深部软岩巷道支护策略优化与FLAC模拟研究

本文针对深部软岩巷道开采中的技术难题，以某矿5号煤层的运输巷道为例，进行了深入研究。该巷道的地质条件特殊，直接顶由粉砂岩构成，基本顶则为中砂岩，而直接底则是薄层状的粉砂质泥岩，这些特性决定了巷道的软岩性质。研究过程中，作者采用了FLAC 3D软件进行数值计算和理论分析，同时结合现场实测数据，对巷道可能的破坏形态进行了详细探讨。 通过对巷道破坏形式的分析，研究发现，传统的支护方式可能存在不足，可能导致巷道围岩变形。因此，作者提出了采用锚杆+锚索的联合支护方案。这种支护方式旨在通过锚固巷道周围岩体，提供有效的支撑力，减缓或防止巷道的变形。在设计模型中，考虑到巷道的地质条件和边界效应，模型的尺寸被设定为65m×30m×40m，并应用了Mohr-Coulomb本构模型，这是一种广泛用于模拟岩石力学行为的常用模型。 固定边界条件用于模拟巷道的下部，而构造应力则模拟正断层的影响，通过在模型表面设置应力边界，考虑到了巷道上方岩层的覆盖压力。这些细致的模拟和分析为优化巷道支护提供了科学依据，结果显示，锚杆+锚索的组合能够有效地控制巷道的稳定性，降低软岩巷道的变形风险，从而保障矿井的安全运营。 本文的研究不仅揭示了深部软岩巷道支护面临的挑战，还提供了实用的支护策略，对于提高深部软岩巷道的开采效率和安全性具有重要意义。通过这样的研究，可以为类似矿井的巷道设计和维护提供宝贵的参考，推动软岩巷道支护技术的进步。