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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
深部碎裂岩体巷道变形破坏机制与支护效应连续-非连续分析
  • 39
  • 作者

    张世瑞 江权 邱士利 周小平

  • 单位

    中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室中国科学院大学东北大学北京科技大学

  • 摘要
    金川二矿深部碎裂岩体具有“岩块强度高,岩体强度低”的显著特点,巷道围岩表现出显著的大变形行为,频繁导致喷锚网或衬砌等支护结构破坏,严重威胁采矿生产安全。因此,深入研究高应力碎裂岩体变形机理与支护效应具有重要的工程意义。本文在金川二矿深部巷道现场工作的基础上,结合连续-非连续数值分析方法,探讨深部碎裂岩体变形破坏机制和支护效应。首先,现场调查发现金川二矿深部巷道围岩具有典型层状、碎裂状和复合结构特征,冒落和底鼓是典型破坏形式;其次,基于室内试验和现场监测数据,采用可破Voronoi块体模型和离散裂隙网络模型模拟巷道开挖过程,捕获围岩损伤破裂特征;最后,结合实体单元和锚杆单元模拟支护结构响应。研究发现结构面间距和倾角显著影响应力释放区的位置和压力拱的形成,导致围岩变形各向异性和破裂非均匀性;锚杆、“锚杆+喷层”和“锚杆+U形钢拱架”3种支护结构对于限制围岩变形具有显著差异性,锚杆和衬砌的加入能有效抑制冒落区,限制顶拱位移,但不能有效抑制底板隆起;超前注浆、加长锚杆和钢拱架是控制深部碎裂岩体巷道大变形的重要措施。本研究能为深部碎裂岩体巷道变形控制与支护设计提供理论支持与实践指导。
  • 关键词

    碎裂岩体大变形深部巷道连续-非连续分析支护方式

  • 文章目录


    1 金川二矿610 m水平工程地质概况
    2 现场围岩结构面识别与裂隙演化监测
    3 巷道围岩损伤区连续-非连续分析
    4 巷道围岩支护连续-非连续分析
    5 结论
  • 引用格式
    张世瑞,江权,邱士利,等.深部碎裂岩体巷道变形破坏机制与支护效应连续-非连续分析[J/OL].采矿与岩层控制工程学报,1-13[2024-12-09].https://doi.org/10.13532/j.jmsce.cn10-1638/td.yszt-1030.
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