随着矿山开采不断向深部延伸，地应力加剧、岩体破碎、巷道失稳等问题日益突出，传统依赖经验判断的支护方式，往往陷入“支护不足则垮、支护过度则贵”的困局。中钢矿院采矿工程研究所依托自主研发的成套围岩控制技术，成功实现从“经验型”向“精准型”转变，为深部矿山安全开采提供了可靠技术支撑，并已在国内外多个大型矿山落地推广。

岩体节理探测现场工作

        这一成套技术体系，涵盖“岩体三维节理摄影测量+地质雷达无损探测+岩体质量分级+差异化分级支护+三维数值仿真优化”五大核心环节，形成了从地质探测、数据分析到支护设计、仿真验证的完整闭环。目前，该技术已在湖南水口山康家湾矿实现全中段规模化应用，并同步推广至西藏华泰龙、新疆美盛、塔吉克东杜奥巴等国内外大中型金属矿山，显著提升了高地应力复杂地质条件下的掘支安全性与经济性。

地质雷达探测现场工作

        以康家湾矿为例，该矿为铅锌多金属矿，自1987年建设以来，开采深度已超700米，13至16中段巷道穿越炭质页岩、硅质角砾岩、黄铁矿等多类复杂地层，其中炭质页岩岩体RQD值最低仅5%。过去依靠经验布设锚杆、大面积浇筑混凝土，存在两大痛点：一是支护方案采用“经验拍板”，缺乏精准力学和支护参数，常造成超支或欠支；二是深部高地应力环境下，井下软弱地层掘进后2-3天后出现塑性大变形，局部发生垮落高达6米，常规支护方案无法抵挡围岩塑性大变形破坏。

地质雷达扫描结果

        针对这些顽疾，中钢矿院技术团队构建起全链条硬核技术体系。首先，采用三维岩体遥测系统完成37处井下节理扫描，配合SSP变频探地雷达实现10米深度无损探测，精准识别节理分布与内部破碎带，为岩体分级提供翔实三维数据。其次，结合多种国际主流分级方法，对矿山各类岩体进行定量分级，精度达到国内外行业先进水平。在此基础上，团队依据岩体等级、强度和结构特征，制定差异化分级支护方案。最后，通过三维数值仿真，建立多尺寸巷道及冒落区三维模型，模拟无支护、锚网喷、混凝土浇筑、管棚超前注浆等十余种工况，迭代优化锚杆长度、间排距、锚索规格、喷砼厚度等全套参数，确保支护设计既无冗余，亦无盲区。

数值仿真计算模型

        该成套技术在康家湾矿全面应用后，成效显著：片帮、冒顶事故大幅度减少，井下采掘作业环境实现根本性改善；针对稳定性较好的I、II级岩体，取消冗余支护后，年节约支护材料费用超百万元，掘进效率同步提升。

数值仿真计算模型

        与传统“一刀切”式支护方案不同，中钢矿院这一技术实现了“一矿一策、一段一型、精准定制”，在确保安全底线的同时，兼顾开采效率与成本控制，为全国乃至海外金属矿山提供了可复制、可推广的围岩控制解决方案。该技术的持续深化与推广，不断巩固中钢矿院在国内矿山技术服务领域的竞争优势，助力我国金属矿山安全可持续发展。