深部高应力巷道预紧力支护模拟研究

"基于FLAC3D的巷道围岩高强预紧力支护数值模拟" 在深部矿井开采中，高应力环境下的复合顶板煤巷支护是一项重大挑战。为了应对这一问题，研究人员卓先德和崔伟利用FLAC3D这一数值模拟软件进行了深入的研究。FLAC3D是一款广泛应用于地质力学、岩土工程中的三维离散元法（Finite Element Analysis for Continua in 3 Dimensions）软件，能够精确模拟地层的动态变形和应力分布。 本研究中，他们针对实际工程案例，对比分析了不同预紧力条件下巷道围岩的位移变化和锚杆的应力分布。预紧力是指在锚杆安装后，通过张拉产生的初始应力，目的是在围岩应力释放前就预先施加应力，从而增强支护效果。结果显示，高强预紧力的支护策略能显著减小巷道围岩的位移，这意味着巷道的稳定性得到提升。 锚杆间的锚固压应力区在高预紧力作用下会相互叠加，形成一个具有一定厚度的承压拱结构。这个承压拱起到了支撑围岩的作用，有效分散了巷道顶部的压力，增强了围岩的整体承载能力。通过这种方式，可以防止或减缓巷道的变形，延长其使用寿命，并降低因巷道破坏导致的安全风险。 根据这些模拟结果，研究者提出了高强预紧力支护方案，并将其应用到实际工程中。通过现场监测，证实了该方案的合理性和有效性。这一成果对于深部矿井的支护设计具有重要的指导意义，为类似条件下的煤巷支护提供了科学依据。 关键词：高应力；复合顶板；高强锚杆；高预紧力；煤巷支护 分类号：TD353+．6；文献标志码：B；文章编号：1003－496X(2016)09－0210－03 这项工作突显了数值模拟技术在解决复杂地质工程问题中的价值，尤其是在优化支护设计、预测工程性能和确保矿山安全方面。通过FLAC3D的精细模拟，不仅可以提高支护方案的针对性，还能降低试验成本，缩短工程周期，从而为深部采矿作业提供更加安全、经济的解决方案。