长壁回采围岩破损规律的数值模拟研究

长壁回采围岩破损规律对于认识地压规律和支护技术具有重要意义.围岩破损的物理实质是微缺陷的形成、扩展和贯通,可以用损伤力学模型描述.根据岩石单轴应力—应变曲线,定义一维损伤变量,唯象地表示岩体单元的破损程度.利用双剪强度理论将一维损伤模型推广到三维损伤模型.数值试验以某大型深埋地下煤矿己15-16-24110长壁回采矿块为对象,模拟回采推进过程中顶、底板岩层的破损发展.结果表明,损伤模型具有非常好的适应性,揭示的围岩损伤规律是:①采空区下部围岩的损伤程度和速度明显高于上部围岩;②在采空区远离工作面的方向,围岩损伤呈周期性振荡上升;③围岩损伤记录了应力作用的历史.

围岩破损区的时效模型探讨

开挖扰动形成的围岩破损区由于力学性质弱化,容易发生时效变形,引起围岩破损区时效变形甚至失稳的主因是破损区岩体流变特性中的蠕变性质。本文将塑性位势理论引入元件流变模型,基于"不可逆变形难以区分出塑性部分和不可逆粘性部分"的认识,建立了一种适用于描述围岩破损区演化的时效本构模型(流变本构模型),该模型在低应力状态下反映粘弹性性质、高应力状态下反映粘弹—粘塑性性质。与同类型的元件流变模型相比,本文推导的流变模型只增加了一个可以由力学试验获得的长期强度参数,却可以延用塑性位势理论中的屈服条件作为稳态蠕变过渡到加速蠕变的判断准则(即蠕变破坏准则)。

长壁回采顶板围岩裂隙场演变数值模拟

长壁回采围岩破损规律对于认识地压规律和支护技术具有重要意义。围岩破损的物理实质是微缺陷的形成、扩展和贯通,可以用损伤力学模型描述。根据岩石单轴应力-应变曲线,定义一维损伤变量,唯象地表示岩体单元的破损程度。利用双剪强度理论将一维损伤模型推广到三维损伤模型。数值试验以某大型深埋地下煤矿己15-16-24110长壁回采矿块为对象,模拟回采推进过程中顶、底板岩层的破损发展。结果表明,损伤模型具有非常好的适应性,揭示的围岩损伤规律是:①采空区下部围岩的损伤程度和速度明显高于上部围岩;②在采空区远离工作面的方向,围岩损伤呈周期性振荡上升;③围岩损伤记录了应力作用的历史。

采空区下回采巷道围岩破坏机理及控制技术

本文在对采空区巷道工作面围岩的破损机理与控制对策研究上,利用雷达、窥视仪设备等进行采空区围岩破损规律进行探测观察,通过对围岩破损相关数据获得围岩破损的机理,根据破损的机理提出使用锚索梁与锚网带结合对支护进行优化,通过现场实际应用试验,验证了其能够有效控制围岩的稳定,其控制方式优化可行。