文章摘要

地下开挖作业中的围岩稳定性问题一直是采矿和土木工程中的一个关键挑战，尽管现代化机械设备和严格的监管措施已经广泛应用。近期，澳大利亚、中国和俄罗斯等地发生了多起顶板冒落事故，导致人员伤亡。例如，澳大利亚Ballarat金矿、山西王家岭煤业有限公司、俄罗斯先锋金矿以及四川资阳市的磨盘湾隧道均发生了严重的坍塌事故。 

这些事故揭示了地下开挖中常见的楔形岩体破坏模式，即岩体在没有及时支护的情况下，由于围岩约束减少而发生掉落或滑动。岩体破坏矩阵通过结合工程岩体分类和应力水平，可以预测和评估围岩的破坏模式，从而为地下开挖提供重要的指导和参考。正确的分类和应力分析对于预防此类事故至关重要，有助于提高地下作业的安全性。

正文         

1. 引言

2. 顶板冒落事故

(2) 2024年3月14日5时10分，山西王家岭煤业有限公司(忻州保德)在掘进工作面时发生一起顶板冒落事故，1人遇难1人受伤。

(3) 2024年3月18日，俄罗斯的先锋金矿(Pioneer mine)的地下矿发生顶板冒落事故，导致13人被困在地下125m深处，目前已经过去了5天，还没有任何消息，估计生还的可能性很低。【两起严重的地下采矿事故 | 瓦斯爆炸和顶板冒落】

3. 破坏模式

在深度相对较浅的节理岩体中进行地下开挖，最常见的破坏类型是楔形状(wedge)岩体从顶板上掉落或从侧壁上滑出(片帮)，这些楔形体由相交的构造节理形成，将岩块分隔成离散但又相互交错的块状体。当地下开挖形成自由面时，消除了来自围岩的约束，这些楔块中的一个或多个就会掉落或滑动，除非在开挖后立即采取支护措施，否则围岩的稳定性会迅速恶化。每一个岩石楔如果允许其掉落或滑动，都会导致岩块的约束和互锁减少，这反过来又会引起其他岩石楔掉落。这一破坏过程将继续下去，直到形成岩块的自然拱或者开挖区域被掉落的岩块填满。

岩体破坏矩阵把工程岩体分类和岩体应力相结合，首先确定出工程岩体分类的值， 然后计算巷道的应力水平，二者交叉就得出岩体的破坏模式。