北洺河铁矿软弱岩体支护形式的优化与实践研究

北洺河铁矿软弱岩体支护形式的优化与实践研究一、引言1.1研究背景与意义1.1.1研究背景北洺河铁矿作为河北省重要的地下黑色冶金矿山，其矿床产于燕山期闪长岩与奥陶纪石灰岩接触带，地质条件与水文地质条件复杂。在矿山开采过程中，软弱岩体分布广泛，这些软弱岩体具有强度低、变形大、自稳能力差等特点，给矿山的开采带来了诸多挑战。在实际开采中，软弱岩体的存在使得巷道和采场的稳定性难以保证。例如，在凿岩、装药爆破、落矿、出矿等作业过程中，由于软弱岩体受采动影响，地压显现强烈，巷道极易失稳破坏。曾经多次出现因巷道破坏严重，导致安全隐患增大，甚至不得不终止正常回采工作的情况。此外，软弱岩体的存在还增加了支护成本和开采难度，降低了矿山的开采效率。因此，如何有效地对北洺河铁矿软弱岩体进行支护，成为保障矿山安全、高效开采的关键问题。1.1.2研究意义本研究对于北洺河铁矿的持续稳定开采具有重要的技术支撑意义。通过深入研究软弱岩体的支护问题，可以为矿山提供科学合理的支护方案，确保巷道和采场在开采过程中的稳定性，减少安全事故的发生，从而保障矿山的正常生产秩序。在岩体支护方式的选择和设计上，本研究提供了一种新的思路。根据北洺河铁矿的实际情况和软弱岩体的力学性质，选择合理的支护方式，并进行具体的参数优化和调整，能够提高支护效果，降低支护成本。这不仅有助于提高矿山的经济效益，还能为其他类似矿山的软弱岩体支护提供参考和借鉴。通过对支护效果的监测和评估，可以及时发现支护过程中存在的问题并进行调整。这进一步提高了矿山的安全性和稳定性，保障了工作人员的生命安全，促进了矿山的可持续发展。1.2国内外研究现状国内外对于软弱岩体支护的研究取得了丰硕的成果。在支护方法方面，常用的有锚杆支护、锚索支护、喷射混凝土支护、钢架支护以及联合支护等。锚杆支护通过将锚杆锚固在岩体中，利用锚杆与岩体之间的摩擦力和粘结力，对岩体起到加固和约束作用。锚索支护则是利用锚索的高抗拉强度，对岩体施加预应力，增强岩体的稳定性。喷射混凝土支护能够及时封闭围岩，防止围岩风化和剥落，同时与围岩形成一体，共同承受荷载。钢架支护具有较高的承载能力，能够有效地控制围岩的变形。联合支护则是将多种支护方式结合起来，充分发挥各自的优势，以达到更好的支护效果。在技术进展方面，随着材料科学和工程技术的不断发展，新型支护材料和技术不断涌现。例如，高强度、高韧性的锚杆和锚索材料的应用，提高了支护结构的承载能力；纤维混凝土的出现，改善了喷射混凝土的性能，增强了其抗裂和抗冲击能力；信息化施工技术的应用，通过实时监测围岩的变形和应力状态，实现了对支护效果的动态评估和调整，提高了支护的可靠性。国外在软弱岩体支护研究方面起步较早，一些发达国家如美国、澳大利亚、南非等，在深部矿山开采和复杂地质条件下的软弱岩体支护方面积累了丰富的经验。他们通过大量的现场试验和数值模拟研究，不断优化支护方案，提高支护技术水平。国内对于软弱岩体支护的研究也在不断深入，结合国内矿山的实际情况，开展了一系列的理论研究和工程实践，取得了许多具有自主知识产权的成果。例如，在煤矿软岩巷道支护方面，提出了多种有效的支护理论和技术，如锚网索耦合支护、让压支护等，在实际工程中得到了广泛应用。1.3研究内容与方法1.3.1研究内容本研究主要涵盖以下几个方面的内容：首先是软弱岩体特征分析，通过对矿区软弱岩体分布特点的详细调查和实测力学性质的分析，建立软弱岩体的力学模型，深入解析软弱岩体在工程应力作用下的变形和破裂规律。其次是支护形式研究，结合矿山实际情况以及软弱岩体的力学性质，对各种支护方式进行对比分析，选择出最合理的岩体支护方式，并进行具体的支护设计和参数优化，确保支护的有效性和安全性。再者是影响因素探讨，研究影响软弱岩体支护效果的各种因素，如岩体的物理力学性质、地压大小和分布、地下水作用等，分析这些因素对支护结构的影响机制，为支护方案的制定提供科学依据。最后是效果监测与评估，在支护实施过程中，利用高精度测量仪器对支护效果进行实时监测，通过监测数据评估支护结构的稳定性和可靠性，及时发现问题并进行调整，确保支护效果的持久性和稳定性。1.3.2研究方法本研究采用多种方法相结合的方式开展研究。实地调查法，深入北洺河铁矿矿区，对软弱岩体的分布情况、地质构造、工程现状等进行详细的实地调查，收集相关的数据资料，为后续的研究提供基础。室内试验法，采集软弱岩体样本，在实验室中对其力学性质进行实验加工和分析，测试岩石的强度、变形模量、泊松比等参数，得出软弱岩体的强度、变形和破裂特性数据，为建立力学模型和支护设计提供依据。数值模拟法，采用数值模拟软件，建立软弱岩体的力学模型，模拟不同支护方式下岩体的变形和破裂过程，分析支护结构的受力状态和变形规律，评估支护效果，通过数值模拟可以直观地了解支护过程中岩体的力学响应，为支护方案的优化提供参考。二、北洺河铁矿软弱岩体特征分析2.1矿区地质条件概述北洺河铁矿位于河北省武安市上团城村东北约1km处的北洺河河床下，东距邯郸市39km，东南距武安市8km，地理坐标为东经110°07′30″，北纬36°45′00″。矿区地处太行山东麓，西部为山区，东部为丘陵和山前平原，地势西北高、东南低，冲沟发育，起伏不平，地面标高280m左右。从地层分布来看，矿区内均为第四系黄土及河床卵石层所覆盖，厚度自西向东逐渐增加，7-11线最厚。