流固耦合作用下富水巷道稳定性数值模拟与支护策略

本文主要探讨了基于流固耦合理论在富水巷道稳定性数值模拟中的应用。作者王飞、朱洪利和张建贞针对枣庄矿业集团中兴建安工程有限公司的工作背景，利用先进的FLAC3D数值模拟软件，构建了一个详细的富水巷道计算模型。他们关注的核心问题是流体（水）与岩石之间的相互作用，即流固耦合，这对巷道的稳定性具有显著影响。 在研究过程中，他们特别关注了渗流对不同等级围岩稳定性的影响。首先，通过对围岩的位移进行监测，研究了渗流压力如何随着水流的变化而改变周围岩石的应力状态，可能导致的位移变化以及潜在的稳定性风险。其次，通过分析塑性区的大小分布，揭示了渗流对岩石结构完整性的影响，当岩石发生塑性变形时，这通常预示着可能的巷道破坏。 论文以实际案例——变形破坏最严重的巷道为例，进行了深入的支护设计分析。他们采用锚注联合支护技术来强化富水岩层巷道的稳定性，这种技术旨在增强巷道的支撑能力，防止因流固耦合作用导致的结构失稳。通过数值模拟的结果，他们证实了这种支护方案的有效性和合理性，即锚注联合支护能够在流固耦合的复杂环境中有效减小巷道的破坏风险，提高整体的工程安全性。 本文不仅提供了富水地层下巷道稳定性研究的数值模拟方法，还为实际工程中的支护策略选择提供了科学依据。它强调了流固耦合在岩土力学中的重要性，并展示了FLAC3D这类高级数值模拟工具在解决实际工程问题中的应用价值。通过这个研究，我们可以更好地理解和控制富水巷道的稳定性，确保矿产开采过程中的安全与高效。