压缩、 巴西劈裂和三轴压缩实验 图1 ， 测定其抗压强度、 弹性模量和泊松比等力学 参数， 并采用Hoek-Brown准则对已有力学参数进行 适当的折减获得岩体的基本参数， 具体见表1。 a 岩样制备 b 单轴压缩实验 图1 岩石室内实验 Fig. 1 Laboratory rock tests ChaoXing 张超等 采矿与岩层控制工程学报 Vol. 2， No. 3 2020 033039 033039-3 表 1 -165 m 水平 125 线脉外探矿巷基本力学参数 Table 1 -165 m basic mechanical parameters of 125 line horizontal vein external exploration roadway 位置 密度/ kgm  单轴抗压强度/MPa 弹性模量/GPa 泊松比 抗拉强度/MPa 黏聚力/MPa 内摩擦角/ -165 m水平125线 2 718 39.18 33.85 0.24 1.33 1.69 37.4 2.2 顶板淋水分析 进行-165 m水平125线脉外探矿巷顶板淋水研 究是为了确定巷道周边是否存在较大的裂隙或空 区， 海水是否通过裂隙或空区渗流而下。取该位置 顶板淋水进行化学成分分析， 通过比较该位置顶板 淋水与海水的相似程度， 可初步判断是否存在贯通 海底的裂隙或存在充满海水的老采空区。125线脉 外探矿巷顶板淋水与海水的化学成分见表2。 表 2 -165 m 水平 125 线脉外探矿巷顶板淋水和海水的化学成分分析 Table 2 -165 m chemical composition analysis of water and sea water on the roof of line 125 horizontal vein external exploration roadway 取水地点 pH值 悬浮物/ mgL  化学需氧量/ mgL  Cl 含量/ mgL  铜含量/ mgL  铅含量/ mgL  锌含量/ mgL  海水 7.56 3.8 0.96 15 003.90 未检出 0.012 0.011 -165 m水平125线 7.68 14.0 0.24 18 654.85 0.024 未检出 0.024 海水中含有大量Cl ， 在长期的时间效应中， 形 成的水合物生成的排盐效应， 使得部分区域内海水 的盐度增高， Cl 含量增加， 该区域有空区存在的可 能 。当Cl含量大于20 000 mg/L时， 与海水相差较 大， 说明从该区域渗流而下的水属于Cl 含量高值异 常区， 则必定有区域内储存部分海水， 可能有空区 存在， 对顶板产生较大威胁。 对比海水和-165 m水平125线脉外探矿巷顶 板淋水， 125线脉外探矿巷顶板的Cl 含量较海水 相差不大， 且小于20 000 mg/L， 水分的pH值都呈 弱碱性， 其他微量元素也无较大差别。由此可以 断定-165 m水平125线脉外探矿巷顶板淋水为海 水通过裂隙直接渗流而成的， 即在-165 m水平 125线脉外探矿巷周围有裂隙存在， 未有较大的空 区。 2.3 裂隙、 空区探测 对-165 m水平125线脉外探矿巷周围裂隙或者 空区的具体位置， 还需借助地质雷达进行精确扫 描。地质雷达探测工作原理 为通过发射天线 以60～90的波束角向地下发射高频电磁脉冲波， 电磁脉冲波在传播过程中遇到电性分界面时， 由于 电磁脉冲波在不同介质中具有不同的介电常数， 因 此电性分界面两侧会存在介电常数差异而产生反 射， 两侧的相对介电常数变化越大， 反射电磁波的 信号强度越大。反射电磁波由接收天线接收， 并将 接收的信号转换为电信号再传至主机， 由主机形成 雷达探测图像。 地质雷达的有效精度为30 m， 扫描的区域如图 2所示。