深部高应力巷道中空锚索注浆加固技术与数值模拟

"本文主要探讨了采空侧高应力巷道中空锚索注浆加固技术的研究，通过数值模拟分析了围岩变形破坏特征、注浆加固效果以及巷道支护策略，旨在解决深部开采中巷道频繁返修的问题，提高煤矿生产效率并减少经济损失。" 在矿井开采向深部推进的过程中，遇到的一个关键问题是高应力巷道的围岩变形和破坏。这种现象导致巷道需要频繁返修，严重影响了煤矿的正常生产作业，并带来了重大的经济损失。为了解决这个问题，中空注浆锚索技术被引入，这是一种能够显著提升围岩强度、减小巷道变形的技术，从而延长巷道的使用寿命。 中空注浆锚索技术是通过在巷道中安装中空锚索，并对其内部注入浆液，使浆液填充周围岩体的裂隙，增强岩体的整体性和稳定性。这一过程可以有效阻止或减缓巷道因高应力而引发的进一步变形，提高了巷道的支护效果和安全性。 为了深入理解这一技术的效果，研究人员利用FLAC3D软件进行了数值模拟。FLAC3D是一种广泛应用于地质工程领域的三维离散元软件，它可以精确模拟岩土体的力学行为。通过模拟，可以观察到围岩在开采过程中产生的应力变化、变形模式以及注浆加固后的情况，为选择合适的支护方案和注浆参数提供了科学依据。 在具体的模拟分析中，研究人员首先基于80116工作面回风巷的实际地质条件构建了数值模型，考虑了不同岩层的物理特性，并应用了摩尔-库伦破坏准则。模型的构建包括巷道的平面应变状态，且巷道两侧的网格进行了精细化处理，以更准确地捕捉局部的应力变化。在模拟过程中，先模拟了80114工作面的开采影响，再模拟80116工作面回风巷的开挖，以此分析巷道在连续开采过程中的动态响应。 通过数值模拟，可以得出巷道两侧的应力分布，识别基本顶的断裂结构，这有助于揭示巷道变形破坏的机制。同时，模拟结果可以指导加固支护的设计，比如确定锚索的长度、注浆压力和浆液配比等关键参数，以实现最佳的支护效果。 采空侧高应力巷道中空锚索注浆加固技术的研究，结合FLAC3D数值模拟，为矿井深部开采提供了有效的巷道支护解决方案，对提高煤矿的安全生产和经济效益具有重要意义。未来的研究可能还会进一步细化注浆材料的选择、优化注浆工艺，以实现更高效、更经济的巷道加固。