基于Voronoi块体模型的深部断层破碎带巷道大变形机制研究

通过采用Voronoi算法生成Voronoi块体,并利用UDEC离散元运算软件系统,对深部破碎围岩巷道的变形破坏途径及其非线性大变形机理进行了深入探究,以期获得更准确的结果。研究发现,巷道开挖后围岩会逐渐变形并破坏,破坏区域内应力几乎为0,底部和底板处存在张拉破坏区;局部关键块体的运动会导致巷道出现非线性变形和失稳破坏。基于此,应用分步联合支护方法,控制淮南矿区某矿-848 m西翼胶带机大巷破碎围岩变形。数值模拟和现场监测表明,该方案能够有效控制这一过程。

再生顶板下巷道布置及支护离散元模拟

为确定再生顶板下巷道掘进合理位置及支护形式，考虑再生顶板的形成过程及特点，以UDEC数值模拟为主要研究手段，采用voronoi块体划分方法，建立了再生顶板下巷道布置及支护模型，分别对再生顶板下不同位置、不同留顶厚度及不同支护形式下的巷道开挖进行了模拟．结果表明：再生顶板下巷道顶板中的垂直应力一般小于原岩垂直应力，平均为原岩垂直应力的0．6倍；再生顶板下巷道布置宜选用内错布置，内错距离为3～6m；巷道合理留顶厚度为0．8m以上；巷道支护形式宜采用锚杆与架棚及喷浆联合支护，必要时可进行超前注浆加固．