上部黄土层厚1-1.5m，分布于河床两侧；中部砾石层厚10-143.21m，砾石主要由石英岩及灰岩组成，砾径几厘米至2m不等；基岩上部有2-10m厚的红色粘土层，厚度不等，隔水性较好。石炭纪二迭纪含煤岩系主要分布在矿区东部，中奥陶统马家沟组灰岩层主要分布在2线以西，层厚500-780m，由于受后期岩浆岩的侵入影响，岩石大都变质，重结晶作用明显，地层产状上部平缓，呈NNE向，与区域地层基本相同，下部受矿区NWW向背斜构造控制，向周边倾斜，倾角自中心向周边部由陡变缓。在地质构造方面，本区位于武安断陷盆地西缘，区内为次一级的NWW向的褶曲构造所控制，褶曲为主，断裂次之。仅在1-2线间发现一断层，走向N18°E，倾向SE，垂直断距56.5m，为正断层。背斜构造位于断层西侧，是矿区主要控矿构造，其长轴方向在0-9线间呈近东西方向，9线向西渐变为北西方向，为一弧形背斜构造，东西长1750m，宽200-300m，在褶曲轴部有一宽200-300m裂隙带，其宽度向上部则递减，为闪长玢岩、磁铁矿、矽卡岩及角砾岩所占据。接触带构造型式，主要为岩浆岩体沿构造脆弱地带呈“舌型”由东南向西北方向侵入，在上拱作用下，受上覆地层构成的背斜构造的控制，形成了多个复杂的重迭式接触带。矿区的岩浆岩属武安岩体北部边缘，为一浅成相复杂的似层状侵入体，成矿母岩为燕山期晚期中酸性的二长-闪长岩类。2.2软弱岩体分布特点通过实地调查和对地质资料的分析，发现北洺河铁矿软弱岩体在矿区内呈现出一定的空间分布规律。软弱岩体主要集中分布在矿区的断裂构造附近以及褶皱的轴部区域。在断裂构造带，由于岩石受到强烈的构造应力作用，岩体破碎，结构松散，形成了软弱岩体。例如，1-2线间的断层附近，软弱岩体的分布较为广泛，其宽度可达数十米。褶皱轴部由于岩层弯曲变形，岩石内部结构遭到破坏，也容易形成软弱岩体，如矿区内的弧形背斜构造轴部，软弱岩体较为发育。软弱岩体的分布与地质构造密切相关。构造运动产生的应力作用使得岩石发生破裂、变形，从而降低了岩体的强度和稳定性，形成软弱岩体。在矿区的地质演化过程中，多期次的构造运动相互叠加，进一步加剧了软弱岩体的发育和分布。此外，地下水的活动也对软弱岩体的形成和分布产生影响。地下水在岩石孔隙和裂隙中流动，会溶解岩石中的可溶成分，软化岩石，降低岩体的力学性能，促进软弱岩体的形成。在一些地下水丰富的区域，软弱岩体的分布范围相对较大。2.3软弱岩体力学性质2.3.1室内试验研究为了获取北洺河铁矿软弱岩体的力学参数，进行了一系列室内试验。首先，在矿区内不同位置采集了具有代表性的软弱岩体样本，将采集到的样本加工成标准试件，以满足试验要求。对软弱岩体试件进行单轴抗压强度试验，利用压力试验机对试件施加轴向压力，直至试件破坏，记录破坏时的荷载，从而计算出单轴抗压强度。试验结果表明，软弱岩体的单轴抗压强度较低，平均值约为15MPa，远低于坚硬岩体的抗压强度。这表明软弱岩体在受到轴向压力时，抵抗破坏的能力较弱。开展抗拉强度试验，采用直接拉伸法或劈裂法对试件进行测试。通过直接拉伸法，在材料试验机上对试件施加轴向拉力，测量试件破坏时的拉力，进而计算出抗拉强度；劈裂法是通过对圆柱体试件施加径向压力，利用弹性力学理论计算出试件的抗拉强度。试验测得软弱岩体的抗拉强度平均值约为1.2MPa，抗拉强度低使得软弱岩体在受到拉应力作用时容易产生裂缝，进而影响岩体的稳定性。利用三轴压缩试验测定软弱岩体的弹性模量。在试验过程中，对试件施加不同的围压和轴压，记录试件在加载过程中的应力-应变曲线，根据胡克定律计算出弹性模量。试验结果显示，软弱岩体的弹性模量平均值约为3GPa，较低的弹性模量意味着软弱岩体在受力时容易产生较大的变形。2.3.2现场原位测试现场原位测试是获取软弱岩体力学性质的重要手段，能够更真实地反映岩体在实际工程条件下的力学行为。采用扁千斤顶法对岩体的应力状态进行测定。在准备测量应力的岩石表面，安装两个测量柱，并用微米表测量两柱之间的距离。在与两测量柱对称的中间位置向岩体内开挖一个垂直于测量柱连线的扁槽，由于扁槽的开挖，造成局部应力释放并引起测量柱之间距离的变化，测量并记录这一变化。将扁千斤顶完全塞入槽内，必要时需注浆将扁千斤顶和岩石胶结在一起，然后用电动或手动液压泵向其加压。随着压力的增加，两测量柱之间的距离也增加，当两测量柱之间的距离恢复到扁槽开挖前的大小时，停止加压，记录下此时扁千斤顶中压力，该压力称为“平衡应力”或“补偿应力”，等于扁槽开挖前表面岩体中垂直于扁千斤顶方向，即平行于两测量柱连线方向的应力。通过多个测点的测量，得到了软弱岩体在不同方向上的应力分布情况，为分析岩体的稳定性提供了重要依据。运用水压致裂法测定岩体的应力状态和变形特性。该方法利用一对可膨胀的橡胶封隔器，在预定的测量深度上下封隔一段钻孔，然后泵入液体对这段钻孔施压，直至压裂。从弹性力学理论可知，当一个位于无限体中的钻孔受到无穷远处二维应力场的作用时，离开钻孔端部一定距离的部位处于平面应变状态。在这些部位，钻孔周边的应力与原岩应力相关。当钻孔壁发生初始开裂时的水压以及裂隙扩展过程中的压力变化等参数，可以计算出岩体中的主应力大小和方向。在测量过程中，首先将封隔器下放至选定的压裂段，开动液压泵，令高压液由钻杆进入封隔器，使封隔器膨胀座封于钻孔岩壁上，形成压裂段空间。然后向钻孔承压段注液施压，不断提高泵压，当达到围岩的破裂压力时，钻孔压力段岩壁上沿拉应力最大部位的方向破裂，记录此时的压力值，即初始开裂压力。继续施加水压以扩张裂隙，当裂隙深度达到3倍钻孔直径时，关闭高水压系统，保持水压恒定，此时的应力称为关闭压力。