现代矿业 ›› 2026, Vol. 42 ›› Issue (06): 172-177,185.
王小龙1,2 刘文岗1 潘洪伟3 郝伟鹏1 张 博1 魏 宇3 马云鹏3 张 昭3
WANG Xiaolong1,2 LIU Wengang1 PAN Hongwei3 HAO Weipeng1 ZHANG Bo1 WEI Yu3 MA Yunpeng3 ZHANG Zhao3
摘要: 为解决马城铁矿深部开采中面临的高地应力及大型化采矿工艺、强爆破动载扰动导 致的硐室频繁片帮、冒顶等支护失效问题,提升大跨度采场硐室的稳定性与支护体系适应性,采用 现场实测与室内试验相结合的方法,构建覆盖上下采区的多水平 KJ21 在线地压监测系统,连续 180 d 跟踪围岩应力时空演化;同时开展 5~25 MPa 围压下的岩石三轴压缩试验,测试主要围岩(花 岗岩、铁矿石)的强度及变形特征。结果表明:马城铁矿深部岩体具备典型的“高强脆性”破坏特 征,承载力达到峰值后骤降,导致自承载系统极易失效。围岩应力在静态空区扩大及动态爆破/充 填扰动叠加下,呈现“缓慢上升—加速上升—达到极值—缓慢下降”的剧烈演化规律,是传统静态 支护失效的根本原因。基于研究结果,提出支护设计应向“主动加固、预防破坏”转变,并实施了以 高预紧力“锚索(ϕ21.8 mm,预应力 250 kN)+W 钢带”联合补强卸矿硐室、全面锚网喷强化凿岩硐室 为主的协同支护优化方案。工程实践表明,优化后的方案使硐室在有效跨度显著增加的情况下仍 能保持稳定,钻孔应力增速平稳下降,成功解决了现场高应力与强扰动环境下的支护难题。