CDEM模拟下软岩巷道破坏机制与复合支护优化

本文主要探讨的是"基于CDEM软岩巷道围岩破坏机理与支护技术研究"。该研究针对的是河南焦作方庄煤矿-400米水平大巷的严重变形破坏问题，这是一个典型的深部软岩巷道，由于地应力高、岩体强度低和含水量大等特性，传统支护方式往往难以有效应对。软岩巷道的变形问题对煤矿生产构成挑战，因此深部软岩巷道的支护技术和理论研究变得尤为重要。 作者马腾飞通过对现场工程条件、监测数据的细致分析，深入研究了软岩巷道的破坏机理，特别关注了巷道围岩的动态响应和稳定性。他设计了一个高强度预应力锚杆锚索结合喷浆和U型钢的复合支护方案。这个方案的创新之处在于它考虑了多种支护方式的组合，以提高整体支撑效果。 为了验证这个设计方案的有效性，作者使用了CDEM（Comprehensive Deformation and Failure Model，综合变形和破坏模型）这一数值模拟软件进行模拟。CDEM是一种强大的工具，能够模拟复杂地质条件下巷道的力学行为，包括岩体的破坏、变形和支护结构的响应。通过对比研究无支护、锚杆锚索、注浆支护、单一U型钢以及不同组合的支护方式，研究者发现复合支护方案在控制软岩巷道变形方面表现最优。 该研究不仅总结了国内外对于软岩巷道支护的已有理论成果，如U型钢支架、壁后充填支护和预应力锚杆锚索联合支护理论，还通过实证分析提出了适用于特定地质条件下的创新支护策略。结论表明，这种复合支护技术对于有效防止软岩巷道的破坏和保障煤矿生产安全具有重要意义。 这篇论文提供了软岩巷道破坏机理的深入理解，以及如何通过CDEM数值模拟优化支护方案的具体方法，对于推动我国煤炭开采技术在复杂地质条件下的进步具有很高的实用价值和理论价值。