基于离散元的层状岩体巷道围岩变形破坏规律研究 论文

为研究层状岩体条件下巷道围岩的变形破坏规律,以山东郓城煤矿1条轨道大巷为研究背景,采用PFC2D离散元软件对其开挖卸载过程中围岩的应力、变形和裂纹发展规律展开研究,并在此基础上分析了岩层厚度变化对围岩变形破坏结果的影响。研究结果表明: 层状岩体巷道开挖后,顶板岩体主要在浅部1 m左右的泥岩内出现非平滑过渡的径向位移,而底板岩体则在泥岩层内整体隆起,出现离层现象; 直墙拱形巷道围岩裂纹首先出现在两侧墙脚以及拱顶位置处,随着开挖暴露时间的增长,巷道拱顶裂纹将逐渐往顶部以及两侧扩展,进而引发冒顶事故; 随着泥岩层厚度的增加,巷道周边岩体位移和破坏范围均表现出先减小后增大的变化现象。