回采巷道围岩三维受力特征及其维护的研究

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随着煤矿开采工艺的不断创新,煤矿生产能力日益提高,地下巷道断面不断加大,造成巷道维护难度增加。回采顺槽一般沿煤层底板掘进,巷道位于煤层中,在开采过程中不可避免地要经受多次反复的采动影响,围岩变形破坏严重,巷道维护尤其困难。因此对该类巷道围岩的稳定性及其相关参数进行研究具有重要意义。本文在理论分析和数值模拟的基础上,以晋城市岳城煤矿地质条件为背景,在考虑到岩体流变特性的前提下,运用三维有限差分法(FLAC3D)分别针对弹性及弹塑性模型在无支护、有支护两种不同状态下进行了对比分析。通过对两种模型巷道围岩的屈服破坏特征、岩体内应力分布特征及位移分布特征的分析,揭示了顺槽巷道围岩的总体破坏规律,即巷道底板岩层主要呈拉伸破坏趋势,顶板岩层中部呈现拉伸破坏,两侧呈现剪切破坏,顶底板两角主要呈现剪切破坏趋势,而巷帮中部则是拉伸、剪切破坏并存。其中距离工作面6m之内的顺槽巷道围岩受开挖影响较剧烈,有必要进行超前加强支护和密切监测。随着时间的增加,围岩的整体应力值明显降低、位移量明显增大,位移带分布范围随着时间的推移进一步加大。巷道围岩顶板下沉、底鼓现象严重,巷道围岩产生较大位移变形,在不采取支护措施的情况下,无法满足地下采掘工程的生产需要。 本文的研究成果揭示了地下回采顺槽围岩在流变特性下的屈服破
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