该位置之前曾打钻孔探明有空区、 裂隙较 发育， 通过地质雷达可有效确定该区域具体位置， 为后期治理提供准确的勘探资料。 基300 基400 基350 129127125123121119 扫描区域 巷道已充填 配 电 硐 室 回风大巷125线脉外探矿巷 图2 -165 m水平125线平面图 Fig. 2 -165 m horizontal plan of line 125 采用地质雷达自西向东扫描图2中红色区域， 地质雷达的扫描结果如图3所示。 通过雷达图像， 可清晰观察到 1 在绿色方框 扫描长度0～5 m 0～3 m深度 范围内， 有多组电磁波反射信号， 同相轴时断时续， 频率中低频， 该区段范围内节理裂隙发育； 2 在红色方框 扫描长度5～17 m 0～5 m深度 范围内， 有多组电磁波反射信号， 信号同相连续， 振 幅较强， 频率低频， 局部有多次震荡特征， 该区段范 围内富含水分， 并伴有节理裂隙发育； ChaoXing 张超等 采矿与岩层控制工程学报 Vol. 2， No. 3 2020 033039 033039-4 结构深度/m 时间速度/ns 探测面长度/m 15 10 5 0 020406080100140180120160200 012345796810 图3 地质雷达扫描图 Fig. 3 GPR scanning map 3 在这2个方框右侧范围内， 电磁波反射信号 较弱， 同相轴不连续， 信号振幅较弱， 频率较高， 该 范围内围岩较好。 根据地质雷达扫描结果， 在该区域5～17 m扫 描区域内节理裂隙发育较丰富， 为保证巷道稳定， 需即刻进行治理。目前矿山已结合钻孔设计探明 空区具体位置， 并已进行大面积充填注浆处理， 填 充节理裂隙， 维护巷道初步稳定。 3 巷道支护控制对策 3.1 支护方案及破坏特征 -165 m水平125线脉外探矿巷属于海底巷道， 受到地压和水压双重耦合作用， 加剧了巷道的破坏 效果。另一方面， 矿山对海底巷道支护控制强度应 较常规巷道更高， 海底巷道支护除了防止地压过大 产生顶板、 片帮冒落外， 还应对巷道周边裂隙进行 封堵， 避免自海底形成贯通裂隙， 形成矿山突水事 故。 巷道断面为三心拱， 截面积为3.6 m3.3 m。目 前矿山采用的支护方式主要为喷射50 mm厚混凝 土， 根据围岩稳固情况选择性使用树脂锚杆进行加 固， 树脂锚杆无固定排间距， 因此可认为矿山目前 支护方式为喷浆支护， 后续进行支护模拟时以 50 mm喷浆支护作为原支护方案。由于顶板淋水， 顶板多处混凝土喷层脱落， 部分区域围岩裸露； 顶 板出现下沉现象； 由于围岩为碎裂花岗岩， 强度较 低， 少量帮部围岩冒落。另外-165 m水平作为矿山 科研通道， 需要永久保留。因此， 在已进行巷道周 边的节理裂隙充填治理后， 需对巷道进行后期重新 支护。 3.2 围岩控制方案分析 在已有巷道支护的基础上提出喷锚穿一体化 支护。混凝土喷层作为巷道主动支护的主要手段， 通过对巷道浅部围岩进行喷浆， 封闭巷道周边破碎 围岩， 使巷道周边形成连续强应力带， 抵抗围岩的 位移变形。在混凝土喷层基础上进行锚杆支护， 根 据设计均匀布置锚杆， 用穿带将排间锚杆连接起 来， 之后再喷射一层混凝土， 使支护成为一个整体， 形成完整的围岩自承结构， 阻隔地应力和变形的传 播和扩展。穿带采用φ15型号的钢筋焊接而成， 顺 着锚杆托盘下方穿过锚杆， 将各排锚杆固定为一个 整体。另一方面， 喷锚穿一体化支护也能阻止裂隙 水的渗流、 防止锚杆和穿带等金属的腐蚀。具体的 支护模型如图4所示。 树脂锚杆 穿带 混凝土喷层 巷道 围岩松动圈 图4 喷锚穿一体化支护模型 Fig. 4 Shotcrete anchor penetration integrated support model 3.3 围岩松动圈计算 准确掌握围岩松动圈的大小是进行支护的基 础条件 ， 松动圈厚度的大小， 直接与巷道的稳 定性和支护的难易程度相关。