破碎围岩下巷道应力变形监测与稳定性保障策略

破碎围岩环境下的巷道开采面临着显著的挑战，尤其是在煤岩结构不稳定、应力分布复杂和变形易发的情况下。巷道的稳定性和安全性直接取决于煤岩的动态响应和行为。本文着重于探讨开采过程中如何通过理论计算与现场实际监测相结合，来精确评估和管理这些问题。 首先，研究者运用理论计算方法，结合现场的应力监测技术，如应变计和应力计，来测定工作面煤巷的松动区域和塑性区的范围。这些区域的划分对于理解巷道内部应力积累和潜在危险至关重要，因为松动区域可能预示着局部的应力集中，而塑性区则可能暗示着岩石的永久变形。 其次，声发射(Acoustic Emission, AE)作为一种无损检测技术，在这项研究中被用来探测岩石内部微小的断裂和裂纹扩展。AE信号可以揭示岩石内部的动态变化，帮助识别和预测围岩的破裂活动，从而提供及时的安全预警。 通过钻孔窥视技术，研究人员可以直接观察到巷道壁的宏观和微观形态变化，进一步验证和补充其他监测手段获取的数据。这种综合分析方法能够揭示破碎围岩环境下的非对称变形特征，即在不同方向上，围岩的应变和应力分布可能不均匀，表现出明显的不对称性，这是由于煤层的力学性质、地质构造以及开采活动共同作用的结果。 针对羊场湾煤矿这样的复杂地质环境，研究者强调了对煤岩体蠕变特性的考虑，这是影响长期稳定性的关键因素。他们构建了考虑顶板刚度和煤柱软化能力的时间相关稳定性分析模型，以确保在开采过程中能够预见并控制围岩的变形行为。 本文的工作为破碎围岩环境下的巷道开采提供了重要的科学依据，不仅提高了对煤岩应力与变形行为的认识，还为制定更精准的支护策略和灾害预防措施提供了强有力的技术支持。通过实施这些监测和分析方法，可以有效保障矿井的安全运行，减少因围岩破坏引发的事故风险。