弱胶结软岩巷道围岩非协同变形及灾变机制

摘要：

西部矿区弱胶结软岩地层极不稳定,巷道常布置在煤层,形成全煤和半煤半岩2种布巷方式.基于接触单元法及非线性接触理论,建立弱胶结软岩地层2类布巷方式的数值计算模型,考虑岩层界面效应,分析顶板的离层变形机理,揭示顶板、两帮及底板的变形规律,并进一步获得不同顶板刚度下2类巷道离层破坏的演化特征,阐明2类巷道的灾变发展过程.所得结果表明:2类巷道的顶、底及两帮的变形具有非协同性,底板位移收敛较快,变形量相对较小,围岩变形以顶板和两帮为主,相比而言,全煤模型的稳定性更好.当顶板取不同刚度时,监测点的铅垂位移初始呈"阶跃式"突跳特点,然后平稳增长至稳定值.而且距离巷帮越近,监测点的铅垂位移越大,位移突跳越明显.这种位移"阶跃式"突跳,可以看作围岩产生非稳定破坏的标志.现场钻孔电视对离层情况探测表明,该数值计算结果具有较高的可靠性.

关键词：弱胶结软岩、非协同变形、接触单元法、数值模拟、钻孔电视

所属期刊栏目：36

分类号：TD35(矿山压力与支护)

资助基金：国家自然科学基金项目51774196;NSFC-山东省联合基金重点项目U1806209;中国博士后科学基金项目2016M592221;山东科技大学青年教师教学拔尖人才培养计划项目BJRC20160501;山东科技大学研究生科技创新项目SDKDYC180203

在线出版日期：2019-05-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：272-279,289