可依据芬纳公式的 修正式 进行松动圈的计算， 具体的计算公式如式 1所示。 1 sin 2sin 0 0 cot1sin cot           cpR rpc 1 式中， R为松动圈半径； r 为巷道半径； p 为围岩初始 应力； p为初期支护压力； c为围岩的黏聚力；为围 岩的内摩擦角。 依据矿山基础地质条件， 围岩的内摩擦角取 37.4， 黏聚力取1.69 MPa， 巷道半径取1.8 m， 围岩初 始应力取5.275 MPa， 初期支护压力取0， 计算得松 ChaoXing 张超等 采矿与岩层控制工程学报 Vol. 2， No. 3 2020 033039 033039-5 动圈半径R为1.974 m。 根据松动圈半径， 可知矿山目前选取的树脂锚 杆20 mm2 200 mm 符合要求。 3.4 喷锚穿一体化支护方案数值计算 基于岩石力学原理， 巷道开挖应力扰动范围为 巷道宽度的3～5倍， 结合巷道截面积3.6 m3.3 m， 模型尺寸设为30 m5 m25 m。模型的建立如图5 所示， 围岩均为碎裂花岗岩， 针对探明的裂隙空区 已进行注浆填充。由于巷道位于海底， 考虑海水的 渗流作用， 建立流固耦合模型进行巷道支护计算。 采用各向同性渗流模型 Model fl_isotropic ， 具体设 计参数见表3。采用FLAC 中的结构单元进行支护 方案的模拟， 其中应用cables单元模拟锚杆， 应用 shells单元模拟混凝土喷层， 应用beams单元模拟穿 带， 具体参数见表4， 5。 σ  σ  σ  -150 m -175 m 混凝土喷层 巷道 碎裂花岗岩 注浆 图5 数值计算模型 Fig. 5 Numerical calculation model 表 3 各向同性渗流模型参数的选取 Table 3 Selection of parameters of isotropic seepage model 碎裂花岗岩 海水 渗透系数/ m Pa s  孔隙率 流体模量/Pa 流体密度/ kgm  110   0.14 210  1 025 表 4 锚杆、 穿带具体参数 Table 4 Specific parameters of bolt and penetration 参数 直径/mm 弹性模量/GPa 抗拉强度/kN 树脂锚杆 20 200 1 000 穿带 15 200 1 000 表 5 混凝土喷层具体参数 Table 5 Specific parameters of shotcrete 参数 密度/ kgm  抗拉强度/MPa 弹性模量/GPa 泊松比 混凝土喷层 2 482 2.20 42.5 0.230 3.4.1 支护方案优选 根据相关理论依据、 设计规范， 结合工程类比 法， 主要选取3种不同的支护方案进行数值模拟， 主 要的参数如下 方案方案1 1 采用锚喷穿一体支护方案。顶板采用 20 mm2 200 mm 的 树 脂 锚 杆 ， 锚 杆 间 排 距 为 800 mm1 000 mm； 垂直于巷道布置穿带， 穿带间距 1 000 mm； 喷射50 mm厚混凝土进行封闭。 方案方案2 2 采用锚喷穿一体支护方案。顶板采用 20 mm2 200 mm 的 树 脂 锚 杆 ， 锚 杆 间 排 距 为 1 000 mm1 200 mm； 两帮采用20 mm 2 200 mm 的树脂锚杆， 锚杆间排距为1 200 mm 1 200 mm； 垂 直巷道布置穿带， 穿带间距1 200 mm； 喷射50 mm厚 混凝土进行封闭。 方案方案3 3 采用锚喷穿一体支护方案。