深部层状岩体巷道围岩塑性区边界扩展及控制研究

作     者：刘俸菁 王卫军 Liu Fengjing;Wang Weijun

作者机构：湖南科技大学能源与安全工程学院湖南湘潭411201 煤矿安全开采技术湖南省重点实验室湖南湘潭411201 

出 版 物：《能源与环保》 (CHINA ENERGY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION)

年 卷 期：2017年第39卷第3期

页      面：13-19页

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51434006) 

主　　题：深部巷道 塑性区 层状岩体 数值模拟 边界控制 

摘      要：针对深部层状岩体巷道围岩塑性区边界扩展规律尚不明确的问题,采用FLAC^(3D)软件仿真模拟软件,研究了双层岩体、三层岩体等不同岩体组合下的塑性区边界扩展形态,揭示了其塑性区边界的扩展特性及规律。以曲江煤矿212回风巷为验证对象,在分析调查该巷道变形破坏特征的基础上,模拟了该巷的塑性区边界扩展特性与形态,分析了其破坏机理与控制原理,并提出了相应的预应力桁架+锚杆控制技术。数值模拟结果表明,该支护技术将巷道围岩塑性区由恶化形态控制在较好的稳定形态,巷道围岩变形也趋于稳定。现场实践表明:经过75 d监测,高帮位移为180 mm、低帮位移仅为100 mm,顶板下沉量仅为80 mm。围岩变形在可控制的范围内,反映出巷道围岩塑性区得到了良好控制。该研究成果较好地丰富了塑性区边界扩展内容,同时为同类型巷道塑性区控制提供一定的技术参考。