基于UDEC Trigon模型分析采动对深部巷道的破坏机理

针对正利煤业14103工作面轨道顺槽服务期间受多次扰动产生变形破坏的问题,建立UDEC Trigon模型,分析巷道破坏机理发现,受巷道掘进、上工作面回采、本工作面回采三次采动影响后,采动应力叠加,两帮垂直应力高达100 MPa,应力集中系数为4.7,高应力导致煤岩体破坏,产生大量的裂隙,煤岩块产生显著位移,锚杆弯曲变形失效,巷道发生严重变形破坏。

软岩大巷围岩裂隙演化机制与控制研究

本文以南岭煤业52采区进风大巷为研究对象,剖析了软岩大巷变形破坏特点及裂隙演化机制,以期有效解决软岩大巷面临的剧烈变形、失稳等工程难题。首先,根据软弱岩体应力-应变关系,及其与围岩强度变化之间的相互作用关系,构建了能够描述圆形巷道破坏分区现象的力学模型,明晰了软岩大巷围岩弹塑性变形分区破坏特征,揭示了深井软岩大巷围岩的变形破坏机理。其次,基于UDEC-Trigon方法,构建了符合工程尺度的离散元数值计算模型,并提出了针对该模型的参数校正方法。通过模拟研究,探讨了软岩大巷围岩的裂隙扩展特征、应力分布规律、巷道变形规律。最后,提出了深浅部注浆与高强高预紧力锚杆索支护的软岩大巷控制技术及相应参数,并在南岭煤业52采区进风大巷成功应用。应用结果表明:锚杆索+注浆联合控制技术有效控制了52采区进风大巷的变形量,提高了巷道稳定性。本文研究成果为软岩大巷围岩变形稳定控制提供了理论依据和技术支撑。

综放工作面大跨度切眼支护参数优化

以某矿3107综放工作面大跨度切眼为研究对象,现场钻孔窥视分析了原支护参数下顶板裂隙发育规律,通过建立UDEC Trigon数值计算模型,对比了无支护及原支护参数下顶板破断情况、剪切裂隙和拉伸裂隙分布规律,在此基础上提出了补强锚索的优化支护参数。数值模拟及现场应用验证了优化支护参数能够有效控制顶板浅部以及深部裂隙的扩展,有效控制大跨度切眼围岩稳定。

沿空留巷不均衡承载围岩控制技术

针对新元煤矿3414工作面沿空巷道不均衡承载现象,结合3414工作面生产地质条件,建立巷道承载力学模型和UDEC Trigon数值计算模型,理论计算得到巷道不均衡承载系数k_σ为2.93,表明巷道实体煤帮承受荷载大于充填体帮,巷道围岩裂隙以剪切裂隙为主,充填区域顶板在基本顶和充填体强大的垂直挤压力作用下,发生张拉裂破坏和剪切破坏,并沿充填体内侧断裂,表明该区域为沿空留巷围岩控制的薄弱环节。工业试验表明,采用及时支护充填区域顶板的围岩综合控制技术,可有效控制沿空留巷围岩稳定。