趙固一礦地應力影響巷道圍巖穩(wěn)定性的力學機制及控制技術研究.pdf

1、地應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力區(qū)開采,由地應力引發(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,綜合應用巖石物理力學參數(shù)測定、現(xiàn)場實測地應力技術、巖石力學理論和數(shù)值模擬分析方法對地應力影響巷道圍巖穩(wěn)定性的力學機制與控制技術進行了研究,得出如下結論:(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;地應力測試結果表明,該礦地應力

2、量級為高地應力,屬于σHV型地應力場,最大主應力為近水平應力,是引起東西巷道片幫、底臌的主要作用力。(2)以巖石力學理論分析了圓形巷道圍巖的應力分布規(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、周邊應力集中系數(shù)、巷道軸向和最大水平主應力夾角密切相關;分析了側壓系數(shù)對巷道軸比的確定及巷道周邊應力分布規(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,結合地應力實測結果將巷道圍巖分為六類,并

3、給出了各類圍巖巷道相應的預支護方案。(4)數(shù)值模擬了側壓系數(shù)、巷道軸向和最大水平主應力夾角對巷道圍巖穩(wěn)定性的影響,拱形巷道圍巖應力分布較均勻,應力集中程度和巷道變形量較小,適用于高水平應力環(huán)境;巷道軸向和最大水平主應力夾角小于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)分析了以地應力為基礎的巷道支護設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