基于Core Replacement的巷道等效滞后支护数值模拟研究

为了更真实地模拟现场实践中的巷道滞后支护效果,本文基于Phase 2D有限元软件中的Core Replacement模拟技术,建立了无支护、零滞后支护、滞后支护(滞后掘进工作面2.0 m、4.0 m、6.0 m)共5个数值模型,评估了不同支护方式下的巷道支护效果及围岩稳定性。研究结果显示:在无支护情况下,巷道围岩塑性区最大半径为9.6 m,最大位移为0.058 m,巷道出现了明显的变形和破坏;在零滞后支护方案中,巷道塑性区半径减小至5.5 m,最大位移减小至0.026 m,巷道的稳定性得到了明显的提升;在滞后支护方案中,巷道围岩塑性区及变形介于前两个方案之间,但随滞后支护距离从2.0 m增大至6.0 m,巷道围岩的塑性区最大半径由7.5 m增加至7.8 m,最大位移由0.041 m增加至0.046 m,滞后支护距工作面越近,巷道的安全性与稳定性越好。滞后支护模型可以真实模拟现场实践中的巷道支护效果及变形响应,对巷道支护设计和优化具有重要参考价值。