采动环境下巷道围岩破裂演化规律及其控制技术研究

针对采动环境下巷道围岩经反复维修仍无法满足正常使用的现状,以受采动影响海孜煤矿86采区回风上山为工程背景,建立底板采动影响区内某一点受力状态演化的力学模型,得出采动区巷道处于非等压受力状态,据此建立了非等压状态下巷道受力的弹塑性力学模型,推导出底板巷道围岩塑性区宽度计算公式,并针对采动区巷道制定以螺纹钢注浆锚杆为支护体系核心的预加固方案。结果表明,当底板巷道采用以注浆锚杆为核心的支护体系加固后,由上覆工作面开采引起的底板巷道围岩变形可得到有效控制,非等压受力状态下巷道围岩塑性区宽度计算公式合理。     

侧压系数及埋深对巷道围岩应力分布的影响

运用FLAC3D数值模拟软件,分别对埋深600、800、1 000 m和侧压系数0.5、1、1.5情况下煤层底板岩巷顶底板和两帮的垂直、剪切应力分布规律进行了模拟分析。结果表明:随着侧压系数的增加,巷道帮部围岩垂直应力呈递减状态,剪切应力、顶底板围岩垂直应力呈增大趋势;随着煤层埋深的增加,巷道围岩垂直、剪切应力集中区范围不断增大,峰值点位置逐渐向巷道围岩深部移动。研究结果对巷道合理支护选择具有指导意义。     

软弱夹层层位对巷道围岩稳定性的影响

为了研究软弱夹层层位对巷道围岩稳定性的影响,运用FLAC3D程序进行数值模拟,分析了处于不同软弱夹层层位中巷道的围岩应力、位移变化规律。研究表明,在6种不同软弱夹层层位的组合模型中,布置在模型1和5层位中的巷道变形、应力集中程度等均较小,受软弱夹层影响较弱,且当侧压系数不同时,布置在模型5层位中的巷道更加稳定,受软弱夹层影响最小。