深部大断面巷硐围岩稳定性评价与布置方式研究

作     者：朱成 袁永 袁超峰 王文苗 孟朝贵 ZHU Cheng;YUAN Yong;YUAN Chaofeng;WANG Wenmiao;MENG Chaogui

作者机构：中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221116 

出 版 物：《采矿与安全工程学报》 (Journal of Mining & Safety Engineering)

年 卷 期：2020年第37卷第1期

页      面：11-22页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 0837[工学-安全科学与工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2018YFC0604701) 国家自然科学基金项目(51974294) 江苏省自然科学基金项目(BK20181358) 煤炭资源与安全开采国家重点项目实验室自主研究课题项目(SKLCRSM19X07) 江苏省研究生科研与实践创新计划项目(KYCX19_2174)。 

主　　题：数值计算 最大主应力峰值区 边界应力系数 围岩稳定性 

摘      要：针对深部大断面巷硐围岩变形量大、支护困难等特点,采用FLAC^3D数值计算方法,探讨围岩内最大主应力峰值区的时空演化规律,分析最大主应力峰值区对围岩变形破坏的控制作用,提出塑性区发育范围判定与围岩稳定性综合评价的方法。根据地应力场类型、侧压系数、巷硐轴向与最大水平主应力夹角的差异,共设计151种数值模拟方案,研究3类地应力场中构造应力对大断面巷硐围岩稳定性的影响。结果表明:围岩塑性区发育与最大主应力峰值区存在运移一致性,基于边界应力系数K可判定塑性区发育范围,并通过遍历数值计算确定K值为0.96;在σH型应力场中,当λH=λh时,巷硐最优布置角度为30°,当λH≠λh时,巷硐平行于最大水平主应力方向布置最有利于围岩稳定;在σHv型应力场中,巷硐最佳布置角度是与最大水平主应力成0°~15°夹角;在σv型应力场中,当λH=λh时,巷硐无最优布置角度,当λH≠λh时,巷硐布置应遵循最大水平应力理论。