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软岩巷道破坏机理及控制研究

作者

张杰李通高守世黄小平王力王张辉闫医慧
单位

西安科技大学能源学院教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室中煤西安设计工程有限责任公司
摘要

针对软岩巷道大变形问题，以贯屯煤矿50213工作面回风巷为工程背景。采用理论分析、物理相似模拟和数值模拟相结合的研究方法，研究了软岩回采巷道围岩塑性区演化规律及失稳机理。结果表明：在围岩应力作用下，肩角剪切裂隙带向上发育，形成“蝶形”塑性区。同时锚固拱内外岩层的变形不协调运动易在锚固端形成水平离层裂隙。该离层裂隙与两肩角的剪切裂隙带相互贯通从而造成锚固拱整体失稳。基于此，提出了高预紧力“倒梯形”注浆锚索与普通锚索协同支护技术，并通过数值模型对优化前后围岩控制效果进行了分析，优化后围岩塑性区显著减小，顶板最大下沉量较原方案下降了50.7%，两帮移近量下降了38.2%，有效解决了软岩巷道大变形问题。
关键词

软岩巷道锚固拱塑性区巷道变形失稳机理控制技术
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金项目（51774229；52004200）；国家自然科学青年基金项目(52004200)；
文章目录

0 引言
1 工程背景
2 巷道围岩塑性区理论分析
2.1 塑性区边界方程计算
2.2 塑性区几何形态分布特征
3 软岩巷道塑性区演化规律物理模拟
3.1 实验方案设计
3.2 模拟结果分析
(1）塑性区缓慢增长阶段
(2）塑性区快速增长阶段
(3）塑性区剧烈增长阶段
4 围岩稳定性控制
4.1 围岩控制方案
4.2 围岩控制效果分析
(1）垂直位移
(2）围岩塑性区
(3）垂直应力
5 结语
引用格式

张杰,李通,高守世等.软岩巷道破坏机理及控制研究[J].煤炭技术,2023,42(09):1-7.DOI:10.13301/j.cnki.ct.2023.09.001.
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