软岩巷道爆破掘进振动研究：FLAC3D模拟

"煤矿软岩巷道的岩体强度低、胶结程度弱，在爆破掘进过程中易受爆破卸载效应的影响，导致围岩变形量增大、巷道支护承载力降低。研究以新上海一号煤矿112051工作面矩形软岩巷道为实例，通过FLAC3D软件进行非线性动力分析，探讨振动损伤、应力状态、变形规律和能量响应等关键动力特性。" 本文主要关注的是软岩巷道在爆破掘进过程中的振动特性及其对巷道稳定性的影响。软岩巷道的特点是岩体强度较低且胶结程度差，这使得它们在爆破作用下容易发生大范围的变形，同时降低巷道支护结构的承载能力。为了解决这一问题，研究人员选取了新上海一号煤矿112051工作面的矩形软岩巷道作为研究对象，利用FLAC3D这款强大的非线性动力学分析工具，对爆破过程进行了详尽的模拟。 研究发现，软岩巷道的两帮（侧壁）主要受到拉剪破坏，而顶板和底板则表现为剪切破坏。这意味着爆破产生的力量主要沿巷道宽度方向作用，导致两侧岩体的分离和顶部及底部的剪切滑移。此外，爆破对自由面（巷道表面）的围岩造成了强烈的动力扰动，影响范围大约在24至28米之间，显示了爆破对周围岩石的直接影响距离。 在振动特性方面，水平纵向波的振动速度最大，这表明爆破能量主要沿着巷道的长度方向传递。同时，振动频率集中在70至90 Hz之间，这是一个关键的识别指标，可用于评估爆破的安全性。因此，控制爆破时的振动频率在这个范围内对于减少巷道破坏至关重要。 该研究揭示了软岩巷道爆破掘进时的动态响应特性，为优化爆破设计、减少围岩破坏和提高巷道稳定性提供了理论依据。通过对振动特性的深入理解，可以制定更精确的爆破参数，降低巷道维护成本，同时保障矿井作业的安全性。未来的研究可以进一步探索不同爆破技术和方法如何影响这些特性，以实现更高效的巷道开挖和更安全的矿山作业环境。