卸压，使裂隙闭合，然后重新向密封段注射高压水，使裂隙重新打开并记下裂隙重开时的压力和随后的恒定关闭压力。通过多次重复压裂循环，提高测试数据的准确性。最后，通过印模器或钻孔电视记录破裂缝的方向，从而确定主应力的方向。水压致裂法能够在不扰动岩体的情况下进行测量，得到的结果更能反映岩体的原始应力状态。三、北洺河铁矿常用软弱岩体支护形式及问题分析3.1常用支护形式介绍3.1.1锚杆支护锚杆支护是通过在围岩中钻孔，将锚杆插入孔内，并使用锚固剂将锚杆与围岩紧密结合，从而达到加固围岩的目的。其原理基于多种力学作用，包括悬吊作用，即锚杆将下部不稳定的岩层悬吊在上部稳固的岩层上，阻止岩块或岩层的垮落；组合梁作用，在没有稳固岩层提供悬吊支点的薄层状岩层中，利用锚杆的拉力将层状地层组合起来形成组合梁结构进行支护；挤压加固作用，在拱形巷道围岩的破裂区中，安装预应力锚杆时，在杆体两端将形成圆锥形分布的压应力，如果沿巷道周边布置的锚杆间距足够小，各个锚杆的压应力锥体相互交错，使巷道周围的岩层形成一种连续的组合带（拱），可承受上部岩石的径向载荷。锚杆的类型丰富多样，常见的有机械式锚杆、粘结式锚杆和混合式锚杆。机械式锚杆利用机械锁紧力将锚杆固定在岩层中，适用于较稳定的岩层，其结构简单，易于安装和拆卸，但机械锁紧力有限，可能因岩层变形而失效。粘结式锚杆利用粘结剂（如水泥浆）将锚杆与岩层粘结在一起，形成较强的支护力，适用于各种岩层条件，特别是破碎、软弱岩层，粘结剂固化后，锚杆与岩层形成整体，共同承受载荷，但粘结剂固化时间较长，初期支护效果较差。混合式锚杆结合了机械式和粘结式锚杆的优点，形成更强的支护力，适用于复杂多变的岩层条件，具有广泛的适用性，通常采用先机械锁紧后注浆粘结的方式，既保证了初期支护效果，又增强了长期支护能力，但施工工艺较复杂，成本较高。在北洺河铁矿的部分巷道中，锚杆支护得到了广泛应用。例如，在-230m水平2#穿脉巷道穿越闪长岩、矽卡岩和铁矿体的一段巷道中，采用了锚杆支护。施工时，首先根据巷道的围岩情况和设计要求，确定锚杆的规格、长度和间距。使用专业钻孔设备按照设计的位置和角度进行钻孔，钻孔完成后，将孔内的岩屑和杂物清理干净，以确保锚固剂与围岩能够良好粘结。将锚固剂放入孔内，然后插入锚杆，通过搅拌使锚固剂均匀分布在锚杆周围，待锚固剂固化后，锚杆便与围岩形成一个整体，共同承受围岩压力。在该巷道中，通过对锚杆支护效果的监测，发现巷道围岩的变形得到了有效控制，顶板和两帮的位移量均在允许范围内，保障了巷道的稳定和安全。3.1.2喷射混凝土支护喷射混凝土支护是以压缩空气为动力，用喷射机将混凝土以喷射的方法覆盖到需要维护的岩面上，凝结硬化后形成混凝土结构的支护方式。其具有多方面的特点和作用机理。在加固与防止风化方面，喷射混凝土以较高的速度射入张开的节理裂隙，产生如同石墙灰缝一样的粘结作用，从而提高了岩体的粘结力和内摩擦角，即提高了围岩的强度，同时喷射混凝土层封闭了围岩，能够防止因水和风化作用造成围岩的破坏与剥落。在改善围岩应力状态方面，喷射混凝土一方面可将围岩表面凹凸不平处填平，消除因岩面不平引起的应力集中现象；另一方面，可使围岩由单向或双向受力状态转化为三向受力状态，提高了围岩的强度。喷射混凝土还具有柔性支护结构的特点，它能与围岩紧密地粘结在一起，且喷层较薄，具有一定的柔性，可以与围岩共同变形，使围岩应力得以释放；在与围岩共同变形中受到压缩，对围岩产生愈来愈大的支护反力，能够抑制围岩产生过大的变形，防止围岩发生松动破碎。此外，开巷后如能及时对暴露围岩喷射一层混凝土，使喷层与岩石的粘结力和抗剪强度足以抵抗围岩的局部破坏，防止个别危岩活石的滑移或坠落，那么岩块间的联锁咬合作用就能得以保持，不仅能保持围岩自身的稳定，并且与喷层构成共同承载的整体结构。喷射混凝土支护的施工流程包括多个关键步骤。在施工前，需要对施工现场进行清理，确保岩面无杂物、灰尘和松动的岩石，以保证喷射混凝土与岩面的粘结效果。根据工程要求和岩石特性，选择合适的喷射混凝土材料，包括水泥、骨料、水、速凝剂等，并确定合理的配合比。喷射混凝土要求凝结硬化快，早期强度高，故应优先选用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，水泥的强度等级不得低于42.5，不得使用受潮或过期结块的水泥。细骨料应采用粒径为0.35-3.0mm坚硬干净的中、粗沙，沙的含水率不应大于7％，细度模数宜大于2.5；粗骨料一般选用坚硬的河卵石或碎石，粒径一般不大于15mm。为了使混凝土能迅速粘结在壁面上，提高早期强度，需要在喷射混凝土中添加水泥重量2.5％-4％的速凝剂，一般要求初凝时间不应大于5min，终凝时间不应大于10min。使用喷射机将搅拌好的混凝土通过输送管道，以高速喷射到岩面上，喷射过程中要控制好喷射压力、喷射角度和喷射厚度，确保混凝土均匀覆盖岩面，并且与岩面紧密结合。喷射完成后，要对喷射混凝土进行养护，保持混凝土表面湿润，养护时间根据水泥品种和环境条件确定，一般不少于7天，以确保混凝土强度的正常增长。在北洺河铁矿，喷射混凝土支护在多个区域得到应用。例如，在一些围岩较为破碎的巷道中，采用喷射混凝土支护有效地防止了围岩的进一步破碎和剥落。在某巷道施工过程中，当巷道开挖后，及时对暴露的围岩进行喷射混凝土支护，在喷射过程中，严格控制喷射混凝土的配合比和施工工艺，确保了喷射混凝土的质量。