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孤岛沿空掘巷围岩变形机理及控制技术研究
孤岛沿空掘巷是一种常见的地下开采方法，特点是在岩石围岩中进行开挖，没有地表露头，形成一个孤立的岛屿。然而，由于岩石围岩存在一定的变形性质，孤岛沿空掘巷中的围岩会发生一定程度的变形，给采矿工作带来一定的不利影响。因此，研究孤岛沿空掘巷围岩的变形机理及控制技术，对于保证开采的稳定性和安全性具有重要意义。
首先，要了解孤岛沿空掘巷围岩的变形机理，需要分析各种影响因素。影响围岩变形的主要因素包括岩性、结构、地应力、水压力等。岩石的力学性质是围岩变形的基本特性，包括抗压强度、弹性模量、刚度等。结构性质也对围岩变形有重要影响，如断层、节理等会导致围岩的非均质性和非线性响应。地应力是指地下岩层承受的应力，它会对围岩的稳定性产生显著影响。水压力是巷道周围地下水的水力力学性质，它会改变围岩的强度和变形特性。
围岩在孤岛沿空掘巷中的变形主要表现为岩体的收敛、冒顶、底板下沉以及墙体的悬空裂缝等。岩体收敛是指岩体在空间上的收缩变形，这种变形常常会导致围岩间隙的闭合和岩石压力的增加。冒顶是指巷道顶部的围岩向下滑落的现象，造成巷道顶部的松动和破碎。底板下沉则是指巷道底部的围岩向下沉降变形，这种变形往往会导致巷道地面的凹陷和不稳定。墙体的悬空裂缝是指巷道壁面出现的悬挂裂缝，这种裂缝往往会导致围岩剥离和坍塌。
为了控制围岩的变形，可以采取一系列的控制措施。首先是在巷道支护上采取合理的设计和施工方法，如使用钢筋混凝土支护结构、喷射混凝土等。同时，对于岩体收敛的控制，可以采用钢支撑、锚杆支护等技术，增强巷道的稳定性。对于冒顶的控制，可以采用顶板加固、锚杆等方式，减少顶板的下滑和垮落。底板下沉的控制可以通过加固底板、增加水泥浆注入等方式，提高底板的稳定性。墙体悬空裂缝的控制可以通过加固墙体、引入预应力等手段，提高围岩的剪切强度和变形能力。
综上所述，孤岛沿空掘巷围岩的变形机理及控制技术是一个复杂的问题，需要综合考虑岩体的力学性质、结构特征、地应力及水压力等多种因素。通过合理的设计和施工，选择适当的支护措施，可以较好地控制围岩的变形，保证开采的稳定性和安全性。然而，围岩的变形机理还存在许多未解之谜，需要进一步的研究和实践来完善控制技术。