高地應(yīng)力深部巷道圍巖分區(qū)破裂機(jī)理及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，使我國(guó)的能源消耗不斷增加，而煤作為我國(guó)主要能源也亦逐年遞增。隨著淺部煤層的消耗殆盡，使得我國(guó)煤炭行業(yè)的開(kāi)采深度在不斷的增加，部分煤礦的開(kāi)采深度已經(jīng)超過(guò)了1000m。而對(duì)于深部巖體工程來(lái)說(shuō)，由于地應(yīng)力超過(guò)了巖石的單軸抗壓強(qiáng)度，將會(huì)產(chǎn)生不同于淺部巷道圍巖破壞的現(xiàn)象即分區(qū)破裂化現(xiàn)象。由于深部開(kāi)采是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，故解決深部開(kāi)采所遇到的巖石分區(qū)碎裂化問(wèn)題具有十分重要的意義。本文以淮南丁集煤礦為工程背景，通過(guò)地質(zhì)力學(xué)模型實(shí)

2、驗(yàn)和FLAC3D數(shù)值模擬軟件來(lái)研究分區(qū)破裂的形成機(jī)理和破壞特征，本文的主要內(nèi)容如下所示:
　　(1)介紹和分析了采用模型實(shí)驗(yàn)來(lái)分析現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的的科學(xué)依據(jù)，并介紹了相似三定律及其之間的關(guān)系，最后通過(guò)地質(zhì)力學(xué)模型實(shí)驗(yàn)相似關(guān)系的推導(dǎo)，得到模型實(shí)驗(yàn)應(yīng)滿足的相似關(guān)系;
　　(2)通過(guò)加工改造實(shí)驗(yàn)臺(tái)、選擇符合要求的相似材料之間的配比、選用能滿足要求的加載系統(tǒng)來(lái)模擬工程巖體的實(shí)際情況，并使用全站儀和應(yīng)變儀分別對(duì)巷道周?chē)奈灰坪蛻?yīng)力變化情

3、況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析;
　　(3)通過(guò)對(duì)應(yīng)力變化的分析得出:巷道周?chē)鷳?yīng)力存在波峰與波谷間隔分布的波浪形變化，且出現(xiàn)圍巖應(yīng)力的拉壓變化，這些都是圍巖分區(qū)破裂化現(xiàn)象的重要特征，同時(shí)也肯定了地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)?zāi)軌蚰M出巷道圍巖的分區(qū)破裂現(xiàn)象;
　　(4)通過(guò)數(shù)值模擬軟件FLAC3D內(nèi)置的應(yīng)變硬化/軟化模型重現(xiàn)了圍巖分區(qū)破裂化現(xiàn)象，研究指出圍巖分區(qū)破裂化現(xiàn)象與模型的網(wǎng)格劃分、初始地應(yīng)力和側(cè)壓系數(shù)有關(guān);
　　(5)從深部巷道圍巖的彈塑