基于ANSYS的深部软岩巷道围岩控制机理分析.pdfVIP

2015年第 l期 煤 炭 科 技 No．1 2015 COALSCIENCE TECHNOLOGY MAGAZINE 37 文章编号：1008—3731(2015)Ol一0037—03 基于 ANSYS的深部软岩巷道围岩控制机理分析 张君瀚 (山西宁武大运华盛南沟煤业有 限公司，山西 忻州 034000) 摘 要：根据巷道变形与控制力学机理．采用有限元分析软件ANSYS对不同条件下深部软岩 巷道 围岩变形进行模拟研究分析 结果表 明ANSYS软件能较好的模拟巷道 围岩控制机理，即 巷道 围岩稳定控制在于及时采取有效措施加 固围岩以提高其残余强度 ．支护的作用就在于优 化围岩的力学性能。使其强度衰减得到遏制，在 围岩 中形成关键承载结构以阻止变形的扩展， 从而维持巷道 的稳定 关键词 ：深部软岩 ；支护 ；ANSYS；变形 ；承载结构 中图分类号 ：TD353 文献标志码 ：A 我 国煤矿开采深度 以每年 8～12m 的速度增 中的三个阶段相对应 ．其 中巷道围岩弹性区和塑性 加 ．随着开采深度 的增加 ．各种工程灾害问题也 日 区对应于全应力应变 曲线峰前弹性段和塑性段 ．破 益增多，其 中深部巷道变形破坏现象尤为突出。为 裂 区(松动 圈)对应于峰值后软化段和残余强度段 ， 彻底消除深部巷道变形带来 的灾害 问题 ．众多学 如图 1所示。 者对深部软岩巷道 围岩控制理论进行 了研究 数 值模拟作为一种力学分析工具 已被学术界和工程 界广泛采用 ．本文利用 ANSYS软件对深部软岩巷 道 围岩控制机理进行研究分析 ．以期为工程实践 提供理论支持 1 依据力学原理 1——松动圈(残余强度 区)；2——松动圈(软化 区)； 巷道开挖后破坏岩体三轴压力平衡状态 ．围岩 3——塑性区：4——弹性区 应力会重新调整：深埋巷道调整后的围岩应力超过 图 1巷道 围岩三区与岩石全应力应变 曲线的对应关系 了围岩强度 ，致使巷道围岩形成塑性区、松动圈和弹 大量研究结果揭示 ．巷道支护的控制对象是松 性区：该 “三 区”的力学行为与岩石全应力应变 曲线 动圈形成发展过程中的碎胀变形压力。松动圈小 ，围 提供 了可靠的技术支撑 北京 ：冶金工业 出版社 ，1987：75—778． [参考文献 ] [5] 陈炎光 ，钱鸣高．中国煤矿采场围岩控制 [M]．徐州 ：中国矿业 [1] 钱鸣高，缪协兴，许家林 ．岩层控制的关键层理论 [M]．徐州 ： 大学 出版社 ．1994． 中国矿业大学出版社 ．2003． [2] 顾新泽．多坚硬层覆岩结构条件下采场异常矿压形成机理探 作者简介 ：顾新泽 (1962一)，男，江苏东 台人 ，1986年毕 析[J]．煤矿开采 ，2014(6)：103—106． 业于徐州煤炭工业学校地下采煤专业 ．徐州矿务集 团有限公 [3] 茅献彪 ，缪协兴 ，钱呜高．采动覆岩中关键层 的复合效应分析 司生产技术部高级工程师。 [J]．矿山压力与顶板管理 ，1994(S1)：2-4． (收稿 日期 ：2015-02-17) [4] 李中林 ，欧阳道 ，肖荣久 ，金克家．矿山岩体工程地质力学 [M． 38 煤 炭 科 技 2015年第 1期 岩碎胀变形也小 ，支护容易：松动圈大 ，围岩碎胀变