郭忠華，郭 靖

（呂梁學(xué)院礦業(yè)工程系，山西 呂梁 033000）

礦產(chǎn)資源開發(fā)由地表淺部逐漸向地球深部的趨勢(shì)已然確定，特別是地下礦山中深部資源探找前景較好的礦山，礦山基建過程中巷道工程處于“三高”狀態(tài)中，特別是高地應(yīng)力和高熔巖水壓的環(huán)境給巷道穩(wěn)定性帶來了極大的安全威脅[1，2]。李曉輝[3]采用多點(diǎn)位移計(jì)進(jìn)行回采巷道圍巖變形規(guī)律研究，優(yōu)化支護(hù)與施工設(shè)計(jì)，為實(shí)現(xiàn)采礦準(zhǔn)備及掘進(jìn)巷道的安全保障具有重要指導(dǎo)；高建科[4]在金川二礦區(qū)對(duì)深部采場(chǎng)圍巖采取了多專用變形監(jiān)測(cè)手段，收集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行了變形規(guī)律預(yù)測(cè)，為巷道支護(hù)提供了數(shù)據(jù)和理論支撐；諸位學(xué)者還采用其他手段進(jìn)行巷道圍巖變形的監(jiān)測(cè)與模擬，但數(shù)據(jù)真實(shí)、手段直接的研究方法，還是對(duì)圍巖變形的監(jiān)測(cè)，不僅對(duì)表面位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)對(duì)不同深度的圍巖位移情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，是礦山企業(yè)重要的研究手段。

本文通過對(duì)某鉛鋅礦三中段16#線與20#線段沿脈巷道圍巖開展深部位移監(jiān)測(cè)試驗(yàn)，通過巷幫深部巖層位移監(jiān)測(cè)，確定不同圍巖深度的位移量大小，從數(shù)據(jù)上驗(yàn)證支護(hù)方式與參數(shù)的合理性與科學(xué)性，對(duì)支護(hù)方案進(jìn)一步優(yōu)化，有效提高巷道支護(hù)質(zhì)量。

1 巷道概況

1.1 工程地質(zhì)概括

該礦山工程施工距地表800多米，屬典型的深井開采礦山。計(jì)劃于三中段16#線與20#線段沿脈巷道開展深部位移監(jiān)測(cè)試驗(yàn)，該巷道內(nèi)圍巖屬于大塘組，平均巖體裂隙度為12.92·m-1，為非常密集節(jié)理；經(jīng)測(cè)定，該巷道圍巖物理力學(xué)參數(shù)和巖體質(zhì)量分級(jí)為表1、表2。

表1 巖石物理力學(xué)參數(shù)

表2 巖體質(zhì)量分級(jí)描述

1.2 巷道支護(hù)參數(shù)

大塘組試驗(yàn)點(diǎn)共設(shè)三個(gè)測(cè)站，錨桿：直徑為42mm的管縫式錨桿，長(zhǎng)度為1.8m～1.9m，間排距分別為0.8m×0.8m、1.0m×0.8m、1.2m×0.8m；鋼筋網(wǎng)：鋼筋直徑6.5mm、網(wǎng)孔為100mm×100mm。每個(gè)測(cè)站支護(hù)巷道長(zhǎng)度8m，緊鄰支護(hù)段4m仍按原來參數(shù)支護(hù)。錨網(wǎng)支護(hù)示意圖如圖1所示：

圖1 錨網(wǎng)支護(hù)示意圖

2 圍巖深部位移監(jiān)測(cè)

深部巷道形成后，巖體在擾動(dòng)應(yīng)力的作用下，圍巖變形根據(jù)深部不同而出現(xiàn)不通程度的損傷演化進(jìn)程，圍巖深部位移可以在一定程度上表征巖體穩(wěn)定狀態(tài)，相對(duì)與僅進(jìn)行巷道表面位移監(jiān)測(cè)具備更好的超前性[5，6]。

2.1 監(jiān)測(cè)方案

采用NL4200A型多點(diǎn)位移計(jì)，在巷道支護(hù)錨桿與錨桿之間空白區(qū)域布置位移計(jì)，斷面共布置6個(gè)多點(diǎn)位移計(jì)，左右對(duì)稱，分別對(duì)應(yīng)巷道錨網(wǎng)支護(hù)斷面直墻拱、起拱處及三心拱處的變形監(jiān)測(cè)。

2.2 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

按照監(jiān)測(cè)方案的計(jì)劃，常態(tài)化測(cè)定大塘組典型圍巖的深部位移，并做好記錄，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)工作，直至圍巖位移變化不明顯，采集了大量可反映掘進(jìn)圍巖支護(hù)變化規(guī)律數(shù)據(jù)，為后續(xù)方案優(yōu)化研究奠定基礎(chǔ)。通過實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)可以得出各測(cè)點(diǎn)巷道左右?guī)蛧鷰r深部位移量曲線圖如圖2～圖7所示。

圖2 1號(hào)測(cè)站左幫深部位移曲線圖

圖3 1號(hào)測(cè)站右?guī)蜕畈课灰魄€圖

圖4 2號(hào)測(cè)站左幫深部位移曲線圖

圖5 2號(hào)測(cè)站右?guī)蜕畈课灰魄€圖

圖6 3號(hào)測(cè)站左幫深部位移曲線圖

圖7 3號(hào)測(cè)站右?guī)蜕畈课灰魄€圖

2.3 結(jié)果分析

（1）巷道深部中的各基點(diǎn)的位移量，在巷道剛開掘時(shí)變形量大。圍巖的變形速度也比較快，圍巖的位移量與時(shí)間基本成正比例。

（2）除極個(gè)別情況外，各測(cè)站巷道深部各基點(diǎn)的位移在30d左右時(shí)變化趨于平緩，在此之后，巷道的圍巖位移量基本上不再變化，由此可以得出原有支護(hù)方式對(duì)巷道圍巖的穩(wěn)定，起到了關(guān)鍵的作用。

3 結(jié)論

（1）對(duì)于巷道圍巖深部的位移應(yīng)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)，以得到巷道圍巖深部位移及時(shí)準(zhǔn)確的信息，并且應(yīng)對(duì)信息做出及時(shí)分析并做出及時(shí)的維護(hù)，做好巷道的支護(hù)工作，以保證巷道圍巖的穩(wěn)定性。

（2）通過監(jiān)測(cè)結(jié)果可以看出，對(duì)于圍巖條件比較好的大塘組圍巖，在采用三種支護(hù)參數(shù)進(jìn)行支護(hù)后，幫部圍巖深部變形在支護(hù)初期呈現(xiàn)出增大的趨勢(shì)，這主要是因?yàn)橄锏篱_挖支護(hù)后的巷道圍巖應(yīng)力調(diào)整適應(yīng)的過程，隨著時(shí)間的推移，所有的監(jiān)測(cè)斷面的深部位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)呈現(xiàn)出逐漸平穩(wěn)的趨勢(shì)，巷道深部變形逐漸趨于穩(wěn)定。通過深部位移監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，采用間排距分別為0.8m×0.8m、1.0m×0.8m、1.2m×0.8m、錨桿長(zhǎng)度為1.8m時(shí)，巷道深部變形能夠在支護(hù)后趨于穩(wěn)定。