赵固一矿巷道复合顶板岩层结构类型与稳定性数值模拟分析

巷道复合顶板稳定性与软硬岩在巷道顶板的位置、薄厚和组合情况密切相关,本文采用现场实测、理论分析和数值模拟方法,分析了赵固一矿巷道复合顶板岩层结构类型,研究了不同岩层组合巷道顶板破坏特征与破断规律。研究表明:巷道复合顶板按岩层层位和组合情况可划分为单一软岩、下硬上软、下软上硬和软硬互层4种总结构类型,按岩层厚度继续划分为单一厚软、厚软厚硬、薄软厚硬、薄硬厚软、厚硬薄软和软硬薄多层相间6种亚结构类型。对于单一软岩和厚软厚硬顶板,垮落后冒顶形态呈圆锥形,紧邻其上部软岩形成外形如梁,实质是"铰接拱形"的平衡结构,最终趋于稳定;对于薄软厚硬和软硬薄多层相间顶板,垮落后冒顶形态呈平顶形,紧邻其上部硬岩由于自身承载能力强,最终趋于稳定;对于薄硬厚软和厚硬薄软顶板,无垮落现象,若硬岩继续变薄、巷道跨度加大或埋深增加,应注意监测和及时补强。基于赵固一矿已掘和未掘巷道顶板岩层结构类型,能够对现有的支护形式与支护参数进行评价和修正,保证掘采期间巷道顶板稳定。