注浆钻孔围岩塑性区形态和弹性应变能量分布特征研究

煤矿井下注浆可以加固围岩,更好的保证煤矿的安全生产,然而注浆钻孔的间距设计经常无优化方法。本研究通过研究注浆钻孔周围塑性区分布、弹性应变能分布特征与规律,获得一种确定注浆钻孔间距设计的思路。研究结果表明,塑性区的分布可以为浆液的扩展通道提供参考,当应力条件决定的塑性区形态为蝶形时,可以以蝶叶之间的互连作为注浆孔间距确定的原则之一;弹塑性介质应变能分布云图与塑性区分布关系密切,当通过注浆孔向围岩施加压力时,浆液大概率沿着蝶叶的方向进行扩展,作为能量释放的通道;弹性能的变化规律同样与塑性区的变化规律相同,蝶形塑性区形成时,弹塑性模型储存应变能明显增大,纯弹性模型和弹塑性模型的弹性能差值较大。在进行注浆钻孔间距设计时,可以从塑性区的相连、弹性能的释放程度角度考虑,获得最优的间距结果。本研究为通过塑性区分布、弹性应变能分布确定注浆钻孔间距提供了一种新的方法。