论文部分内容阅读
巷道围岩变形主要受控于围岩自身强度和地应力，而地应力是巷道变形的根本力源，是最重要的外在条件。芦岭煤矿Ⅱ水平巷道变形破坏严重，严重阻碍了该矿的高效生产，而该矿在地应力测量及地应力对巷道变形破坏影响方面所作研究甚少。探寻该矿Ⅱ水平地应力分布规律，找出地应力场与该水平巷道变形间的关系，对该矿高效生产有着十分重要的意义。
本文通过芦岭煤矿Ⅱ水平巷道变形破坏实测资料的系统分析，地应力AE法测试，Ⅱ水平地应力FLAC3D数值模拟反演，Ⅱ水平巷道变形破坏的理论分析和数值模拟分析，总结出该水平巷道变形破坏特征的形成主要受控于地应力场，并得出了如下认识：
(1)芦岭煤矿地应力很大，Ⅱ水平最大主应力值在20MPa到34.1MPa范围之间，最小水平主应力也在7MPa到12MPa范围之间，属构造应力场。断层带及其附近地应力得到释放有所下降。
(2)芦岭煤矿最大主应力方向主要为近东西向，与华东区域应力背景相符合。断层带附近最大主应力方向偏转显著，趋向于与断层面垂直。
(3)芦岭煤矿Ⅱ水平地应力最大主应力的分布在水平方向分区性明显，中部2、4采区应力水平最高，东部1、3、5采区次之，西部6、8采区最低。
(4)芦岭煤矿最大主应力随深度增加递增明显，但递增率在不同深度表现出较大差异性，从地表至425m深处为4.66MPa/100m，从425m深处至975m深处为2.3MPa/100m，整体为3.37MPa/100m。
(5)在芦岭煤矿Ⅱ水平高水平构造应力条件下该水平巷道具有大变形趋势，地应力的分区性使不同采区巷道变形趋势不一致，最大主应力方向使巷道变形破坏趋势也有具有方向性，近南北向巷道变形破坏趋势要大于近东西向巷道。
(6)芦岭煤矿Ⅱ水平巷道变形破坏特征表现为：变形破坏处数量多，波及面广，绝对变形量很大，巷道变形时间长，变形破坏频率在各个采区不一致，各采区巷道在围岩等条件类似的情况下，变形量不一致，近南北向巷道变形破坏严重，近东西向巷道变形破坏量小。
(7)对比分析芦岭煤矿Ⅱ水平巷道变形破坏特征与该水平地应力场特征。本文认为地应力场对该水平巷道变形破坏特征的形成起主要控制作用。
(8)巷道布置必须依据地应力场背景条件，尽量将其布置于强度较高的砂岩，粉砂岩中；将重要巷道，使用年限长的巷道布置为近东西方向；总体上在中部各采区支护强度最大，而东西部采区次之。