回采巷道蝶形塑性区理论下的底鼓机理及其数值模拟

本文主要探讨了回采巷道底鼓问题的研究，针对巷道底板岩性软弱和回采过程中的应力集中现象，作者们采用了回采巷道的蝶形塑性区理论进行深入分析。研究以孙疃矿的实际巷道底鼓破坏案例为背景，利用FLAC3D数值模拟软件进行详细模拟。 首先，研究发现巷道所处的应力环境对其塑性区形态有显著影响。当大主应力占据主导地位时，塑性区呈现出典型的蝶形分布，且蝶叶的形态会随着主应力方向的变化而动态变化。这意味着巷道周围岩石的变形模式受主应力方向的影响，这在一定程度上揭示了巷道底鼓的成因。 其次，采动过程中，原岩应力场与采动应力场的叠加导致巷道围岩内的应力分布发生变化，形成了较高的偏应力差。最大主应力的方向会发生偏转，趋向于工作面一侧，使得塑性区的蝶叶逐渐转向巷道底部。这一转向行为进一步加剧了底板岩石的受力不均，引发底鼓现象。 通过数值模拟，研究者观察到蝶叶的旋转运动对底板岩石的破坏作用，这为理解巷道底鼓破坏的动态过程提供了新的视角。这种理解对于优化巷道设计、防止或减轻底鼓的发生具有重要的工程实践意义。 本研究深入剖析了回采巷道底鼓的蝶叶型机理，揭示了应力环境、塑性区分布与采动影响之间的关系，为改进巷道稳定性控制策略提供了科学依据。同时，这项工作也展示了数值模拟技术在解决复杂地质条件下巷道工程问题上的重要价值。