1 深部铜矿巷道地压显现特征

深部铜矿是原折腰山露天矿转入地下开采的后续矿山，由于受露天转地下开采及地应力的影响，深部铜矿巷道地压的主要特征为：

(1) 矿区水平应力大于铅垂应力，最大主应力近于层面法线方向.当巷道轴线与层面法线一致时，构造应力对巷道稳定性影响最小，轴线与层面法线正交，影响最大。

(2) 穿脉巷道稳定性较好，其破坏形式主要沿节理裂隙等弱面出现滑移，一般发展形成自然拱。

(3) 沿脉巷道主要是水平应力引起两壁鼓折后沿片理滑落倾倒，若这种现象得不到制止而继续发展，使巷道跨度不断增大，最终导致大面积滑落，巷道开挖后一个月左右便会出现这种现象。

深部铜矿巷道年掘进量达3000m, 其中60 %需要支护，工程里十分巨大，因此有必要对深部铜矿的巷道围岩进行分类，以采取经济合理的支护方式.在参考国内外有关文献的基础上，提出利用模糊贴近度对岩体分类，进而提出合理的支护措施。

2 模糊贴近度法确定开挖岩体类级的数学原理

在岩体分类中，岩体的类级可分为A₁、A₂、……A_n个类级，它们是某论域上的模糊子集.显然，岩体的类级A是该问题的论域。如果论域中各子集含有m个因素参量，则各因素子集可以表示为：

开挖岩体为W，显然，W也是论域A上的模糊子集，即W(W₁, W₂, …W_m)∈A。根据内积和外积的定义有：

论域A上模糊子集A_i和W的内积可以写成：

(1)

外积可以写成：

(2)

W与A_i的贴近度为：

(3)

(4)

则称W与A_K最贴近。

根据择近原则，如果A_K满足式(4), 则开挖岩体州的类级可以归入A_K类级。

3 岩体稳定性的影响因素选取

影响岩体稳定性因素很多，选择下列主要因素作为岩体分类的依据。

(1) 岩体的单轴抗压强度。

(2) RQD指标。

(3) 结构面强度。

(4) 结构面摩擦角。

(5) 节理间距。

(6) 地下水状况。

(7) 地应力折减系数。

(8) 开挖岩体的暴露面积。

(9) 地下工程的寿命。

按照我国的岩体分类系统，将岩体分为Ⅰ~Ⅴ5个等级，岩体类级与上述各因素之间的关系见表 1。

4 巷道围岩分类与支护方式 4.1 巷道围岩分类的结果

巷道围岩分类指标参数的确定，应选取不同巷道的围岩进行考虑，具体情况见表 2。

用模糊贴近法确定开挖岩体的类级，首先必须确定表 1和开挖岩体的各因素参量的隶属度。隶属度是通过适当的隶属函数来确定，因此，隶属函数的确定是模糊数学应用的关键之一。

实践表明，岩体有关的观测值都具有离散性。因此选取的隶属函数为：

(5)

按式(5)确定表 2中各因指的隶属度见表 3。

开挖岩体隶属度计算结果为：

μ(W)=0.825, 0.895, 0.667, 0.822, 0.267, 0.033, 0.143, 1.000, 0.983.

贴近度计算：

A₁，A₂, …，A₅表示开挖岩体的类级Ⅰ~Ⅴ级，W₁为开挖岩体。分类系统(表 2)中的岩体类级A为本问题的论域。则根据式(3)有：

可以确定W₁围岩规入A₃，即可得出结论，W₁围岩属于Ⅲ类岩体。见表 4。

4.2 支护方式合理选择

根据深部铜矿的具体情况，巷道围岩类级与支护方式的对应关系见表 5。建议采取的支护措施见表 6。

4.3 支护参数的合理选择及施工要求

(1) 简易木支护。视围岩情况确定。

(2) 锚杆支护。锚杆选型：长1.8m, Φ4 0mm, 网度（1.0 ~1. 2)mx (0. 8 ~ 1.2)m, 施工过程中禁止锚托沿岩层面方向，一定要与岩层相交一定角度。

(3) 素喷。喷层厚度50mm。

(4) 喷锚联合支护。喷层厚度50mm, 锚杆长1.8m, Φ40mm, 网度（1.0~1.2)m ×(0.8~1.2)m, 施工过程中禁止锚杆沿岩层面方向，一定要与岩层相交一定角度。

(5) 喷锚网联合支护。喷层厚500mm, 锚网密度l00mm×100mm, 长1.8m, Φ 40 mm, 网度为（1.0~1.2)m×(0.8~ 1.2)m, 施工过程中禁止锚杆沿岩层面方向，一定要与岩层相交一定角度。

(6) 整体砼支护。支护厚度约300mm。

(7) 长锚索支护。锚索长6.0m, 每孔2~3根，网度（1.0~1.2)m×(0.8~ 1.2)m.

5 结论

(1) 开挖岩体类级的确定，具有模糊性，适合利用模糊数学处理。

(2) 应用模糊贴近度确定岩体类级，尽可能采用岩体力学参数，使分类结果更切合工程实际，因此在实际工作中应加强岩体力学参数的收集。

(3) 以巷道围岩分类结果为基础，根据分类结果采取合理的支护措施，可以使支护做到经济合理。