开滦矿区深部开采中巷道围岩稳定性研究-姜耀东

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1、第24卷第11期岩石力学与工程学报Vol.24No.112005年6月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringJune，2005开滦矿区深部开采中巷道围岩稳定性研究1111，21，21，21，2姜耀东，刘文岗，赵毅鑫，殷作如，李建民，邓智毅，洪溢清(1.中国矿业大学(北京校区)力学与建筑工程学院，北京100083；2.开滦矿业集团，河北唐山063000)摘要：在对开滦矿区赵各庄矿、唐山矿深部开采过程中巷道围岩变形、破坏特征和矿井动力显现观测的基础上，结合数值模拟研究发现：(1)开滦矿区在千米深开采时水平构造应力远大于自重应力，原

2、岩应力值远大于巷道围岩强度值，巷道将不可避免地要遭受破坏并表现为大变形强流变和严重底鼓；(2)随着开采深度增大，软弱煤岩层发生冲击地压的危险性随之增大，通常以煤层的整体突出为特征，其发生机理和高应力状态下硬岩(煤)中的岩爆有区别；(3)原岩应力状态对巷道围岩的变形破坏有着重要影响，而巷道形状对巷道围岩的破坏形式影响不大。关键词：岩石力学；深部开采；原岩应力；冲击地压；巷道大变形；巷道底鼓+中图分类号：TD322.4文献标识码：A文章编号：1000–6915(2005)11–1857–06STUDYONSURROUNDINGROCKSTABILITYOFDEEPMININGI

3、NKAILUANMININGGROUP1111，21，2JIANGYao-dong，LIUWen-gang，ZHAOYi-xin，YINZuo-ru，LIJian-min，1，21，2DENGZhi-yi，HONGYi-qing(1.SchoolofMechanics，ArchitectureandCivilEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Beijing100083，China；2.KailuanMiningGroupCo.，Tangshan063000，China)Abstract：Basedontheob

4、servationandnumericalsimulationofroadwayfailureindeepmining，itisfoundthatthehorizontaltectonicstressismuchgreaterthantheoriginalverticalrockstressandthein-situstressisbeyondthestrengthofrocksurroundingroadwayinKailuanminingarea.Thus，thelargedeformationofroadwayandcatastrophicfloorheaveared

5、eemedtobeinevitable.Withtheincreasingofminingdepth，coalbumpsbecomemoresevereandviolent.TranslatorycoalbumpsarethemaindynamichazardsindeepminingofKailuanmininggroup，whichhavedifferentmechanismcomparedtotherockburstshappenedinhardrockunderlarge-scalein-situstress.Furthermore，itisnoticedthatt

6、hefracturezoneofsurroundingroadwayismainlyinfluencedbythein-situstress.However，theroadwayshapehaslittleeffectsonthefracturezoneofsurroundingroadway.Keywords：rockmechanics；deepmining；groundstress；coalbumps；largedeformationofroadway；floorheave度以每年8～12m的速度增加，可以预计在未来1引言20a我国很多煤矿将进入到1000～1500m的

7、深度。如开滦矿区唐山矿目前的开采深度为－960m，我国的煤炭资源埋深在1000m以下的为2.95赵各庄矿开采水平已达－1100～－1150m。国内外万亿t，占煤炭资源总量的53%。目前煤矿开采深和开滦矿区的经验都表明，随着采深的增加，地质收稿日期：2004–02–02；修回日期：2004–04–18基金项目：国家自然科学基金重大项目(50490272)；国家重点基础研究发展规划(973)项目(2002CB412705)；高等学校博士学科点专项科研基金(20030290001)；教育部重大科技资助项目基金(10405