基于便携式地质雷达的巷道围岩松动圈探测

徐世达，陈治洋，雷 刚

(东北大学深部金属矿山安全开采教育部重点试验室，辽宁 沈阳 110819)

松动圈理论最早由采矿专家提出，20世纪70年代逐渐发展完善，并在最近十几年得到了广泛应用[1-2]。井下巷道的开挖不可避免地打破了原有的应力平衡状态，产生应力集中现象，当集中应力大于岩体强度时，岩体发生破坏，应力集中向岩体深处转移，直至达到应力平衡状态，巷道周围形成的破裂带即为松动圈。松动圈是矿山巷道支护设计的重要依据。因此，准确确定巷道围岩松动圈对于降低支护成本、保障矿山安全具有重要意义。

目前，常用的巷道围岩松动圈测试方法主要有声波法、多点位移计法、电阻率法、地质雷达法、钻孔摄像法等，但声波法、多点位移计法、钻孔摄像法等需要钻孔，在局部区域测量围岩松动圈时得到了广泛应用，尤其是声波法，但很难大面积推广[2]。地质雷达法是近二十年发展起来的新方法，具有分辨率高、快速、经济、灵活方便的优点，在隧道工程和矿山工程中得到了广泛应用。

杨永杰等[3]采用地质雷达探测了华丰矿巷道围岩松动圈，并优化了巷道围岩锚杆设计；姜德义等[2]采用地质雷达研究了地质偏压隧道围岩松动圈分布变化规律，揭示了隧道围岩破坏模式和初衬开裂原因，并提出了治理措施；蒋邦友等[4]依据探地雷达松动圈探测机理，确定了围岩松动圈范围，据此对巷道支护方案进行了优化；伍永平等[5]基于巷道围岩松动圈雷达探测结果，改进了巷道断面形状，实现了巷道围岩稳定性控制；……