重复采动巷道塑性区时空演化规律及稳定控制

摘要：

针对双巷布置工作面留巷受重复采动影响围岩变形破坏严重、支护难度大、存在冒顶隐患等问题,以神东布尔台矿22205回风巷道为工程背景,采用理论分析、数值模拟及现场实测方法,分析了重复采动巷道围岩塑性区及应力时空演化规律,获得巷道围岩从掘进稳定到废弃的整个动态破坏过程,以及不同位置围岩破坏状态的静态空间展现,阐明重复采动巷道塑性区变化的动-静组合机制.研究结果表明:①采动过程中塑性区扩展时间阶段与空间区域存在对应关系并根据现场实测得到空间区域具体范围,是分析巷道变形机理及提出分次支护方案的重要基础.②获得塑性区非对称扩展机理:其范围由偏应力大小决定,方位则由主应力方向主导,偏应力大小及角度共同作用造成塑性区非对称扩展,进而产生非对称变形,并以此揭示了重复采动巷道塑性区随时空扩展力学机制.③根据塑性区扩展形态,得出一次采动过程中塑性区深度及范围扩展显著且顶、底板明显大于两帮;2次采动过程中塑性区深度变化较小,而范围明显增加,主要发生在煤壁帮顶角位置及煤柱帮底角位置.④基于重复采动过程中塑性区扩展时空关系,提出分次补强支护方法,解决重复采动巷道围岩稳定控制;根据塑性区扩展形态及现场实测明确具体补强时间、地点及参数,并进行顶板补强支护,节省工期同时保障了回采期间安全生产.

关键词：采动影响、保留巷道、塑性区、偏应力、围岩控制

所属期刊栏目：45

分类号：TD353(矿山压力与支护)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51964036,51774288,51864036

在线出版日期：2020-12-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：3389-3400