采矿岩石力学

在山东某金矿，针对深部地应力探测问题，从三个中段分别布设地应力监测 点，采用空心包体应变计配合静态电阻应变仪、围压率定机等设备，完成钻孔施 工、仪器定向、胶结安装、套芯解除与数据采集全过程作业，并通过围压率定试 验获取岩芯弹性模量与泊松比等关键力学参数（图 9-图 10）。 数据分析结果显示，矿区三个测点地应力场以水平构造应力为主导，最大主 应力均为水平主应力，数值分别为 22.3MPa、28.2MPa、35.2MPa，随埋深增加呈 线性增长，-820m 中段已达高地应力水平；最大水平主应力优势方位为近 NW~SE 向，与区域构造应力场方向一致（（表 1、图 11）；垂直主应力明显小于水 平主应力，符合浅部地壳地应力场基本分布规律。这一结果表明，矿区深部工程 需重点防控高地应力诱导的岩爆与围岩失稳风险，可通过优化巷道布置、强化支 护参数、调整采掘节奏等措施，保障深部开采工程安全稳定。

代表性成果五：JSI岩体分级方法 随着工程向深部延伸，高地应力环境使岩体所处条件发生根本性变化。应力 不再仅仅是外部荷载，而是成为决定岩体破坏模式与工程稳定性的重要内因。传 统分级由于缺乏对应力水平的有效表征，在深部应用中难以准确反映岩体的实际 力学响应，也难以为岩爆、大变形等典型深部灾害的预测与防控提供可靠依据。 基于现有岩体分级方法在深部工程应用中暴露出的局限性，提出一种耦合岩体质 量与地应力共同作用的JSI岩体分级方法。 传统岩体分级体系，如Q系统、RMR及GSI等方法，在浅部工程中得到了广 泛应用。但这些方法主要立足于岩体自身的结构特征，以完整性、节理发育程度 等固有属性为核心评价指标，未能充分考虑地应力对岩体力学行为的关键影响。 针对上述不足，JSI岩体分级方法突破传统单一维度评价体系，构建了“岩体质量 +应力作用”的双因素评价框架（图33）。该方法在保留GSI等成熟指标表征岩体 结构完整性的基础上，引入原位应力参数，通过建立岩体强度与围岩应力的耦合 判别准则，量化应力对岩体质量的影响效应。这一方法旨在弥补传统分级在深部 复杂应力环境下适应性不足的问题，为深部工程围岩稳定性评价与差异化支护设 计提供更科学的分类依据。