顶板采用 20 mm2 200 mm 的 树 脂 锚 杆 ， 锚 杆 间 排 距 为 1 000 mm1 000 mm； 两帮采用20 mm 2 200 mm 的树脂锚杆， 锚杆间排距为1 200 mm 1 000 mm； 垂 直巷道布置穿带， 穿带间距1 000 mm； 喷射50 mm厚 混凝土进行封闭。 3.4.2 支护方案分析 原支护情况下 50 mm喷浆支护 巷道变形的数 值模拟， 如图6所示。 变形量/mm -10.00 -5.00 0 5.00 7.50 8.12 -21.76 -20.00 -17.50 -12.50 -7.50 -2.50 2.50 变形量/mm -10.00 -5.00 0 5.00 7.50 10.00 12.50 15.00 17.50 21.50 20.00 -20.99 -20.00 -17.50 -12.50 -7.50 -2.50 2.50 a 顶板下沉 b 两帮变形 图6 原支护巷道变形情况 Fig. 6 Deation of original support roadway ChaoXing 张超等 采矿与岩层控制工程学报 Vol. 2， No. 3 2020 033039 033039-6 在原支护的条件下， 巷道顶板下沉21.76 mm， 两帮移动21.50 mm， 变形量较大 巷道位于海底， 为 确保支护效果， 变形量＞10 mm均认为变形较大、 支 护效果不太理想 。对3种支护分案分别进行数值 模拟， 模拟的结果如图7所示。各方案的数值模拟 结果见表6。 01 0002 0003 0004 0005 000 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 原支护 方案1 方案2 方案3 原支护 方案1 方案2 方案3 顶板变形/mm 边帮变形/mm 计算时步 图7 各方案变形情况 Fig. 7 Deation of each scheme 表 6 各种支护方案支护效果 Table 6 Support effect of various support schemes 方案 顶板下沉量/mm 两帮移近量/mm 原支护 21.76 21.50 方案1 4.95 5.18 方案2 3.71 3.86 方案3 1.83 1.42 由表6的支护效果可知， 各方案的参数设计均 能明显降低巷道的变形量。方案3的支护效果最 好， 但锚杆的密度加大， 相应地提升了经济成本； 方 案1锚杆的密度较小， 支护效果较差， 经济成本较 低。 综合考虑支护效果和经济效益， 方案2为最优 的支护方案， 即 采用锚喷穿一体支护方案， 顶板采 用20 mm2 200 mm的树脂锚杆， 锚杆间排距为 1 000 mm1 200 mm； 两帮采用20 mm2 200 mm的 树脂锚杆， 锚杆间排距为1 200 mm1 200 mm； 穿带 间距1 200 mm； 最后喷射50 mm厚混凝土进行封 闭。 在方案2治理下， 巷道顶板下沉量比原支护方 案 模拟 减小18.05 mm， 两帮变形量减小17.64 mm， 巷道围岩稳定性得到明显改善。 具体设计方案如图8所示。 树脂锚杆 20 mm2 200 mm 锚杆托盘 120 mm120 mm8 mm ⅠⅠ ⅠⅠ 穿带 间距1 200 mm 穿带 喷浆C42.5 φ 图8 设计方案示意 Fig. 8 Design schematic diagram 3.4.3 现场施工技术要求 为保证现场施工能顺利进行， 并达到预期效 果， 对现场施工技术提出以下的技术要求 1 首先敷设钢筋条， 采用铁丝将钢筋网捆扎 在钢筋条上， 2个钢筋网间的搭接长度为0.6～ 1.0 m， 而后采用树脂锚杆将钢筋条及钢筋网固定于 岩壁之上。最后， 喷射混凝土形成混凝土支架。 2 若巷道顶部成型不规则， 不需要将支护钢 筋网完全贴合岩壁， 后续喷射混凝土进行密实， 局 部区域应进行锚杆支架补强。 