重复采动巷道塑性区时空演化规律及稳定控制 论文

针对双巷布置工作面留巷受重复采动影响围岩变形破坏严重、支护难度大、存在冒顶隐患等问题，以布尔台矿22205回风巷道为工程背景，采用理论分析、数值模拟及现场实测方法，分析了重复采动巷道围岩塑性区及应力时空演化规律，获得巷道围岩从掘进稳定到废弃的整个动态破坏过程，以及不同位置围岩破坏状态的静态空间展现，阐明重复采动巷道塑性区变化的动-静组合机制。研究结果表明: ①采动过程中塑性区扩展时间阶段与空间区域存在对应关系，并根据现场实测得到空间区域具体范围，是分析巷道变形机理及提出分次支护方案的重要基础。②获得塑性区非对称扩展机理:其范围由偏应力大小决定，方位则由主应力方向主导，偏应力大小及角度共同作用造成塑性区非对称扩展，进而产生非对称变形，并以此揭示了重复采动巷道塑性区随时空扩展的力学机制。③根据塑性区扩展形态，得出一次采动过程中塑性区深度及范围扩展显著且顶、底板明显大于两帮; 2次采动过程中塑性区深度变化较小，而范围明显增加，主要发生在煤壁帮顶角位置及煤柱帮底角位置。④基于重复采动过程中塑性区扩展时空关系，提出分次补强支护方法，解决重复采动巷道围岩稳定控制; 根据塑性区扩展形态及现场实测明确具。