趙固一礦地應(yīng)力影響巷道圍巖穩(wěn)定性的力學(xué)機制及控制技術(shù)研究.pdf

1、地應(yīng)力是引起巷道圍巖變形破壞的根本作用力。隨著我國煤礦開采深度的不斷增加,相當一部分礦井已進入高應(yīng)力區(qū)開采,由地應(yīng)力引發(fā)巷道圍巖變形、破壞、失穩(wěn)的危險性愈來愈大。
　　本文以趙固一礦為工程背景,綜合應(yīng)用巖石物理力學(xué)參數(shù)測定、現(xiàn)場實測地應(yīng)力技術(shù)、巖石力學(xué)理論和數(shù)值模擬分析方法對地應(yīng)力影響巷道圍巖穩(wěn)定性的力學(xué)機制與控制技術(shù)進行了研究,得出如下結(jié)論:(1)趙固一礦二1煤層頂板巖層巖性較好,底板巖層巖性較弱;地應(yīng)力測試結(jié)果表明,該礦地應(yīng)力

2、量級為高地應(yīng)力,屬于σHV型地應(yīng)力場,最大主應(yīng)力為近水平應(yīng)力,是引起東西巷道片幫、底臌的主要作用力。(2)以巖石力學(xué)理論分析了圓形巷道圍巖的應(yīng)力分布規(guī)律及其穩(wěn)定性,巷道的穩(wěn)定性與圍巖塑性區(qū)分布范圍、巷道變形、周邊應(yīng)力集中系數(shù)、巷道軸向和最大水平主應(yīng)力夾角密切相關(guān);分析了側(cè)壓系數(shù)對巷道軸比的確定及巷道周邊應(yīng)力分布規(guī)律的影響。(3)分析了巷道圍巖松動圈產(chǎn)生的機理,并對趙固一礦部分巷道進行了松動圈測試,結(jié)合地應(yīng)力實測結(jié)果將巷道圍巖分為六類,并

3、給出了各類圍巖巷道相應(yīng)的預(yù)支護方案。(4)數(shù)值模擬了側(cè)壓系數(shù)、巷道軸向和最大水平主應(yīng)力夾角對巷道圍巖穩(wěn)定性的影響,拱形巷道圍巖應(yīng)力分布較均勻,應(yīng)力集中程度和巷道變形量較小,適用于高水平應(yīng)力環(huán)境;巷道軸向和最大水平主應(yīng)力夾角小于40°時對巷道圍巖穩(wěn)定性影響較小,當增大40°后,巷道幫部破壞深度明顯大于頂?shù)装?且一幫破壞變形大于另一幫。(5)分析了以地應(yīng)力為基礎(chǔ)的巷道支護設(shè)計方法以及東翼回風大巷在原支護下影響變形破壞的因素,確定巷道采用一次