工业技术->矿业工程->矿山压力与支护->矿井支护与设备

国家自然科学基金项目(编号:52174106)。

合理的支护时机对维护巷道围岩稳定、保障矿山生产安全具有重要作用。 以钟九铁矿卸载硐室作为工程背景,考虑临时支护作用,基于收敛—约束法对永久支护时机(临时支护而无永久支护区域长度ΔL)的范围进行了初步选择,突破了传统收敛—约束法仅能应用于无临时支护巷道的支护时机确定;进一步通过FLAC3D 数值模拟分析了围岩应力、位移与塑性区变化趋势,得到了最佳的永久支护时机;并根据现场监测结果评价围岩支护效果,验证了永久支护时机选取的合理性。 结果表明:临时支护结构对围岩特征曲线和围岩纵剖面变形曲线求解结果有一定的影响,考虑临时支护后的巷道围岩最大变形量为666.86 mm;永久支护时机不同时,围岩—支护结构所产生的压力和变形也不同,随着ΔL 增大,围岩—支护结构的压力和位移分别呈减小和增大趋势;通过计算永久支护结构所能承受的最大围岩压力得到ΔL>1.07 m,通过地应力释放率得到ΔL=8.50 m,结合数值模拟确定永久支护时机为6 m;实际监测数据显示卸载硐室顶底板和帮部位移量分别达84.73 mm 和190.82 mm,硐室围岩表面位移在可控范围内,支护效果较好。 研究可为相关巷道永久支护时机的确定提供理论和实践借鉴。