经过一段时间的监测，发现喷射混凝土与围岩形成了良好的整体，有效地限制了围岩的变形，保障了巷道的稳定，为后续的开采作业提供了安全的环境。3.1.3U型钢支护U型钢支护结构由U型钢梁和连接件组成，其结构特点使其具有较大的刚度和强度，能够承受较大的围岩压力。U型钢的横截面形状像英文字母“U”，这种独特的形状赋予了它良好的承载性能。U型钢支架通常由顶梁、柱腿、连接件、架间拉杆和背衬材料等部分组成。顶梁为圆弧拱形，其数量视巷道断面大小、支架受力、运输条件的不同有1节和多节之分；柱腿有3种形式，一种是上部为圆弧形，下部为直线段；二种是全部为曲线形，且只有一个曲率半径；第三种是全部为曲线形，但有两个曲率半径，柱腿下面焊有底座，底座的大小视底板软硬而定；连接件是支架节与节间的卡紧装置，不仅可以起节间的连接作用，还能将连接的两节型钢接头部分压紧，提供预紧力，使U型钢之间具有摩擦力，从而保证拱形支架具有一定的工作阻力和一定的可缩量；架间拉杆的作用是增强支架整体相对稳定性，将支架从纵向联接起来，形成整体；背衬材料是U型钢支架与围岩之间的填充材料，目的是使U型钢支架与围岩接触紧密，改善支架的受力状况，提高其承载能力并保持围岩的稳定性。U型钢支护适用于多种复杂地质条件，尤其是在围岩稳定性较差、地压较大的区域。在北洺河铁矿的一些塌方段和破碎带等特殊区域，U型钢支护发挥了重要作用。例如，在某巷道的塌方段，由于围岩破碎严重，地压显现强烈，采用U型钢支护进行加固。在施工过程中，首先根据塌方段的实际情况，确定U型钢支架的型号和间距。将U型钢支架按照设计要求进行组装，确保连接件安装牢固，架间拉杆连接紧密。然后将组装好的U型钢支架安装到塌方段，通过调整支架的位置和角度，使其与围岩紧密贴合。在支架与围岩之间填充背衬材料，以保证支架受力均匀。经过U型钢支护后，塌方段的围岩得到了有效支撑，地压得到了控制，巷道的稳定性得到了恢复，保障了矿山的正常生产。3.1.4联合支护联合支护是将多种支护方式结合起来，形成一种综合的支护体系，以充分发挥各种支护方式的优势，提高支护效果。常见的联合支护组合方式有锚杆与喷射混凝土联合支护、U型钢与喷射混凝土联合支护、锚杆、锚索与喷射混凝土联合支护等。锚杆与喷射混凝土联合支护中，锚杆通过锚固在围岩中，提供锚固力，增强围岩的整体性和稳定性；喷射混凝土则封闭围岩表面，防止围岩风化和剥落，同时与锚杆共同作用，形成一个坚固的支护结构。U型钢与喷射混凝土联合支护，U型钢支架提供强大的支撑力，抵抗较大的围岩压力；喷射混凝土填充U型钢与围岩之间的空隙，使支护结构与围岩紧密结合，提高支护的整体效果。锚杆、锚索与喷射混凝土联合支护，锚索具有较高的抗拉强度，能够对深部围岩施加预应力，与锚杆一起从不同深度对围岩进行加固，喷射混凝土则在表面形成防护层，共同保障巷道的稳定。联合支护具有显著的优势。它能够充分利用各种支护方式的优点，针对不同地质条件和工程要求，提供更加灵活和有效的支护方案。通过多种支护方式的协同作用，可以提高支护结构的承载能力和稳定性，更好地控制围岩的变形和破坏。在北洺河铁矿的工程实践中，联合支护取得了良好的应用效果。例如，在某深部巷道中，由于地压大、围岩软弱，采用了锚杆、锚索与喷射混凝土联合支护。施工时，先施工锚杆和锚索，对围岩进行深部锚固，然后喷射混凝土，形成表面防护层。通过对该巷道的监测，发现联合支护有效地控制了围岩的变形，巷道的稳定性得到了显著提高，保障了巷道的长期安全使用，为矿山的深部开采提供了有力的支持。3.2支护形式应用中存在的问题在北洺河铁矿的实际应用中，现有支护形式存在一些问题。支护结构失效的情况时有发生。在一些地压较大、地质条件复杂的区域，锚杆支护可能出现锚杆断裂、锚固力不足等问题，导致围岩失去有效锚固，从而引发巷道变形甚至坍塌。在某巷道中，由于围岩应力集中，部分锚杆承受的拉力超过了其极限强度，出现了断裂现象，使得周边围岩失去约束，产生了较大的变形。喷射混凝土支护也可能出现喷层开裂、脱落等问题，影响支护效果。当喷射混凝土的配合比不合理、施工质量不达标或受到较大的围岩压力时，喷层容易出现裂缝，随着时间的推移，裂缝逐渐扩大，最终导致喷层脱落，无法对围岩起到有效的保护作用。巷道变形过大也是一个突出问题。尽管采用了各种支护形式，但在一些情况下，巷道仍然出现了较大的变形。在软弱岩体分布广泛的区域，由于岩体的自稳能力差，即使采用了U型钢支护等较强的支护方式，巷道在长期的地压作用下，仍然可能出现底鼓、片帮等变形现象。底鼓会导致巷道底板隆起，影响设备通行和人员行走；片帮会使巷道两帮的岩石脱落，增加安全隐患。在某采场附近的巷道中，由于受到采动影响，地压增大，巷道出现了严重的底鼓和片帮现象，经过多次维修和加固，仍然难以完全控制变形，给矿山的生产带来了很大的困扰。支护成本过高也是需要关注的问题。一些支护形式，如U型钢支护和联合支护，由于材料成本高、施工工艺复杂，导致支护成本大幅增加。U型钢的价格相对较高，且在安装过程中需要专业的设备和技术人员，增加了施工成本。联合支护需要使用多种支护材料和施工工艺，进一步提高了成本。对于矿山来说，过高的支护成本会增加开采成本，降低经济效益，影响矿山的可持续发展。在一些情况下，为了降低支护成本，可能会选择一些支护效果相对较差的支护形式，这又会增加巷道失稳的风险，形成一个两难的局面。四、影响北洺河铁矿软弱岩体支护形式选择的因素4.1地质因素4.1.1岩体强度与完整性岩体强度和完整性是影响支护形式选择的关键地质因素。