深部高应力穿层巷道变形破坏与支护策略

本文主要探讨了深部高应力穿层巷道的变形机制及其支护技术，针对深部矿井开采过程中面临的复杂地质条件，特别是在高应力状态下，巷道围岩的不稳定性和变形控制是一个关键挑战。研究者运用了理论分析和数值计算相结合的方法，深入剖析了这一问题。 首先，研究发现穿层巷道的变形破坏特性显著，表现为不均匀性和非对称性，即巷道两侧的变形并非同步，而是呈现出明显的偏移。破坏过程主要以剪切为主，拉伸破坏相对较少，但值得注意的是，拉伸破坏主要集中在巷道的浅部，这可能对巷道的长期稳定性构成威胁。 其次，当穿层巷道处于单一软岩地层时，由于岩石的力学性质较差，巷道的变形破坏更为严重，稳定性明显降低。研究者发现，塑性破坏区域主要集中在软岩部分，并且随着巷道穿越软硬岩交界面，破坏区域逐渐增大，这就需要更加精细的支护策略来应对。 为了有效控制这种变形破坏，研究人员构建了一种穿层巷道稳定性分析模型，该模型考虑了不同工况下的因素，如应力分布、岩体特性以及支护参数等，从而能够对巷道的稳定性进行定量评估。通过这个模型，研究者将穿层巷道划分为不同的稳定性等级，以便针对性地采取支护措施。 最后，提出的穿层巷道分区联合支护方案是核心创新点。它强调了根据巷道的稳定性等级，采用分段式、组合式的支护方式，既包括传统的刚性支护，也包括柔性支撑，以减小应力集中，增强巷道的局部和整体稳定性。这种联合支护策略有助于减缓围岩变形，防止灾难性的塌方，提高深部高应力穿层巷道的施工安全性。 总结来说，这篇论文通过对深部高应力穿层巷道的深入研究，为我们提供了理解其变形机制和优化支护技术的重要依据，对于提升深部矿井的安全性和经济效益具有重要意义。