金川硫化銅鎳礦是我國目前最大的鎳礦礦床，也是世界第三大硫化銅鎳礦床。上世紀80年代以來(lái)，武漢巖土所陳宗基、白世偉等老一輩科研人員，針對金川礦山地下開(kāi)采過(guò)程中的巷道大變形問(wèn)題，開(kāi)展了系列深入研究并提出針對性控制措施，在金川地下開(kāi)采得到成功應用。近年來(lái)，金川銅鎳礦普遍轉入深部開(kāi)采，高應力下巷道大變形問(wèn)題更為凸顯，巷道平均每6-8月就要返修加固，導致了采礦成本激增并嚴重威脅井下人員安全。

　　為此，依托十三五國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項目，武漢巖土所科研人員長(cháng)期駐守現場(chǎng)開(kāi)展相關(guān)測試與分析工作，建成了金川深部巷道大變形現場(chǎng)研究示范基地，從破壞表現形式的角度總結提煉金川二礦巷道10種典型變形破壞模式并闡明其形成機制；針對金川深部巷道變形大、空間狹小的特殊性，建立了現場(chǎng)復雜應力和強擾動(dòng)狀態(tài)下巖體變形與破壞漸進(jìn)發(fā)展的表里結合、宏細觀(guān)結合、多物理量（變形、應力、破裂）的綜合觀(guān)測技術(shù)體系（圖1），并借助三維激光掃描手段率先獲得了金川二礦深部巷道三維變形的時(shí)空演化過(guò)程?；谶@一綜合立體觀(guān)測技術(shù)，多角度揭示了開(kāi)采或開(kāi)挖強擾動(dòng)下深部巖體變形與破壞新現象，如硬巖開(kāi)裂持續向內部發(fā)展的動(dòng)態(tài)過(guò)程、巖體內部向臨空面的變形具有“跳躍式”的非連續變形增長(cháng)模式和表面三維變形空間上非均勻、時(shí)間上趨一致的演化規律，為深部工程“巖體材料的非線(xiàn)性行為更加凸顯”提供現場(chǎng)直接觀(guān)測證據（圖2）。

　　針對金川二礦深部巷道大變形問(wèn)題，研究團隊提出基于功能失效和結構失穩原則的深部巷道大變形安全預警方法（圖3），并在現場(chǎng)反饋分析與應用實(shí)踐基礎上總結出了控制二礦深部巷道變形災害的“雙層噴錨網(wǎng)+錨注”和“噴錨網(wǎng)注+單筋砼”復合支護技術(shù)，充分利用噴網(wǎng)混凝土的表面柔性支撐與圍壓效應、錨桿抑制圍巖內部開(kāi)裂效應、水泥漿的充填并粘合開(kāi)裂縫效應、鋼筋混凝土的強剛性抗壓和恢復圍壓效應等組合功能，從而形成一種“由表及里、表里結合”改善圍巖受力狀態(tài)、重構圍巖承載圈的支護理念。

　　研究工作得了金川集團的大力支持，相關(guān)分析成果與技術(shù)已推廣應用于金川二礦800m以下巷道大變形控制。謝和平院士、蔡美峰院士等本領(lǐng)域30余專(zhuān)家于2019年專(zhuān)程赴現場(chǎng)考察（圖4）。成果論文發(fā)表于《TUNN UNDERGR SP TECH》、《煤炭學(xué)報》等國內外主流期刊。

　　論文鏈接1：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0886779819307205

　　論文連接2：http://www.mtxb.com.cn/paper/419344

圖1 金川二礦深部巷道大變形與破壞的現場(chǎng)綜合觀(guān)測布置示意圖

圖2 巷道表面三維變形演化與內部開(kāi)裂協(xié)調發(fā)展過(guò)程

圖3 巖體穩定變形發(fā)展模式與預警控制

圖4 專(zhuān)家現場(chǎng)考察

　?。ㄎ?圖 智能巖石力學(xué)組）