FLAC在地下巷道离层破坏非线性数值模拟中的应用

岩体力学问题的决策所涉及的因素如地质、岩体结构特征、岩体力学性质、工程特征、生产、施工及其它信息大多数都是不确定的 ,也就是说以上这些信息呈模糊性、随机性、未确定性和不完全性。本文主要探讨岩石力学非线性计算软件—FLAC2D3 .3在地下巷道层破坏数值计算中的应用。

特厚复合顶板离层破坏机理研究

为了解决特厚复合顶板厚度大、易离层破坏,其巷道维护不当极易造成大面积冒顶伤亡事故的难题,以桂箐煤矿为工程背景,基于理论分析与数值模拟,探讨了特厚复合顶板岩梁产生离层与断裂破坏的原因与特征,揭示了其岩梁的破坏规律。结果表明:复合顶板离层破坏先发生在岩梁的两边然后向中间扩展;岩梁两边断裂破坏的初始位置发生在岩梁两边的上端处和岩梁中间的下端处。特厚复合顶板巷道失稳因果关系为:节理裂隙或断层构造等发育-顶板岩体强度低-下部岩梁变形、断裂、离层破坏-上部岩梁离层、断裂破坏-围岩失稳。

沉积结构面及其对岩体力学性质的影响

基于沉积结构面的成因类型,通过理论分析和实验研究,分析了沉积结构面的变形与破坏特征,研究了沉积结构面力学特征及其力学效应,提出了弱面型层理、层系或层系组界面和岩层面以及不整合面均为沉积构造弱面,这些弱面对沉积岩体力学性质产生重要的影响。分析了沉积岩体沿层面方向和垂直层面方向岩体力学性质的差异性。研究表明,垂直层面方向的纵波速度和弹性模量要比平行层面方向低;平行层面方向的抗拉强度要大于垂直层面方向;而平行层面方向的抗压强度与凝聚力小于垂直层面方向。沉积岩体易于产生垂直于结构面方向的张性破坏和沿结构面方向的剪切破坏,在采动影响下顶板岩体易于沿岩层层面产生离层破坏现象,这进一步揭示了沉积结构面变形与破坏机制.

软硬岩层叠合顶板稳定控制研究

为了解决软硬岩层叠合顶板离层破坏、稳定性差的问题,分析了其特有特点,并根据数学公式设计了合理的巷道,明确了锚杆锚索的参数及其布置方式,并在实际工程中有效控制了顶板离层,确保巷道围岩处于稳定支护状态,以期为类似工程顺利进行提供有利依据。

回采巷道支护研究

基于对回采巷道顶板破坏的分析,研究了亿隆煤业21206工作面回采巷道的支护方案及支护效果。亿隆煤业21206工作面回采期间,顶板变形量较大,通过拱-梁耦合方式进行支护,浅部锚杆和深部锚杆相辅相成,两者共同作用,减少了顶板受到的拉伸破坏和离层破坏,起到良好的支护效果。工程应用显示,最大顶板离层量为9.4 mm,最大两帮位移量为131 mm,支护方案起到良好的控制作用,保证了工作面的顺利回采。