高应力巷道围岩损伤研究

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随着地下开采的不断深入,很多矿山的开采深度已经达到千米以上。一般把开采深度介于600-2000m的金属矿山视为深部开采矿山,而深部开采时的高应力在很大程度上影响了矿山的安全开采。为了实现矿山的安全、高产、高效开采,探索和研究地下矿山深部高应力区巷道围岩的损伤破坏规律十分必要。造成深部开采矿山巷道围岩损伤破坏的原因主要是巷道掘进时地应力场的重新分布和周边爆破。在研究深部开采矿山巷道围岩的损伤破坏时,首先考虑掘进时初始地应力场的影响,其次考虑临近爆破振动对岩体产生的影响。本文理论分析了高应力作用下岩体的的力学特性并利用数值模拟法探寻深部巷道受开挖以及周边爆破影响时围岩的损伤规律,取得的主要成果有:(1) Hoek-Brown准则和抛物线型Mohr准则所揭示的非线性强度特性与高应力条件下的非线性特性并不吻合,而由幂函数公式拟合三轴抗压试验数据可以最大程度的模拟高应力条件下岩体材料的非线性特性。(2)通过数值模拟,得到巷道开挖前围岩在自重作用下的损伤规律,得到不同高应力条件下、不同断面巷道以及不同爆破荷载对巷道开挖时围岩损伤的影响规律。(3)对高应力条件下巷道稳定性进行数值分析,得出:采用封闭曲线形的巷道断面、控制最大段药量、加强巷道顶板支护及爆破卸压技术可确保巷道的稳定性。
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