采矿与安全工程学报

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深部超大断面硐室群围岩变形破裂演化规律试验研究

  

  1. 1.山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地,山东 青岛 266590;2.山东科技大学矿业与安全工程学院,山东 青岛 266590;3.山东新巨龙能源有限公司,山东 菏泽 274918
  • 出版日期:2020-01-15 发布日期:2020-02-05
  • 作者简介:刘学生(1988— ),男,山东省德州市人,讲师,主要从事矿山岩体力学与岩层控制方面的研究。
  • 基金资助:
    国家重点研发计划项目(2018YFC0604703);国家自然科学基金项目(51804181,51874190);山东省重点研发计划项目(2019GSF111020)

Experimental study on deformation and failure evolution of surrounding rock for deep super-large section chamber group

  • Online:2020-01-15 Published:2020-02-05

摘要: 深部超大断面硐室群因初始地应力高、断面尺寸大、硐室间距小等原因,控制难度很大。本文采用相似材料试验方法,以龙固煤矿井下煤矸分离系统硐室群为背景,设置3条超大断面硐室,利用数字散斑测试系统、声发射监测技术、应力监测系统等进行综合监测,得到深部超大断面硐室群围岩变形破裂演化规律。结果表明:单一超大断面硐室开挖后围岩整体变形较小且呈对称分布,裂隙发育较少;相邻硐室开挖导致围岩变形呈非对称性,裂隙发育明显增多。上部硐室开挖后其围岩变形以底鼓和两帮收敛为主,下部硐室围岩应力集中和变形均有较大幅度减小,即对下部围岩应力集中起卸载作用,有条件时硐室群应优选“品”字形布置以有利于维护。硐室群开挖前后锚杆受力变化与围岩应力、变形近似呈正相关关系,不同部位受力差别较大,应根据硐室群不同部位特点针对性设计支护参数。本研究揭示了深部超大断面硐室群围岩破裂演化规律,可为其围岩控制设计提供参考。

关键词: 超大断面, 硐室群, 变形破裂, 数字散斑, 声发射