鑿岩硐室

簡介

鑿岩酮室的穩定性關係到采場作業的安全問題，為了實現安全、高效採礦的目標，需對鑿岩酮室的穩定性進行安全評價，以決定是否採取支護措施，以及採取何種支護措施。

岩體工程穩定性評價方法大體上可分為3類：第一類為因素組合公式法；第二類屬於模糊數學法；第三類為模擬分析法，如數值模擬法。雖然模糊數學法在岩體工程穩定性評價中得到了一定程度的套用，但往往由於影響因素考慮不夠全面、分級標準不盡合理等方面的原因，在某種程度上影響了該法的套用效果，克服上述不足，運用模糊綜合評判法對深井采場鑿岩酮室的穩定性進行評價。

影響深井采場銅室穩定性的因素

根據礦山岩體力學理論和工程實踐經驗，確定影響深井采場鑿岩酮室穩定性的主要因素可分為如下4個方面，每個方面又分為若干個因素。

岩石強度

通常表征岩石強度的力學參數有岩石單軸抗壓強度、抗拉強度、彈性模量、泊松比、內聚力和內摩擦角等，根據現有的研究成果，考慮到它們之間的關係及重要程度，選取單軸抗壓強度、抗拉強度、彈性模量作為岩石強度的評價因素。此外，對於深井開採而言，岩爆傾向性是必須考慮的因素，這裡採用岩爆指數(即有效彈性變形能量指數)作為岩爆傾向性的評價指標。

工程地質特徵

工程地質情況對岩體穩定性具有重要影響，選用岩芯質量指標RQD值、節理間距、節理走向和傾角、節理條件、結構面膠結狀況、地下水情況作為評價因素。其中，節理條件指節理面的粗糙程度、節理連續情況和節理寬度，地下水情況用每10m巷道的湧水量作為評價指標。

空區狀況

空區面積、體積和頂板暴露面形狀係數是通常表征空區狀況的3項指標。暴露面形狀係數定義為面積與周長之比(也稱水力半徑)。對於留有礦柱的情形，實空比(定義為礦柱面積與空區面積之比)是一個反應空區特徵及穩定性的重要參數。

力學環境

鑿岩酮室的力學環境包括原岩應力和爆破振動兩個方面。根據莫爾庫侖理論，原岩應力大小和應力差是決定岩體強度的重要因素。由於岩體具有顯著的各向異性、不均質性和不連續性，應力作用方向不同，其強度也就完全不同。爆破振動對岩體穩定性有著不可忽視的影響，爆破作用往往在岩體臨空面處產生拉伸波，極易導致岩體離層破壞。因而，選用原岩應力大小、應力差、應力作用方向和爆破振動4項因素作為評價指標。

硐室穩定性評價實例

以銅陵冬瓜山銅礦深井開採52-2#試驗采場鑿岩酮室為例進行穩定性模糊綜合評價。

冬瓜山銅礦床埋藏深度達740-1150 m,設計的礦井年生產能力為300萬t，礦岩具有岩爆傾向性，正在進行階段空場嗣後充填採礦法試驗。回採鑿岩分為大孔和中深孔兩種方式，大孔直徑為165 mm，中深孔直徑為76 mm。 52一2#采場為大直徑深孔試驗采場，該采場有礦石量24萬t，鑿岩酮室布置在礦體的頂部。

鑿岩酮室長50 m，寬18 m，高4m左右。原岩應力的量值範圍為8.7-38.1 MPa，最大主應力方向與礦體走向大體一致，為NE-SW方向，近似水平。采場頂板為大理岩，礦體主要為含銅磁鐵礦、含銅蛇紋石和含銅矽卡岩。單軸抗壓強度50-150MP，抗拉強度3.5-17.2MPa，彈性模量12.8-51.5 GPa，有效彈性變形能量指數1.0-10.3。礦岩屬塊狀裂隙岩體丈塊狀岩體。岩體RQD值為50%-90%；斷層、節理、裂隙均不發育，節理密度約1條/m。絕大部分節理傾角較陡，常無充填物。水文地質條件相對簡單。