爆破荷载影响下的近断层巷道稳定性与突水研究

"爆破荷载下近断层巷道稳定性研究-论文" 本文是一篇关于爆破荷载对近断层巷道稳定性及其突水效应的深入研究。研究以屯留煤矿的回风大巷为实际工程背景，利用FLAC3D软件进行数值模拟，探究了不同爆破荷载条件下的巷道应力、位移、涌水量和塑性区分布变化。 首先，研究表明爆炸荷载显著影响巷道的变形特性。与无爆破荷载的情况相比，巷道顶板、底板、两帮和开挖面的最大位移分别增加了5%至12%、12%至14%、89%至143%以及33%至61%。这表明爆破荷载加剧了巷道的不稳定性，可能导致结构的破坏。 其次，当巷道开挖面距离断层破碎带仅为7米时，爆炸荷载可能导致巷道前方岩体的塑性区与断层破碎带连通，形成导水裂隙通道。随着开挖面靠近断层，涌水量会急剧增加，且增长速度加快。这警示了在接近断层的区域进行爆破作业可能引发严重的水害问题。 接着，研究发现爆炸峰值应力与巷道周边岩体的破坏程度有直接关系。最大位移和塑性区破坏深度随着爆炸峰值应力的增大呈现指数递增和指数衰减趋势。这表明高强度的爆破会加剧岩体的破坏，增加巷道的不稳定风险，并可能导致涌水量的快速增加，呈现出“渐进增长”的特征。 最后，尽管相同爆炸峰值时间下，巷道与断层破碎带间的水力通道打通的时间节点大致相同，但爆炸峰值时间越长，相同推进距离下巷道开挖面的涌水量会越大。这意味着控制爆破时间和强度对于防止或减少突水事件至关重要。 该研究揭示了爆破荷载对近断层巷道稳定性的影响，提供了重要的理论依据和实践指导，对于优化矿井爆破作业和预防水害事故具有重要意义。对于矿业工程技术人员来说，理解和应用这些研究成果可以有效提高近断层巷道的安全性和经济性。