3 喷射混凝土的原材料 应选用普通硅酸盐 水泥， 其标号不得低于C42.5， 受潮和过期结块的水 泥严禁使用； 应采用坚硬干净的中砂或粗砂， 细度 模数宜大于2.5， 含水率不宜大于7； 应采用坚硬耐 久的卵石或碎石， 其粒径不宜大于15 mm； 不得使用 含有酸、 碱或油的水。 4 混合料的配比应准确， 称量的允许偏差 水 泥和速凝剂应为2， 砂、 石应为3。混合料应 采用机械搅拌。强制式搅拌机的搅拌时间不宜少 于1 min， 自落式搅拌机的搅拌时间不宜少于2 min， 人工搅拌必须均匀。 5 混合料应随拌随用， 不掺速凝剂时存放时 间不应超过2 h， 掺速凝剂时存放时间不应超过 20 min， 在运输过程中应严防雨淋、 滴水及大块石头 ChaoXing 张超等 采矿与岩层控制工程学报 Vol. 2， No. 3 2020 033039 033039-7 等杂物混入， 装入喷射机前应过筛。 6 喷射前应清洗岩面。喷射作业中应严格控 制水灰比 喷砂浆应为0.45～0.55， 喷混凝土应为 0.40～0.45。混凝土的表面应平整、 湿润光泽、 无干 斑或滑移流淌现象， 发现混凝土的表面干燥松散、 下坠、 滑移或裂纹时， 应及时清除补喷。终凝2 h后 应喷水养护。 4 工程应用 将优化方案应用于三山岛金矿西南翼-165 m 水平125线脉外探矿巷， 同时分别在巷道周边布置 测点， 监测巷道周边位移的变形情况。测点布置位 置如图9所示， 其中， AB测两帮的移近量， CD测顶底 之间的变形量。 BA C D 图9 巷道变形监测基点布置 Fig. 9 Deation monitoring point in roadway 巷道的顶板和两帮的变形量监测结果如图10 所示。 51015202530 0 1 2 3 4 5 6 7 6.11 变形量/mm 时间/d 两帮变形 顶板变形 6.35 图10 巷道变形情况观测 Fig. 10 Roadway deation observation diagram 由图10可知， 巷道的变形主要集中在5 d以内， 5 d之后两帮变形基本处于稳定状态， 顶板在20 d之 后 出 现 小 幅 度 变 形 。 两 帮 的 最 大 变 形 量 为 6.11 mm， 顶板的最大变形量为6.35 mm， 与原模拟 支护方案相比顶板变形量减小15.41 mm， 两帮变形 量减小15.36 mm， 变形量得到有效控制， 该结果与 数值模拟计算结果相比误差在3 mm之内， 与本文理 论研究结果相吻合。 5 结 论 1 应用顶板淋水元素分析、 地质雷达等方式 进行巷道周边裂隙、 空区的探测， 结合钻孔设计探 明裂隙、 空区具体位置， 进行大面积充填注浆处理， 填充裂隙、 空区， 维护巷道初步稳定。 2 结合围岩松动圈理论， 提出喷锚穿一体化 支护， 并建立流固耦合模型， 得到巷道支护最优参 数 顶板锚杆间排距1 000 mm1 200 mm， 两帮锚杆 间排距1 200 mm1 200 mm， 采用20 mm2 200 mm 树脂锚杆； 穿带间距1 200 mm； 混凝土喷层50 mm。 该方案治理效果使巷道顶板下沉量相比原支护方 案 模拟 减小18.05 mm， 两帮变形量减小17.64 mm， 巷道围岩稳定性明显得到改善。 3 将支护方案应用于现场施工， 监测巷道周 边位移变形情况的结果表明， 采用该支护后， 围岩 变形缓和， 两帮的最大变形量为6.11 mm， 顶板的最 大变形量为6.35 mm。该方案为矿山类似区域巷道 支护提供了有效依据。 参考文献 References [1] 陈晓祥， 吴俊鹏. 断层破碎带中巷道围岩大变形机理及控制技术 研究[J]. 采矿与安全工程学报， 2018， 35 5 885-892. 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