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自然崩落法是金属矿山实现高产、高效的最有效开采方法，但由于受地质及资源储存条件的制约，同时开采过程中存在许多关键的技术难题，严重的影响了该方法的推广和应用。本研究以金川Ⅲ矿区为工程研究对象，综合运用现场测试、实验室试验、数值模拟计算和理论分析等技术手段，对自然崩落法关键技术之一——底部结构稳定性问题进行了系统地研究，提出了实现工程稳定运行的支护技术措施。通过现场调查和实验室试验，研究了矿区岩体节理状况、岩石质量指标RQD、岩石物理力学参数、地应力水平、岩石水解特性、岩石水膨胀率指标、岩石矿物成分鉴定及岩石微观构造特征分析等岩石的基本性质，为深入进行课题研究工作积累了丰富的基础研究资料；应用岩石损伤力学理论、工程断裂力学理论及岩石流变力学原理进行了节理岩体破坏、锚杆锚固强化以及岩石流变行为的机理分析，建立了节理岩体损伤本构关系、岩石断裂与扩展、锚杆锚索锚固强化机理、岩石流变行为的力学模型和理论方程，完善了节理岩体破坏、锚固、蠕变的理论研究；根据矿区高应力、破碎矿岩体的客观地质条件，应用承压组合拱、围岩松动圈、二次支护等支护原理，确定了一次锚网喷临时支护、二次钢筋桁架锚喷永久支护的二次支护原则，锚杆和钢筋桁架在围岩深部和巷道内壁形成双承压拱，防止深部围岩的塑性发展及岩石蠕变引起的巷道收敛变形，同时采用巷道封闭支护措施，阻止巷道底鼓现象的发生；利用相似材料模拟试验、UDEC数值模拟等技术手段进行了底部结构无支护和支护状态下围岩应力、应变规律及岩体结构变形破坏规律的研究，揭示了自然崩落法开采过程中拉底、矿体自然崩落、底部结构围岩应力和应变间的相关变化规律，验证了设计支护方案对加强底部结构稳定有效性。课题研究结果表明，金川Ⅲ矿区属于典型的高应力、强破碎矿岩体矿井，不利于地下矿山工程的稳定，尤其开采地压强度大的自然崩落法矿山，是困扰矿山安全、正常生产的技术难题，采用锚网喷及钢筋桁架锚喷封闭支护措施，可以有效解决巷道结构的收敛变形、底鼓、坍塌等破坏行为，保证矿山生产对岩体结构稳定性的要求。