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近年来,随着我国金属矿山的迅速发展,在地形、地貌及地质条件复杂的西部地区修建井下硐室工程将会遇到更多的不良地质条件,其中断层破碎带是重要的地质灾害源。断层破碎带的性质、规模及开挖支护方法是影响工程安全的决定性因素,施工中极易引发塌方、突涌水等灾害事故。因此,研究硐室穿越断层破碎带塌方风险、施工过程中的力学效应及围岩变形规律,探索快速、安全、经济的施工工法,具有重要的工程意义。 论文针对卷扬机硐室穿越断层破碎带工程开展如下研究: (1)分析了卷扬机硐室所处断层破碎带的成因及对硐室工程施工带来的危害,确定影响断层破碎带稳定的主要因素,总结各类硐室支护经验及成果,为卷扬机硐室穿越断层破碎带施工提供技术支持; (2)应用多层次模糊数学综合评价、现场试验相结合的方法,对硐室穿越断层破碎带的塌方风险进行了研究;在分析塌方主控因素的基础上,建立了塌方风险模型,给出了塌方应对措施; (3)采用了数值分析方法,模拟研究在断层带内开挖硐室的围岩位移及应力变化规律; (4)通过分析卷扬机硐室施工中遇到围岩破碎问题的处理方法和掘进施工特点,制定了卷扬机硐室分台阶和侧壁导坑法开挖方案和围岩受力变形监控监测方案,开展了破碎带硐室施工安全控制技术研究; (5)在现场试验中,进行了硐室围岩变形及支护受力变形情况的监控监测和硐室稳定性的初步评价。试验结果表明,改进以后的硐室施工方案和围岩控制方案取得了较好的技术经济效果。