深部矿井动压回采巷道围岩大变形破坏机理

• 作者: 余伟健 吴海 彭文庆 王卫军 袁超 袁越
• 来源期刊: 煤炭学报
• 学科: 工学
• 关键词: 深部矿井 动压回采巷道 大变形 破坏机理 塑性区
• 年，卷（期）: 2016,（12）
• 页码范围: 2940-2950
• 分类号: TD353
• 语种: 中文
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2016.1119

摘要

针对深部动压回采巷道的大变形失稳破坏及其控制难题,建立了深部动压环境下圆形巷道力学模型,导出了塑性区边界隐性方程式.在此基础上,对深部动压巷道塑性区形态演化规律进行深入分析,阐明了第Ⅰ类及第Ⅱ类蝶形塑性区形成的力学条件,界定了塑性区恶性扩展及其临界的定义,揭示了深部动压回采巷道的变形破坏机理.结果表明,开采动压影响比常规条下围岩更易产生蝶形塑性区,且蝶叶发育尺寸、塑性破坏范围更大.随着动压影响的增强,巷道区域应力场成为超常规的超高应力场,巷道顶底、两帮的塑性破坏进一步向深部扩展,变形加剧,致使塑性区恶性扩展,最终造成围岩大变形破坏.对于深部动压回采巷道的设计、支护应充分考虑如何避免或降低动压的影响,改善围岩应力环境,减小蝶叶塑性破坏深度,以便更好地维护巷道.