3.2.1 井巷工程存在下列条件之一时,应开展岩石力学工作:
1 地质构造复杂。
2 工程地质条件复杂。
3 大型矿山的关键工程。
4 高应力条件。
5 有岩爆倾向。
3.2.2 在各设计阶段中,岩石力学的工作深度应符合下列规定:
1 可行性研究阶段,应配合地质勘察工作,对工程作出岩石力学的可行性论证。
2 初步设计阶段,应通过实地工程地质测绘和岩体稳定性分析、评价,为井巷工程设计提供依据,提出补充勘察工作内容。
3 施工图设计阶段,对矿山的关键工程应进行工程地质勘察工作,并应提出合理的岩石力学参数、支护计算模型,建议的支护形式。
4 在建设期间,岩石力学工作应着重研究巷道开挖后的围岩变形、失稳及其地压显现规律。
岩石力学工作应根据不同的设计阶段,分别开展不同深度和不同内容的有关工作,同时还应贯彻于勘探、设计、基建、生产的全过程中,其目的是为了研究井巷开挖后的围岩变形、破坏和移动过程,分析围岩与支护的相互作用,为井巷设计提供岩石力学基础数据,提出防止地压危害的方法,并为施工生产进行安全预报,以便对设计进行完善或修改。
3.2.3 井巷工程岩体分类应按现行国家标准《工程岩体分级标准》GB 50218的有关规定执行。
3.2.4 井巷工程设计所需的岩石基本参数,应有抗压、抗拉、抗剪等极限强度和弹性模量、泊松比、内聚力、内摩擦角等基本参数。
工程开挖后的围岩将产生不同程度的变形或破坏。影响变形或破坏的主要参数是岩石的抗压强度和岩石的摩擦系数(内聚力和内摩擦角)。围岩强度取决于岩石极限强度和岩石间的摩擦系数。岩石的基本参数是井巷工程支护设计的重要依据。
3.2.5 地质构造调查应为井巷工程设计提供优势节理组合及其围岩破坏模式。
根据开挖工程的临空面和围岩的优势节理产状,绘制成赤平投影图,对围岩的稳定程度可进行定性判断,还可预估危岩的块度,为支护设计提供加固范围和加固方法。
3.2.6 测量原岩应力时,原岩应力量测地点应布置在该工程的附近,并应避开应力畸变区和干扰源。量测深度应穿过井巷工程的松动圈,宜为已施工井巷掘进半径的3倍~5倍。
原岩应力是指未受扰动岩层中的应力,是工程稳定性计算中必不可少的边界条件,是引起围岩变形、破坏的主要作用力,其分布规律复杂多变,故需要进行实地量测。量测地点应布置在设计的工程附近,避开应力畸变区(应力集中或降低区)、不稳定区和干扰源。实测采用钻孔应力解除法,应力量测孔需穿过巷道围岩应力降低区和应力升高区,因此量测深度一般为3倍~5倍的巷道掘进半径。
3.2.7 大硐室的稳定性宜采用数值分析法模拟。在计算中应正确地选择计算剖面,确定计算模型和岩体力学参数,选择单元类型及网格细度等。计算结果应为井巷支护设计提供围岩的位移矢量图和应力分布图。
数值计算在解答复杂的岩体力学问题中是一种有效的手段。数值计算法以有限元法和边界元法应用的较为广泛。计算模型多采用线弹性模型。计算结果可为井巷工程作出稳定性评价。
3.2.8 重要工程的复杂特殊地段应按现行国家标准《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB 50086的有关规定,提出典型井巷工程围岩地段实施现场的监控量测要求。
地质条件复杂的特殊工程中缺乏经验类比资料时,应进行监测设计。通过有效的监测手段,研究围岩应力、位移变化规律,从而进一步验证工程设计的正确性,也为修改和完善设计提供依据。选用的监测手段应具有长期性和可靠性,量测项目及量测精度应满足工程要求。