金川硫化銅鎳礦是我國(guó)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(jì)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(duì)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(duì)性控制措施，在金川地下開(kāi)采得到成功應(yīng)用。近年來(lái)，金川銅鎳礦普遍轉(zhuǎn)入深部開(kāi)采，高應(yīng)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(dǎo)致了采礦成本激增并嚴(yán)重威脅井下人員安全。

　　為此，依托十三五國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目，武漢巖土所科研人員長(zhǎng)期駐守現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展相關(guān)測(cè)試與分析工作，建成了金川深部巷道大變形現(xiàn)場(chǎng)研究示范基地，從破壞表現(xiàn)形式的角度總結(jié)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(jī)制；針對(duì)金川深部巷道變形大、空間狹小的特殊性，建立了現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜應(yīng)力和強(qiáng)擾動(dòng)狀態(tài)下巖體變形與破壞漸進(jìn)發(fā)展的表里結(jié)合、宏細(xì)觀結(jié)合、多物理量（變形、應(yīng)力、破裂）的綜合觀測(cè)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。基于這一綜合立體觀測(cè)技術(shù)，多角度揭示了開(kāi)采或開(kāi)挖強(qiáng)擾動(dòng)下深部巖體變形與破壞新現(xiàn)象，如硬巖開(kāi)裂持續(xù)向內(nèi)部發(fā)展的動(dòng)態(tài)過(guò)程、巖體內(nèi)部向臨空面的變形具有“跳躍式”的非連續(xù)變形增長(zhǎng)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(guī)律，為深部工程“巖體材料的非線性行為更加凸顯”提供現(xiàn)場(chǎng)直接觀測(cè)證據(jù)（圖2）。

　　針對(duì)金川二礦深部巷道大變形問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)提出基于功能失效和結(jié)構(gòu)失穩(wěn)原則的深部巷道大變形安全預(yù)警方法（圖3），并在現(xiàn)場(chǎng)反饋分析與應(yīng)用實(shí)踐基礎(chǔ)上總結(jié)出了控制二礦深部巷道變形災(zāi)害的“雙層噴錨網(wǎng)+錨注”和“噴錨網(wǎng)注+單筋砼”復(fù)合支護(hù)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(yīng)、錨桿抑制圍巖內(nèi)部開(kāi)裂效應(yīng)、水泥漿的充填并粘合開(kāi)裂縫效應(yīng)、鋼筋混凝土的強(qiáng)剛性抗壓和恢復(fù)圍壓效應(yīng)等組合功能，從而形成一種“由表及里、表里結(jié)合”改善圍巖受力狀態(tài)、重構(gòu)圍巖承載圈的支護(hù)理念。

　　研究工作得了金川集團(tuán)的大力支持，相關(guān)分析成果與技術(shù)已推廣應(yīng)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余專家于2019年專程赴現(xiàn)場(chǎng)考察（圖4）。成果論文發(fā)表于《TUNN UNDERGR SP TECH》、《煤炭學(xué)報(bào)》等國(guó)內(nèi)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(xiàn)場(chǎng)綜合觀測(cè)布置示意圖

圖2 巷道表面三維變形演化與內(nèi)部開(kāi)裂協(xié)調(diào)發(fā)展過(guò)程

圖3 巖體穩(wěn)定變形發(fā)展模式與預(yù)警控制

圖4 專家現(xiàn)場(chǎng)考察

　?。ㄎ?圖 智能巖石力學(xué)組）