在北洺河铁矿，不同区域的岩体强度和完整性存在显著差异，这直接决定了所采用的支护形式。在岩体强度较高且完整性较好的区域，如部分远离地质构造的闪长岩区域，岩体自身具备较强的承载能力和稳定性。此时，可采用较为简单的支护形式，如单一的锚杆支护。锚杆能够将岩体中的不稳定部分锚固在稳定的岩体上，利用岩体自身的强度来维持巷道的稳定，且施工成本相对较低，施工工艺也较为简便。然而，在岩体强度较低、完整性较差的软弱岩体区域，情况则截然不同。在断层破碎带附近的软弱岩体中，岩石破碎严重，节理裂隙发育，岩体的强度和完整性遭到极大破坏。这种情况下，单一的锚杆支护往往难以满足要求，需要采用更为复杂和有效的支护形式。可采用锚杆与喷射混凝土联合支护的方式，锚杆能够提供一定的锚固力，增强岩体的整体性；喷射混凝土则可以及时封闭围岩表面，防止岩体进一步风化和破碎，同时与锚杆共同作用，形成一个稳固的支护结构，有效提高岩体的稳定性。4.1.2地质构造地质构造如断层、褶皱等对岩体稳定性有着重要影响，进而决定了支护形式的选择。断层是岩体中的薄弱部位，在北洺河铁矿的断层区域，由于岩石受到强烈的构造应力作用，岩体破碎，结构松散，容易发生坍塌。在1-2线间的断层附近，巷道开挖后，围岩的稳定性极差，地压显现强烈。针对这种情况，采用U型钢支护配合注浆加固的方式较为合适。U型钢支架具有较高的强度和刚度，能够承受较大的地压；注浆加固则可以填充岩体的裂隙，提高岩体的整体性和强度，从而增强支护效果。褶皱构造也会影响岩体的稳定性。在褶皱的轴部，岩层弯曲变形，岩石内部结构遭到破坏，岩体的强度降低。在矿区的弧形背斜构造轴部，软弱岩体较为发育，巷道容易出现变形和破坏。对于这种区域，可采用锚索与喷射混凝土联合支护的方式。锚索能够对深部岩体施加预应力，增强岩体的稳定性；喷射混凝土则可以封闭围岩表面，防止岩体风化和剥落，两者结合能够有效控制巷道的变形。4.1.3地下水地下水对软弱岩体的力学性质和稳定性有着显著影响，因此在选择支护形式时必须充分考虑。地下水的存在会降低岩体的强度，使岩体软化、泥化，从而增加巷道失稳的风险。在北洺河铁矿的一些区域，地下水丰富，软弱岩体受到地下水的浸泡和侵蚀，其力学性能明显下降。为了应对地下水的影响，首先要采取有效的排水措施，降低地下水位，减少地下水对岩体的作用。可在巷道周围设置排水孔、排水沟等，及时排除地下水。在支护形式上，应选择具有良好抗水性能的支护材料和结构。采用防水喷射混凝土进行支护，防水喷射混凝土能够有效阻止地下水的渗透，保护岩体不受地下水的侵蚀；同时，配合使用抗水锚杆，增强锚杆在潮湿环境下的锚固力，确保支护结构的稳定性。4.2工程因素4.2.1巷道断面形状与尺寸巷道断面形状和尺寸对支护形式和参数设计有着重要影响。不同的断面形状在受力特性上存在差异，从而需要不同的支护方式来保证其稳定性。在北洺河铁矿，常见的巷道断面形状有矩形、梯形和拱形。矩形断面施工方便，但在受力方面，其角部容易产生应力集中，导致围岩变形和破坏。对于矩形断面的巷道，当断面尺寸较小时，可采用锚杆与喷射混凝土联合支护，通过锚杆的锚固作用和喷射混凝土的封闭作用，控制围岩的变形。但当断面尺寸较大时，仅靠锚喷支护可能无法满足要求，此时可考虑增加U型钢支架，增强支护结构的承载能力。梯形断面在一定程度上改善了受力状况，其角部的应力集中相对较小。对于梯形断面的巷道，根据断面尺寸的大小和围岩的稳定性，可选择合适的支护形式。当围岩条件较好、断面尺寸较小时，可采用锚杆支护；当围岩条件较差或断面尺寸较大时，可采用锚杆与喷射混凝土联合支护，必要时还可增加锚索进行加固。拱形断面是一种较为合理的受力形状，能够将围岩压力均匀地传递到支护结构上，减少应力集中。在软弱岩体中，拱形断面的巷道应用较为广泛。对于拱形断面的巷道，一般采用锚喷支护或锚网喷支护，通过锚杆、钢筋网和喷射混凝土的共同作用，形成一个坚固的支护结构，确保巷道的稳定。在确定支护参数时，如锚杆的长度、间距，喷射混凝土的厚度等，需要根据巷道的断面尺寸进行调整，以保证支护结构能够承受围岩压力。4.2.2开采深度与地应力开采深度和地应力大小对支护形式选择具有重要的制约关系。随着开采深度的增加，地应力也随之增大，这对巷道的稳定性提出了更高的要求。在北洺河铁矿，深部开采区域的地应力明显大于浅部开采区域。在浅部开采区域，地应力相对较小，岩体的稳定性相对较好。对于一些围岩条件较好的巷道，可采用简单的锚杆支护或喷射混凝土支护，就能满足巷道稳定的要求。然而，在深部开采区域，地应力增大，软弱岩体在高地应力的作用下，变形和破坏的可能性大大增加。此时，需要采用更强有力的支护形式。可采用锚杆、锚索与喷射混凝土联合支护的方式，锚索能够对深部岩体施加预应力，抵抗高地应力的作用；锚杆则进一步增强岩体的整体性；喷射混凝土封闭围岩表面，防止岩体风化和剥落。这种联合支护方式能够有效地控制巷道的变形，保证巷道在高地应力环境下的稳定。4.2.3施工工艺与进度要求施工工艺和进度要求对支护形式的确定有着重要影响。不同的支护形式在施工工艺上存在差异，施工难度和施工时间也各不相同。在北洺河铁矿的开采过程中，当施工进度要求较高时，应选择施工工艺简单、施工速度快的支护形式。喷射混凝土支护具有施工速度快、工艺相对简单的特点，能够在短时间内对围岩进行封闭和加固，适用于对施工进度要求较高的情况。在一些急需快速通过的巷道段，可优先采用喷射混凝土支护，确保施工进度不受影响。当施工工艺受到限制时，如在狭窄的巷道空间内，大型施工设备难以操作，此时应选择便于施工的支护形式。