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记者 章利军 通讯员 杨明才
近日，《中国冶金报》记者从中钢矿院获悉，该院采矿工程研究所自主研发的成套围岩控制技术，已在国内外多个大型矿山应用推广，显著提升了高地应力复杂地质条件下的掘支安全性与经济性。该技术体系涵盖岩体三维节理摄影测量、地质雷达无损探测、岩体质量分级、差异化分级支护及三维数值仿真优化五大环节，形成从探测、分析到设计、验证的完整闭环。
随着矿山开采向深部延伸，地应力加剧、岩体破碎、巷道失稳等问题日益突出，传统经验型支护方式常面临“欠支垮落、过支浪费”的两难困境。中钢矿院成套围岩控制技术实现了“一矿一策、一段一型”的精准定制支护，在确保安全底线的同时，兼顾开采效率与成本控制。目前，该技术已在湖南水口山康家湾矿实现全中段规模化应用，并被同步推广至西藏华泰龙、新疆美盛及塔吉克东杜奥巴等国内外大中型金属矿山。
该技术在康家湾矿应用后，该矿片帮、冒顶事故大幅度减少，井下采掘作业环境得到根本性改善；针对稳定性较好的I、II级岩体，取消冗余支护后，年节约支护材料费用超百万元，掘进效率同步提升。
康家湾矿为铅锌多金属矿，自1987年建设以来，开采深度已超700米，13~16中段巷道穿越炭质页岩、硅质角砾岩、黄铁矿等多类复杂地层，其中炭质页岩岩体RQD（岩石质量指标）值最低仅5%。过去依靠经验布设锚杆、大面积浇筑混凝土，存在两个问题：一是支护方案依赖经验得出，缺乏精准力学和支护参数，常造成超支或欠支问题；二是深部高地应力环境下，井下软弱地层掘进后2~3天后易出现较大的塑性变形，局部垮落达6米，常规支护方案无法抵挡。
针对这些问题，中钢矿院技术团队多点发力。首先，该团队采用三维岩体遥测系统完成37处井下节理扫描，配合SSP（地层结构探测仪）实现10米深度无损探测，精准识别节理分布与内部破碎带，为岩体分级提供翔实的三维数据；其次，结合多种国际主流分级方法，对矿山各类岩体进行定量分级，精度达到国内外行业先进水平；再次，依据岩体等级、强度和结构特征，制订差异化分级支护方案；最后，通过三维数值仿真，建立多尺寸巷道及冒落区三维模型，模拟无支护、锚网喷、混凝土浇筑、管棚超前注浆等十余种工况，迭代优化锚杆长度、间排距、锚索规格、喷砼厚度等全套参数，确保支护设计既无冗余，亦无盲区。
