煤矿节理地层TBM掘进对围岩损伤的影响研究

"这篇论文详细探讨了煤矿节理地层中使用TBM(Tunnel Boring Machine，隧道掘进机)掘进巷道时围岩的损伤规律和特性。研究以张集煤矿1413A综采工作面的瓦斯抽采巷道作为实际案例，结合现场的地质条件，如岩性、节理发育状况和地应力场，利用UDEC离散单元法数值模拟软件进行建模分析。通过模拟，发现围岩中的节理和裂隙分布对损伤特性有显著影响，尤其是在节理交叉区域，围岩容易发生宏观损伤和断裂。因此，施工时应特别关注顶板的支护，以避免冒顶事故。现场监测数据与数值模拟结果相吻合，证实了这种方法对于理解和预测工程现场实际情况的有效性。该研究对于优化煤矿巷道掘进过程中的支护策略和安全管理具有重要意义。" 在煤矿巷道掘进过程中，节理地层的特性对围岩稳定性至关重要。节理是岩石内部的自然裂隙，它们的存在使得岩体的完整性受到影响，容易导致围岩的损伤和破坏。在TBM掘进时，掘进机的机械扰动会加剧这些节理的发展，进而引发围岩的损伤。通过离散单元法的数值模拟，可以更直观地理解这种损伤过程，预测巷道围岩的破坏模式。 论文中提到的UDEC软件是一种强大的数值模拟工具，适用于模拟节理岩体的力学行为。它允许将岩石看作由一系列相互连接的离散块组成，考虑节理的连续性和非连续性，从而更准确地模拟节理地层的力学响应。通过对张集煤矿的实际案例分析，研究人员发现顶板的支护尤为重要，因为节理的交织可能导致顶板的不稳定，增加冒顶的风险。 现场监测数据与数值模拟结果的一致性验证了数值模拟方法的可靠性，这为今后类似工程提供了参考依据。通过这样的研究，可以提前预判并采取措施减少因掘进引起的围岩损伤，提高巷道的安全性和使用寿命。此外，优化支护设计和施工工艺，不仅可以保障煤矿安全生产，还有助于降低工程成本，提高掘进效率。 总结起来，这篇论文揭示了节理地层中TBM掘进对煤矿巷道围岩损伤的影响规律，强调了节理特征和顶板支护的重要性，并展示了离散单元法在这一领域的应用价值。这些研究成果对于改善煤矿巷道掘进技术、提升矿井安全水平具有深远的指导意义。