动载扰动下深部大断面硐室围岩“帮-顶”联动失稳机理

作者：杨书浩; 王俊^*; 宁建国; 沈圳; 李壮

来源：煤炭科学技术, 2021, 49(10): 23-33.

DOI：10.13199/j.cnki.cst.2021.10.004

• 大断面硐室
• 动载扰动
• 板裂
• 联动失稳
• 多层次控制

动载扰动下深部大断面硐室围岩结构性破坏与失稳是大型现代化煤矿面临的突出问题。以新巨龙煤矿井下典型煤矸分选大断面硐室为背景,基于FLAC3D模拟软件研究了动载扰动与高静载应力叠加下典型大断面硐室围岩变形破坏演化过程,揭示了典型动载扰动下深部大断面硐室"帮-顶"联动失稳机理,提出了多层次控制技术。研究表明:(1)动载扰动过程中,深部大断面硐室从帮部极限平衡区"板裂结构"率先破坏,联动诱发顶板锚固岩层的垮冒,最终表现为整个硐室围岩的失稳;(2)动载扰动是深部大断面硐室围岩失稳的诱发因素,而帮部极限平衡区应力是基础力源;(3)动载扰动下深部大断面硐室围岩失稳防控应从弱化动载应力和均衡强化锚固承载能力2方面入手,即采用深部消波吸能-浅部全断面锚固均撑支护-巷表柔性防护多层次控制技术。模拟表明,该技术控制了大断面硐室失稳,围岩塑性区体积下降了18.46%,变形量降幅高达31.78%,帮部与顶板整体性得到了强化。

• 单位
  山东科技大学