煤矿节理地层TBM掘进巷道围岩损伤规律分析

为研究煤矿节理地层TBM掘进巷道围岩损伤规律和特征,以张集煤矿1413A综采工作面瓦斯抽采巷道为工程背景,根据工程现场岩性条件、节理发育特征和地应力场条件,使用UDEC离散单元法数值模拟软件,建立巷道数值模型,研究了煤矿节理地层巷道在TBM掘进扰动条件下围岩损伤破坏规律。结果表明:围岩节理、裂隙分布特征是影响巷道围岩损伤特性的主要因素;节理交错贯通区域尤易出现围岩的宏观损伤和断裂;施工时应重点支护顶板,防止冒顶事故的发生。工程现场监测与数值计算结果一致性较好,所采用的研究手段能够反映工程现场的实际情况。

煤矿节理地层TBM掘进巷道围岩损伤规律分析

隧道掘进机法是全断面岩石掘进机施工隧道的先进技术。自20世纪60年代以来,隧道掘进机法已广泛应用于隧道、铁路、水利水电和市政工程中。TBM施工技术越来越成熟。与传统的钻爆法相比,该方法具有安全、快速、经济、环保等优点。近年来,国内外学者对隧道掘进机掘进地层的扰动特性进行了广泛的研究。将掘进机及相关掘进技术引入煤矿岩巷掘进领域,对提高岩巷施工的安全性和掘进效率具有重要意义。由于地层条件和掘进工艺的不同,TBM掘进巷道围岩的扰动特征不同于TBM开挖的山岭巷道和钻爆法开挖的煤矿巷道。对于山岭隧道,围岩多为强度高、破坏面积小的火成岩,而煤矿隧道围岩多为强度低、受TBM开挖扰动较大的沉积岩。与钻爆法开挖的深井巷道相比,TBM开挖巷道扰动较小,但围岩中储存的弹性能量较多,TBM开挖后应力释放缓慢,因此缺乏对深井TBM开挖巷道围岩扰动特性研究的必要现场监测。在此基础上,研究了煤矿节理地层中TBM掘进巷道围岩破坏规律分析,以供参考。