林南仓矿软岩巷道变形控制技术及数值模拟研究.pdf

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1、第22卷第1O期中国矿业V0【．22，No．102013年1O月CHINAMININGMAGAZINE0ct．2O13林南仓矿软岩巷道变形控制技术及数值模拟研究浑宝炬，陈晓坡(1．河北联合大学矿业工程学院，河北唐山063009；2．河北省矿业开发与安全技术重点实验室，河北唐山063009)摘要：通过对林南仓矿一650m水平轨道石门变形破坏机理的研究，总结了巷道变形的主要原因。设计出了壁后充填的巷道支护方式，通过FLAC模拟计算，该支护方式能很好地控制帮顶破碎区，将巷道围岩的应力场和位移场趋于均匀化，控制了围岩的破碎大变形。工程实践证明了模拟计算的准确性，该支护形式很好地解决了软岩巷道的变

2、形问题，保证了矿井的安全生产。关键词：软岩巷道；变形机理；壁后充填；数值模拟中图分类号：TD353文献标识码：A文章编号：1004—4051(2O13)10-0088—03SoftrockroadwaydeformationcontroltechnologyandnumericalsimulationincoalmineLinnancangYUNBao~u．CHENXiao—po(1．Collegeofminingengineering，HebeiUnionUniversity，Tangshan063009，China2．HebeiKeyLaboratoryofMineralDevelo

3、pment＆SecurityTechnology。Tangshan063009，China)Abstract：Withthestudyonthemechanismofdeformationandfailurethe一650mrailwaygatewayinLinNancangMine，summarizesthemainreasonofroadwaydeformation．Designabackfillsupportway，throughtheFLACsimulationcalculation，thesupportingmethodcanwellcontrolthelifeofbroken

4、zoneofroadwaysurroundingrock，thestressfieldanddisplacementfieldtendstobeeven，canwellcontrolthebrokensurroundingrocklargedeformation．Theengineeringpracticeprovesthatthesimulationaccuracy，thesupportingformwellsolvestheproblemofdeformationofsoftrockroadway，guaranteethesafeproductioninthemine．Keyword

5、s：softrockroadway；deformationmechanism；backfillingbehindsupport；numericalsimu】ation开滦林南仓矿一650m水平轨道石门巷道围岩一930m水平，深部开采的高地应力与低岩体强度之为泥质软岩。由于岩体的裂隙发育，软化膨胀明显，间的矛盾越发突出，巷道开挖造成的应力集中和重巷道周边更大范围岩体进入破裂状态_1]，伴随着非新分布导致更大范围内的岩体进入峰后破裂状态，线性大变形和流变，巷道变形稳定期大大延长，所需表层围岩产生非线性大变形，造成巷道压力大、变形支护强度成倍提高[2]，岩巷变形控制难度极大。如快，支护极为困难

6、。据统计，全矿开拓巷道在三年内何从变形机理的源头上确定煤矿泥质软岩巷道变形变形率达90以上，平均返修率达到120，个别地控制技术]，确保巷道断面的正常使用，是林南仓矿段返修率达到200～3O0，严重制约了矿井正常开采向纵深发展和安全生产的关键『5]。的生产衔接。1工程背景2巷道围岩变形机理分析林南仓矿主要开拓巷道位于一650m水平和对林南仓矿一650m水平轨道石门典型段巷道围岩，分别采用扫描电镜(sEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)等技术手段进行微观分析，巷收稿日期：2013—02—05道变形较为剧烈的地段，软岩特征明显，岩性矿物构作者简介：浑宝炬(I965一)，男，河北

7、滦南人，教授，硕士生导师，现于河北联合大学矿业工程学院工作。E—mail：yunba~u@126．COrn。成以黏土矿物为主，为53～74，而黏土矿物第1O期浑宝炬，等：林南仓矿软岩巷道变形控制技术及数值模拟研究成分中的蒙脱石含量一般较高，为8o～89。蒙拱形29U金属支架，壁后充填厚度200mm，拱顶采脱石是一种强膨胀性矿物，膨胀性大大强于其他矿用规格~p20mmX2000ram、间排距800mmX600ram物，遇水后一般发生快