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随着我国煤炭资源的不断消耗,煤矿开采伴随着深度的增加大多要经历“三高一扰”的复杂地质环境,在浅部开采中,具有坚硬岩石特征的岩体进入深部开采后相继表现出地压高、变形大、支护难等软岩的力学特性。主要原因是在高地应力下宏观上表现出软弱岩石的破碎,弱化,松散,流变,膨胀和强烈蚀变等特征。在软岩巷道中的底臌问题也变得更加突出。底臌现象一旦发生就会使得巷道断面减小,底板隆起会严重的阻碍煤矿生产和安全。现有的理论和技术并不能完全解决深部高应力软岩巷道的围岩稳定问题,尤其是底臌问题,因此研究深部高应力软岩巷道底臌的产生机理、影响原因和稳定性控制对策具有非常重要的实际意义。
以郭屯矿深部高应力软岩巷道的底臌问题和巷道的失稳为工程背景,通过岩石试件的岩样分析和物理力学试验、地应力测试、松动圈探测和数值模拟等手段,分析了深部软岩巷道失稳破坏原因,确定了支护参数,通过方案对比确定了具体的支护方案。具体分析了深部软岩巷道的力学特征及其变化规律。通过对围岩塑性区的分析结合软弱围岩所具有的弹塑性特点,揭示了围岩塑性区的发展规律,研究深部高应力软岩巷道底臌稳定性控制对策。
主要工作和结论有:利用理论分析的方法,对深部巷道底臌产生机理进行分析,得出造成巷道出现底臌破坏的主要方式、变形特性和变形破坏机理。利用FLAC3D数值模拟分析不同影响因素对于深部巷道底臌产生的影响规律,并通过实验进行分析。针对郭屯矿软岩巷道出现的底臌问题,提出了反底拱和锚注联合支护防治方案,通过数值模拟支护方案的位移、应力和塑性区得出的数据对比,证明了支护方案合理可行,有效地解决了高应力软岩的大变形及流变问题,确保了巷道的长期稳定。
以郭屯矿深部高应力软岩巷道的底臌问题和巷道的失稳为工程背景,通过岩石试件的岩样分析和物理力学试验、地应力测试、松动圈探测和数值模拟等手段,分析了深部软岩巷道失稳破坏原因,确定了支护参数,通过方案对比确定了具体的支护方案。具体分析了深部软岩巷道的力学特征及其变化规律。通过对围岩塑性区的分析结合软弱围岩所具有的弹塑性特点,揭示了围岩塑性区的发展规律,研究深部高应力软岩巷道底臌稳定性控制对策。
主要工作和结论有:利用理论分析的方法,对深部巷道底臌产生机理进行分析,得出造成巷道出现底臌破坏的主要方式、变形特性和变形破坏机理。利用FLAC3D数值模拟分析不同影响因素对于深部巷道底臌产生的影响规律,并通过实验进行分析。针对郭屯矿软岩巷道出现的底臌问题,提出了反底拱和锚注联合支护防治方案,通过数值模拟支护方案的位移、应力和塑性区得出的数据对比,证明了支护方案合理可行,有效地解决了高应力软岩的大变形及流变问题,确保了巷道的长期稳定。