高強(qiáng)度開采條件下巷道穩(wěn)定性研究.pdf

1、在我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)中，煤炭能源在可預(yù)見的時(shí)期內(nèi)仍將占據(jù)主導(dǎo)地位。大采高超長(zhǎng)工作面的研究和推廣應(yīng)用，不僅有利于工作面單產(chǎn)提高，而且能減少巷道掘進(jìn)率和維護(hù)強(qiáng)度。在近年的快速推進(jìn)高產(chǎn)高效工作面開采實(shí)踐中，人們注意到工作面開采速度即時(shí)間因素對(duì)開采力學(xué)響應(yīng)及破壞的影響問題，也即存在時(shí)間因素對(duì)地下工程圍巖的變形及強(qiáng)度的影響作用。因此，研究采動(dòng)影響下回采巷道圍巖變形特點(diǎn)，對(duì)于正確認(rèn)識(shí)綜采條件下巖層的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，深入研究巷道變形與回采速度之間的關(guān)系，促進(jìn)安

2、全生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文主要做了如下研究工作：
　　 (1)比較全面地介紹了流變力學(xué)的研究方向、研究?jī)?nèi)容、影響因素等，總結(jié)出巖石工程流變學(xué)的主要研究方向主要包括蠕變、應(yīng)力松弛、長(zhǎng)時(shí)強(qiáng)度、彈性后效和滯后效應(yīng)等。對(duì)開爾文模型、麥克斯韋爾模型、鮑埃丁—湯姆遜模型、伯格斯模型、粘塑性模型、粘彈塑性模型等流變組合模型的蠕變、松弛等進(jìn)行了理論分析。
　　 (2)分析了巷道圍巖的流變特性和時(shí)效特性，總結(jié)出巷道圍巖流

3、變變形的主要影響因素包括巖石材料本身所具有的粘性性質(zhì)、巖石材料受到的應(yīng)力水平和加載方式、溫度濕度和賦存環(huán)境等。在回采引起的巷道變形中，回采引起的支承壓力是主要因素?；夭伤俣葘?duì)圍巖應(yīng)力場(chǎng)的影響主要體現(xiàn)為：回采速度的不同影響了圍巖應(yīng)力轉(zhuǎn)移過程的完整程度；回采速度的不同造成了單位時(shí)間開采截深的變化，從而影響了圍巖的截深加卸載過程以及加載速率的變化；回采速度的不同對(duì)巖石蠕變時(shí)間也有一定的影響，從而影響了巖石的變形及應(yīng)力分布。
　　 (3

4、)采用四元件伯格斯流變模型對(duì)上灣礦51101工作面回采巷道圍巖變形進(jìn)行了流變特性分析。
　　 (4)利用FLAC3D中提供的Burgers蠕變粘塑性模型進(jìn)行數(shù)值模擬，得到不同回采速度情況下巷道圍巖的變形—時(shí)間曲線。通過對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果的分析得出回采速度越快，圍巖變形量越小。在工作面支承壓力影響范圍以外巷道圍巖的變形主要由是由巖石的蠕變起作用；當(dāng)巷道開始受支承壓力影響時(shí)，圍巖變形急劇增加，此時(shí)圍巖的變形主要因素為工作面的超前支承壓力