基于非连续变形分析方法的深部沿空掘巷围岩变形破坏及控制机制对比研究

• 作者: 朱维申 李术才 江贝 王富奇 王德超 王洪涛 王琦 邵行 阮国强
• 来源期刊: 岩土力学
• 关键词: 深部厚煤层 沿空掘巷 非连续变形分析方法 裂隙定量统计 模型试验 现场试验 变形破坏 控制对策
• 年，卷（期）: 2014,（8）
• 所属期刊栏目: 岩土工程研究
• 页码范围: 2353-2360
• 页数: 8页
• 分类号: TU454
• 语种: 中文

摘要

利用非连续变形分析方法（DDARF）对单节理锚固试件在单轴压缩条件下的变形破坏及裂隙扩展过程进行分析，并以深部厚顶煤综放沿空掘巷--赵楼煤矿11302工作面轨道巷为工程背景，应用DDARF对沿空巷道围岩的变形破坏及控制机制进行研究，同时利用地质力学模型试验及现场试验进行对比验证。重点分析了沿空巷道围岩裂隙演化规律，并定义裂隙率Rc及裂隙减少率Rr两个指标对 DDARF 计算中的沿空巷道裂隙演化规律进行定量分析。研究结果表明：采用 DDARF方法对单节理试件在无锚和加锚条件下的单轴压缩试验计算与室内试验结果相吻合；对沿空掘巷过程中巷道围岩变形情况进行DDARF计算，结果显示，围岩变形呈现沿空帮>顶板>实体帮>底板的变化趋势，与模型及现场试验监测数据相符；根据cR 及Rr两个指标对计算得到的无锚和加锚沿空巷道围岩裂隙发育情况进行定量分析，结果显示，沿空巷道围岩破坏趋势为cI cI cI IR >R >R ，与变形趋势相一致；虽然锚固效果明显，但由于Ⅰ区、Ⅱ区本身围岩破碎严重，支护后裂隙率最大的RcI仍然是裂隙率最小的RcI I的2.13倍，为了维护围岩稳定性，除了进行锚杆（索）非对称支护外，还应对Ⅰ区、Ⅱ区关键部位增加支护措施。DDARF方法关于沿空巷道围岩变形破坏的计算结果与实际工程相近，可有效开展裂隙演化与变形破坏机制研究，分析此类巷道的控制对策。