锚杆支护相对灵活，施工设备简单，可在狭窄的空间内进行施工。在这种情况下，可采用锚杆支护作为主要的支护形式，结合一些辅助的支护措施，如喷射混凝土，来保证巷道的稳定。如果对支护结构的早期承载能力有较高要求，应选择能够快速提供支护阻力的支护形式。U型钢支护安装后能够立即提供较大的支护阻力，适用于对早期承载能力要求较高的情况。在一些地压显现明显、需要快速控制围岩变形的区域，可采用U型钢支护，确保巷道在施工过程中的安全。五、北洺河铁矿软弱岩体支护形式优化设计5.1支护形式的选择原则在北洺河铁矿软弱岩体支护形式的选择过程中，需严格遵循一系列关键原则，以确保支护的有效性、经济性和可行性。安全可靠是首要原则，支护结构必须能够有效抵抗围岩压力，控制围岩变形，防止巷道坍塌等安全事故的发生。在地质条件复杂、地压较大的区域，应选择承载能力强、稳定性高的支护形式，如U型钢与喷射混凝土联合支护，以确保在各种不利工况下，巷道都能保持稳定，保障人员和设备的安全。经济合理原则也不容忽视。在满足安全要求的前提下，应尽量降低支护成本，提高经济效益。这就需要综合考虑支护材料的价格、施工费用以及维护成本等因素。对于一些围岩条件相对较好的区域，可采用成本较低的锚杆支护或喷射混凝土支护，避免过度支护造成资源浪费；而对于需要采用联合支护的区域，也应通过优化支护参数，选择合适的支护材料和施工工艺，在保证支护效果的同时，降低成本。施工便捷原则同样重要。选择的支护形式应便于施工，能够提高施工效率，缩短施工周期。这要求支护形式的施工工艺简单，所需施工设备和技术人员易于获取。喷射混凝土支护施工速度快，工艺相对简单，在一些急需快速完成支护的区域，如临时巷道或应急抢险工程中，具有明显的优势；锚杆支护施工灵活，可在狭窄空间内操作，适用于各种复杂的施工环境。此外，支护形式还应具有良好的适应性，能够适应不同的地质条件和工程要求。在北洺河铁矿，由于地质条件复杂多变，不同区域的岩体性质和地压情况差异较大，因此支护形式应能够根据具体情况进行调整和优化。在岩体强度较低、完整性较差的区域，可增加锚杆的长度和密度，或采用锚索加强支护；在地下水丰富的区域，应选择具有抗水性能的支护材料和结构。5.2基于数值模拟的支护参数优化5.2.1数值模拟模型的建立本研究采用专业的数值模拟软件FLAC3D进行分析。该软件基于有限差分法，能够有效模拟岩土体的力学行为和变形过程，在矿山工程、岩土工程等领域得到了广泛应用。在建立北洺河铁矿软弱岩体和支护结构的数值模型时，首先根据矿区的地质勘查资料，确定模型的范围和边界条件。模型范围应足够大，以避免边界效应的影响，准确反映实际工程情况。根据北洺河铁矿的具体地质条件，确定模型在x、y、z三个方向上的尺寸分别为200m、150m、100m。在边界条件设置上，模型底部采用固定约束，限制其在三个方向上的位移；模型四周采用水平约束，仅允许其在垂直方向上的位移，以模拟实际工程中岩体的受力状态。根据室内试验和现场原位测试得到的软弱岩体力学参数，如单轴抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比等，输入到数值模型中，定义软弱岩体的材料属性。根据不同的支护形式，建立相应的支护结构模型。对于锚杆支护，在模型中设置锚杆单元，定义锚杆的长度、直径、间距、锚固力等参数；对于喷射混凝土支护，设置喷射混凝土单元，定义其厚度、弹性模量、抗压强度等参数；对于U型钢支护，设置U型钢单元，定义其型号、截面尺寸、间距等参数。通过合理设置这些参数，使数值模型能够真实反映支护结构的力学性能和与围岩的相互作用。5.2.2模拟结果分析与参数优化利用建立好的数值模型，模拟不同支护参数下岩体的变形和应力分布情况。通过改变锚杆的长度、间距，喷射混凝土的厚度，U型钢的型号和间距等参数，进行多组模拟计算。分析模拟结果中的位移云图和应力云图，观察岩体在不同支护参数下的变形和应力分布规律。在分析位移云图时，重点关注巷道周边岩体的位移情况。当锚杆长度较短时，巷道顶板和两帮的位移较大，说明锚杆对围岩的锚固作用不足；随着锚杆长度的增加，巷道周边岩体的位移逐渐减小，表明锚杆能够更好地约束围岩变形。当锚杆长度从2m增加到2.5m时，巷道顶板的最大位移从150mm减小到100mm。同样，通过改变锚杆间距，发现当间距过大时，锚杆之间的协同作用减弱，围岩变形增大；当间距过小时，虽然支护效果增强，但成本也会相应增加。因此，通过模拟分析，可以确定一个合理的锚杆间距，使支护效果和成本达到最佳平衡。在分析应力云图时，观察岩体内部的应力分布情况。当喷射混凝土厚度较薄时，巷道周边岩体的应力集中现象较为明显，容易导致岩体破坏；随着喷射混凝土厚度的增加，应力集中现象得到缓解，岩体的稳定性增强。当喷射混凝土厚度从100mm增加到150mm时，巷道周边岩体的最大主应力从20MPa降低到15MPa。通过对不同支护参数下应力云图的分析，可以确定喷射混凝土的合理厚度，以有效分散围岩应力，提高岩体的稳定性。根据模拟结果，对支护参数进行优化。对于锚杆支护，确定合理的锚杆长度为2.5m，间距为1.2m，锚固力为150kN；对于喷射混凝土支护，确定喷射混凝土厚度为150mm，强度等级为C25；对于U型钢支护，选择合适的U型钢型号为U29，间距为0.8m。通过这些优化后的支护参数，能够有效提高支护效果，控制岩体变形，确保巷道的稳定。