【摘 要】
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巷道围岩岩体质量影响着矿山巷道工程的稳定性及安全性,构造应力集中区域岩体质量情况更为复杂。山东沂南金矿金场矿区巷道变形及支护破坏严重,受构造应力集中影响较大,需进一步研究巷道围岩岩体稳定性。本文以金场矿区典型巷道为研究对象,采用现场观测、理论分析、室内试验、数值模拟等方法,对适用于构造应力集中区域的巷道围岩稳定性评价方法进行了研究。本文通过工程地质调查查明了矿山典型巷道岩性分布范围、围岩完整性、岩
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巷道围岩岩体质量影响着矿山巷道工程的稳定性及安全性,构造应力集中区域岩体质量情况更为复杂。山东沂南金矿金场矿区巷道变形及支护破坏严重,受构造应力集中影响较大,需进一步研究巷道围岩岩体稳定性。本文以金场矿区典型巷道为研究对象,采用现场观测、理论分析、室内试验、数值模拟等方法,对适用于构造应力集中区域的巷道围岩稳定性评价方法进行了研究。本文通过工程地质调查查明了矿山典型巷道岩性分布范围、围岩完整性、岩体力学性质及水文地质情况;通过分析矿区构造裂隙及地应力分布规律,明确了金场矿区构造应力集中的地质特征;通过巷道变形及支护破坏现场观测与评价总结了矿山巷道现有支护体系;通过矿山构造工程效应分析确定了研究区巷道稳定性不利因素,提出了构造应力集中区域巷道“掘-评-支”各环节的处理措施;基于对BQ、RMR及IRMR等方法的应用及研究,通过多段拟合、方法融合、加权平均、假设验证、细化亚级等方法,建立并优化了 J-IRMR巷道围岩稳定性评价方法;定义了 J-IRMR法的连续性多段拟合函数及地应力修正系数,提高了方法的量化分析程度;拓展了 RMR法的评分区间,将RMR法的五级分类体系细化为五个一级,九个亚级,其中Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ级分别细化为Ⅰ-Ⅰ、Ⅰ-Ⅱ、Ⅳ-Ⅰ、Ⅳ-Ⅱ、Ⅴ-Ⅰ、Ⅴ-Ⅱ、Ⅴ-Ⅲ等亚级;通过BQ法与J-IRMR法的应用对比、巷道稳定性FLAC3D数值模拟等方法,验证了 J-IRMR法对金场矿区构造应力集中区域的适用性;综合评价矿区巷道围岩稳定性整体较差,多在Ⅲ级以下,且巷段岩体质量级别随岩性变化明显,对巷道差异支护提出了较高的要求;通过支护参数的理论计算及分级设置,建立了基于“锚网喷”联合支护方式且适用于J-IRMR法的分级差异支护表格及特殊支护建议,优化了金场矿区典型巷道支护措施;通过FLAC3D巷道支护数值模拟效果,说明了巷道锚杆支护参数随岩体质量级别进行差异设置的合理性。
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