高地应力软岩下山非对称变形防治策略：实践与数值模拟

本文主要探讨了高地应力软岩下山的非对称变形机理及其控制策略在深部煤炭资源开采中的应用。以刘桥一矿Ⅱ66辅助下山为例，研究者现场实测发现，该巷道底部存在软弱破碎现象，且围岩表现出明显的非对称变形，这可能是由于围岩强度较低，含有亲水性矿物如伊利石、长石和绿泥石，这些特性增加了岩石的敏感性。 地质应力测量结果显示，辅助下山位于高原岩应力区域，最大主应力倾向于水平方向，与巷道轴线夹角大，这增加了围岩在垂直方向上的压力，对巷道稳定性构成威胁。理论分析指出，原有的支护方案缺乏对底板的控制措施，导致U型钢承载结构稳定性减弱，一旦底板破裂，可能迅速引发帮墙失稳。 为了深入理解这一问题，研究团队利用FLAC3D数值模拟软件对邻近采掘活动对辅助下山的影响进行了模拟分析，从而确定了非对称变形的诱发因素和失稳的初始位置。通过模拟，他们得以揭示了采掘扰动如何加剧了软岩的非对称变形问题。 针对以上分析，研究者提出了一种“注浆锚杆+注浆锚索多层次”的组合控制措施。这种综合方法旨在增强巷道底部和周边的支撑力，提高整体的稳定性。现场进行的工业性试验显示，这种方法在实际应用中取得了良好的效果，能够有效满足深部煤炭开采中的安全生产需求。 本研究通过对高地应力软岩下山的非对称变形机理的深入剖析，以及针对性的控制措施，为深部矿井巷道的稳定性和安全性提供了科学依据和技术支持，对于提升我国煤炭开采技术及灾害防控能力具有重要意义。