5.3新型支护技术的应用探讨锚注支护作为一种新型支护技术，在北洺河铁矿具有一定的应用可行性。锚注支护是将锚杆支护与注浆加固相结合的一种支护方法。其原理是通过锚杆的锚固作用，将围岩中的不稳定部分与稳定部分连接在一起，提供一定的锚固力；同时，通过注浆，使浆液填充岩体的裂隙和孔隙，胶结破碎的岩体，提高岩体的整体性和强度。在软弱岩体中，锚注支护能够有效地改善岩体的力学性能，增强岩体的自稳能力。在北洺河铁矿的断层破碎带等软弱岩体区域，锚注支护可以发挥重要作用。在施工过程中，首先按照设计要求钻孔安装锚杆，然后通过锚杆的中空部分进行注浆。注浆材料可选用水泥浆或化学浆液，根据岩体的具体情况和工程要求选择合适的浆液。水泥浆具有成本低、结石体强度高的优点，但凝结时间较长；化学浆液凝结时间短，可灌性好，但成本较高。在该区域，可根据岩体的渗透性能和工程进度要求，选择水泥-水玻璃双液浆作为注浆材料。该浆液具有凝结时间可控、结石体强度较高的特点，能够满足工程需求。通过锚注支护，可以有效地控制围岩的变形，提高巷道的稳定性，为矿山的安全生产提供保障。管棚支护也是一种值得探讨的新型支护技术。管棚支护是在巷道开挖前，沿巷道周边打入钢管，形成一种棚状的支护结构。其作用是在巷道开挖过程中，为围岩提供一定的支撑，防止围岩坍塌。管棚支护适用于围岩稳定性极差、地压极大的区域，如大型断层破碎带或软弱夹层。在这些区域，管棚可以起到超前支护的作用，为后续的巷道开挖和支护创造条件。在北洺河铁矿的深部开采区域，地压较大，围岩稳定性差，管棚支护具有一定的应用前景。在施工时，首先根据巷道的断面尺寸和围岩情况，确定管棚的长度、直径和间距。一般来说，管棚长度根据围岩的破碎程度和巷道的跨度确定，直径根据管棚的承载能力和施工工艺要求选择，间距则根据管棚的相互作用和支护效果确定。在某深部巷道中，可采用长度为10m、直径为108mm的无缝钢管作为管棚，间距为0.5m。将钢管按照设计要求打入围岩中，然后在钢管内注入水泥浆，使钢管与围岩紧密结合，形成一个坚固的支护结构。在巷道开挖过程中，管棚能够有效地支撑围岩，减少围岩的变形和坍塌风险，确保施工安全。六、支护效果监测与评估6.1监测方案设计在北洺河铁矿软弱岩体支护工程中，科学合理的监测方案是评估支护效果的关键。本监测方案涵盖多个关键要素，以全面、准确地获取支护结构和围岩的状态信息。在监测项目方面，主要包括位移监测、应力监测和地下水监测。位移监测是重要的监测内容，通过对巷道周边岩体的位移变化进行监测，可以直观地了解支护结构对围岩变形的控制效果。具体监测项目有顶板下沉量、两帮收敛量和底板隆起量。利用全站仪、水准仪等仪器，定期测量巷道顶板、两帮和底板上设置的监测点的位移，以获取准确的数据。应力监测同样不可或缺，它能够反映支护结构和围岩内部的受力状态。对锚杆、锚索的轴力进行监测，可了解锚杆、锚索在支护过程中的受力情况，判断其是否发挥了应有的锚固作用；监测喷射混凝土的应力，能掌握喷射混凝土层在承受围岩压力时的应力分布和变化规律；对围岩内部的应力进行监测，有助于深入了解围岩的应力状态和应力重分布情况。使用锚杆测力计、混凝土应变计、压力盒等仪器，分别测量锚杆、锚索的轴力，喷射混凝土的应力以及围岩内部的应力。由于地下水对软弱岩体的稳定性有显著影响，因此地下水监测也是监测方案的重要组成部分。对地下水位的变化进行监测，可了解地下水对岩体的浸泡和侵蚀情况；监测地下水的水质，能分析地下水对岩体和支护结构的化学作用。通过水位计、水质分析仪等仪器，定期测量地下水位和检测地下水水质。在监测仪器的选择上，充分考虑了仪器的精度、可靠性和适用性。全站仪具有高精度的角度和距离测量功能，能够准确测量监测点的三维坐标，从而计算出位移量；水准仪用于测量垂直方向的位移，精度高，操作简便；锚杆测力计能够实时测量锚杆的轴力，为评估锚杆的支护效果提供准确数据；混凝土应变计可精确测量喷射混凝土的应变，进而计算出应力；压力盒能够测量围岩内部的压力，反映围岩的受力状态；水位计和水质分析仪则能够准确测量地下水位和分析地下水水质。监测频率的确定依据工程的不同阶段和实际情况进行调整。在巷道开挖初期，由于围岩的变形和应力变化较为剧烈，监测频率较高，一般每天进行一次监测。随着支护结构的逐渐稳定，监测频率可适当降低，如每3-5天进行一次监测。在特殊情况下，如遇到地质条件变化、爆破作业等，需加密监测频率，以便及时掌握支护结构和围岩的动态变化。监测断面的布置遵循一定的原则，以确保监测数据能够全面反映巷道的支护效果。在不同地质条件的区域，如软弱岩体分布区、断层附近、褶皱轴部等，分别布置监测断面。在这些区域，地质条件复杂，支护难度大，通过布置监测断面，可以重点监测支护结构在复杂地质条件下的工作状态。在巷道的不同部位，如巷道的进出口、转弯处、交叉点等，也设置监测断面。这些部位是巷道的关键部位，受力复杂，容易出现变形和破坏，通过监测可以及时发现问题并采取相应的措施。根据巷道的长度和实际情况，每隔一定距离设置一个监测断面，一般每隔20-30m设置一个监测断面，以保证监测数据的连续性和代表性。6.2监测数据的分析与处理在北洺河铁矿软弱岩体支护工程中，对监测数据进行科学的分析与处理是评估支护效果的重要环节。通过对监测数据的整理、分析和绘制图表，可以直观地了解支护结构和围岩的状态变化，为评估支护效果提供依据。首先，对监测数据进行系统整理。按照监测项目、监测时间和监测断面等信息，对获取的位移、应力和地下水等监测数据进行分类整理，建立详细的数据表格。