深部矿体回采过程对巷道变形影响研究.pdf

刘 炜等 深部矿体回采过程对巷道 变形影响研 究 2 0 1 2年第 5期 使这些区域 的限制应力减小 ， 更易产生破坏。 从图 8可以看出， 垂直方 向的应力 ， 在上分段 3 条 回采完的巷道之间的应力集 中区域小 ， 程度 比较 低。中间 4条巷道之 间的应力集 中区域很 明显 ， 应 力集 中系数为 1 ． 3 8～1 ． 5 。下分段 3条巷道之间的 应力集 中区域 比中间 4条巷道之间的应力集 中区域 更大 ， 应力集中系数在 1 ． 3 8～1 ． 5 3 。 下分段 3条巷道开挖完后 ， 中间 4条巷道两帮 的最大水平位移约为 7 ． 5 mm， 下分段 3条巷道两帮 的最大水平位移为 7 ． 1 mm。中间 4条巷道顶板最 大垂直位 移为 1 4 m m， 底板 最大垂直位 移为 1 2 ． 4 mm， 下分段 3条巷道 中， 顶板最大位移为 5 ． 8 mm， 底板最大位移为 5 ． 5 m m。 下分段巷道 开挖 完成后巷道及 围岩塑性 区分 布 下分段巷道周围的塑性区范围明显扩大 ， 下分段 3条巷道之 问几乎全部为塑性区。因此 ， 生产过程 中， 必须进行及时 、 有效的支护来保证生产的安全和 顺利进行 。 3 中分段巷道 回采过程 水平应力方面 ， 当中层 4条巷道全部 回采完成 后 ， 在 4条巷道顶部形成了非常明显的压力拱 ， 下分 段巷道底板下部有很 明显 的应力集 中区 ， 应力集 中 系数范围为 1 ． 6～ 2 ． 0 。在下分段巷道周围， 垂直应 力向两旁转移 ， 在整个巷道群 的下方形成 了弧形卸 压区域 ， 卸压深度最大达到 1 5 m左右。 上面 2分段巷道 回采完成后 ， 巷道 围岩的塑性 区具有以下特征 回采后 的巷道顶板 出现 了塑性破 坏 ， 下分段未回采的巷道周围的塑性区范围扩大 ， 而 且在下分段巷道底板处 发生 了拉伸破坏 ， 相邻巷 道 之间有些地方的塑性 区已经相互贯通 。可见 ， 如果 回采过程中不对巷道围岩进行支护加 固的话 ， 将会 导致下层巷道未 回采就发生 了破坏， 这对巷道 的稳 定性和矿山安全生产是不利的。 上面 2分段巷道 回采完成后巷道围岩位移 中 层巷道回采完成后 ， 下分段巷道两帮最大水平位移 为 1 1 ． 6 m m。下分段巷道 顶板最 大垂直位移 为 1 1 m m， 底板最大垂直位移为 5 mm。 从 以上 2分段巷道 的整个 回采过程 中， 对 比相 应位移图可知 水平方向的位移几乎变化不大， 而巷 道顶板竖直方向的位移随开采深度 的增加 ， 从 上至 下依次减小 ， 底板位移从上到下依次增大。 4 结语 1 在开挖过程 中， 水 平方 向的应力在巷道上 下形成应力集 中区， 其 中， 在巷道顶板上 部矿体部 位 ， 应力集 中区比较大， 距 离顶板 比较近 ； 巷道底板 下部的应力集 中区距离底部距 离比较远 ， 集 中面积 较小。竖直 方向的应力在巷道 两边 形成应力集 中 区， 其中相邻巷道之间的应力集 中程度更高。 2 在回采过程 中， 巷道周边应力变化跟开挖 时不同， 主要表现在水平方向的应力在巷道上下仍 然形成应力集 中区。但是 ， 随着上分段巷道 的回采 ， 下分段巷道顶板 上部矿体 的应力集 中区域逐渐减 少 ， 巷道底板下部矿体的应力集中区域逐渐增加 ， 上 分段 回采完成后 ， 在其顶板上部形成 了应力较高的 应力拱 ， 回采起到了卸压 的作用 ， 巷道底板下部形成 新 的应力集 中带。垂直应力 方面， 相邻巷道之间依 然有应力集 中区域 ， 随着巷道的不断回采 ， 下分段巷 道底板周围的应力集中区域 向外扩散， 形成弧形卸 压区 ， 实现了回采过程 中的应力转移。因此 ， 在生产 中， 利用卸压开采可以减轻地压危害。 3 上面 2分段巷道 回采完成后 ， 巷道顶板 出 现了塑性破坏 ， 下分段未 回采 的巷道周 围的塑性区 范围扩大 ， 而且在下分段巷道底板处发生 了拉伸破 坏 ， 相邻巷道之间有些地方的塑性区已经相互贯通。 在 回采过程 中需对巷道及时支护。 4 巷道 围岩的位移在水平方 向和竖直方 向表 现 出了一定的差异性 。巷道两帮水平位移随着上下 分段的开采变化范围不 大 ， 基本上最大水平位移都 在 1 1 mm左右 。竖直方 向的位移 ， 巷道顶板和底板 处变化规律不同， 巷道顶板位移从上到下 ， 随着开采 深度 的增加而逐渐减小 ， 巷道底板 的位移从上到下 ， 随着开采深度的增加而逐渐增大。 参考文献 [ 1 ] 徐文彬 ， 宋卫东 ， 等 ．大阶段 嗣后 充填回采顺序及 出矿控制技 术研究 [ J ] ．金属矿山 ， 2 0 1 1 6 1 3 1 5 ． [ 2 ] 施建俊 ， 盂海利 ．采场结 构参数 与回采顺 序 的数 值模拟 优化 研究 [ J ] ．有色全属 矿山部 分 ， 2 0 0 5 3 9 - 1 1 ． [ 3 ] 杨承祥 ．深井金 属矿床 高效 开采及地 压监控 技术研 究 [ D] ． 长沙 中南 大学 ， 2 0 0 7 ． [ 4] 曹明 ， 吕广 忠， 王志 国 ．金厂峪地下采场 回采顺序弹塑性数 值模拟分析 [ J ] ．金属矿山 ， 2 0 0 4 1 2 2 3 - 2 6 ． [ 5 ] 杨典森 ， 陈卫 忠， 杨为 民， 等 ．龙滩地 下洞室 群 围岩稳定性 分 析[ J ] ．岩土力学 ， 2 0 0 4 ， 2 5 9 3 3 9 1 3 9 5 ． 收 稿 日期2 0 1 3 - 0 2 ． 1 7 5 5