在整理位移监测数据时，将顶板下沉量、两帮收敛量和底板隆起量的数据分别记录在相应的表格中，并注明监测时间和监测断面的位置。这样的整理方式有助于后续的数据查询和分析，使数据更加清晰、有序。在分析监测数据时，运用多种方法深入挖掘数据背后的信息。对比分析不同监测项目的数据，观察它们之间的相互关系。比较顶板下沉量和两帮收敛量的变化趋势，若两者同时增大，可能表明巷道围岩的变形在加剧，支护结构的承载能力面临挑战；对比锚杆轴力和围岩应力的变化，若锚杆轴力随着围岩应力的增加而显著增大，说明锚杆在抵抗围岩变形中发挥了重要作用。观察监测数据随时间的变化趋势，判断支护结构和围岩的稳定性。在位移监测数据中，若顶板下沉量和两帮收敛量在一段时间内逐渐趋于稳定，说明支护结构有效地控制了围岩的变形，巷道处于稳定状态；反之，若位移持续增大且无收敛趋势，则可能意味着支护结构存在失效的风险，需要及时采取加固措施。绘制变形-时间曲线、应力-时间曲线等图表，能够更直观地展示监测数据的变化规律。在变形-时间曲线中，横坐标表示时间，纵坐标表示位移量，通过绘制不同监测点的位移随时间的变化曲线，可以清晰地看到巷道围岩的变形发展过程。当曲线呈现平稳状态时，表明围岩变形稳定；当曲线出现急剧上升或波动较大时，说明围岩变形异常，需要密切关注。应力-时间曲线则以时间为横坐标，应力值为纵坐标，展示支护结构和围岩内部应力随时间的变化情况。通过分析曲线的走势，可以了解应力的变化趋势和峰值出现的时间，判断支护结构是否能够承受围岩压力。在某一监测断面的锚杆轴力-时间曲线中，若在某个时间段内轴力突然增大，可能是由于该区域的围岩发生了局部垮落或受到了较大的采动影响，需要进一步分析原因并采取相应的措施。此外，还可以运用数据统计分析方法，对监测数据进行定量分析。计算位移、应力的平均值、最大值、最小值和标准差等统计参数，评估支护结构和围岩的稳定性程度。通过计算位移的标准差，可以了解位移数据的离散程度，若标准差较小，说明各监测点的位移较为均匀，支护效果较好；若标准差较大，则表明位移分布不均匀，可能存在局部变形过大的情况，需要进行针对性的处理。6.3支护效果评估指标与方法为全面、准确地评估北洺河铁矿软弱岩体支护效果，建立科学合理的评估指标体系，并采用定量和定性相结合的方法至关重要。建立的支护效果评估指标体系涵盖多个方面。在位移指标方面，顶板下沉量、两帮收敛量和底板隆起量是关键指标。顶板下沉量反映了顶板岩体在支护作用下的垂直位移情况，若顶板下沉量超过允许范围，可能导致顶板垮落，危及矿山安全。根据相关规范和工程经验，对于北洺河铁矿的巷道，顶板下沉量的允许值一般控制在50-100mm。两帮收敛量体现了巷道两帮岩体的水平位移情况，过大的两帮收敛量可能导致巷道断面缩小，影响设备通行和人员作业。通常，两帮收敛量的允许值控制在30-80mm。底板隆起量则反映了底板岩体的向上位移情况，底板隆起不仅会影响巷道的平整度，还可能对设备基础造成破坏。一般情况下，底板隆起量的允许值控制在20-50mm。应力指标同样重要，锚杆轴力、锚索拉力和喷射混凝土应力是主要的应力评估指标。锚杆轴力反映了锚杆在支护过程中所承受的拉力，合理的锚杆轴力能够有效地锚固围岩，增强围岩的稳定性。根据锚杆的设计参数和工程实际情况，锚杆轴力的允许值一般控制在其极限承载力的60%-80%。锚索拉力体现了锚索对围岩施加的预应力大小，足够的锚索拉力能够提高围岩的整体稳定性。锚索拉力的允许值通常根据锚索的规格和设计要求确定，一般应达到设计拉力的90%以上。喷射混凝土应力反映了喷射混凝土层在承受围岩压力时的应力状态，喷射混凝土应力过大可能导致喷层开裂、脱落，影响支护效果。喷射混凝土的应力允许值根据其强度等级和设计要求确定，一般应控制在其抗压强度的30%-50%。在评估方法上，采用定量和定性相结合的方式。定量评估方法主要基于监测数据进行计算和分析。通过将监测得到的位移、应力等数据与允许值进行比较，判断支护效果是否满足要求。当顶板下沉量为30mm，小于允许值50-100mm时，可以初步判断顶板支护效果良好；当锚杆轴力为设计极限承载力的70%，在允许值60%-80%范围内，说明锚杆的支护作用正常。运用数据分析方法，如回归分析、相关性分析等，进一步评估支护效果。通过回归分析，可以建立位移与时间、应力与时间等变量之间的数学模型，预测支护结构和围岩的未来状态；相关性分析则可以研究不同监测指标之间的相互关系，为评估支护效果提供更全面的信息。定性评估方法主要通过现场观察和经验判断来进行。现场观察支护结构的外观，检查锚杆、锚索是否有松动、断裂现象，喷射混凝土是否有开裂、脱落等情况。若发现锚杆松动，可能导致锚固力下降，影响支护效果；喷射混凝土开裂、脱落则表明喷层的承载能力降低，无法有效保护围岩。还可以参考工程经验和专家意见，对支护效果进行综合评价。专家根据自己的专业知识和丰富的工程经验，结合现场实际情况，对支护效果做出定性的判断，为定量评估提供补充和验证。七、结论与展望7.1研究成果总结本研究针对北洺河铁矿软弱岩体支护问题，通过多方面的研究，取得了一系列具有重要价值的成果。在软弱岩体特征分析方面，全面且深入地掌握了北洺河铁矿软弱岩体的分布特点和力学性质。通过实地调查，明确了软弱岩体主要集中分布在矿区的断裂构造附近以及褶皱的轴部区域，这与地质构造运动产生的应力作用密切相关，为后续针对性的支护设计提供了关键的地质依据。室内试验和现场原位测试获得了软弱岩体准确的力学参数，单轴抗压