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1、SeriesNo.391金属矿山总第391期January2009METALMINE2009年第1期*深部高应力巷道围岩破裂演化过程数值模拟1,221张晓君靖洪文郑怀昌(1.山东理工大学;2.中国矿业大学)摘要运用岩石破裂过程分析RFPA对不同围压下的深部高应力巷道围岩破裂演化过程进行了研究。通过模拟,再现了不同围压下的高应力巷道围岩破裂演化的全过程。据此,对比分析了模拟结果并探讨了深部巷道变形破坏类型。数值模拟结果表明,不同围
2、压下的高应力巷道围岩破坏过程是有很大差别的;围压与顶压的对比关系决定了高应力巷道围岩破坏的主趋势和主要区域,这些区域应作为重点的加固区;巷道墙下角和拱部起拱线是破坏的重点部位,应作为重点加固区的重点;高应力巷道围岩破裂演化首先表现为较长阶段的缓慢递增变化,随后进入短暂的加速破裂阶段和宏观破坏阶段。因此,对巷道破坏过程的研究和工程现场具有重要的借鉴价值和现实意义。关键词深部巷道破坏过程数值模拟围岩NumericalSimulationoftheCrackingandEvolutionProcess
3、esofWallRockofDeepRoadwaysinHighStressArea1,221ZhangXiaojunJingHongwenZhengHuaicang(1.ShandongUniversityofTechnology;2.ChinaUniversityofMiningandTechnology)AbstractFailureprocessesofdeeproadwaysunderdifferentconfiningpressuresarenumericallystudiedbyus
4、ingarockfailureprocessanalysiscode(RFPA).Thewholeprocessofprogressivefailureleadingtocollapseisnumericallydemonstrated.Theresultsofnumericalsimulationareanalyzedandthefailuremodesofdeeproadwaysdiscussed.Theresultsofnumericalsimulationindicatethatfailure
5、processesofdeeproadwaysinhighstressareavariesgreatlyunderdifferentconfiningpressures,andtherelationshipbetweenverticalandhorizontalpressuresdeterminesthemaintrendandmainareaofthefailureofthewallrockofhighstressroadway,whichshouldbeespeciallyreinforced;a
6、ndthewallcornerandarchbottomarethemajorfailuresitesandshouldbegiventopconsideration.Failureprocessesofdeeproadwayswillexhibitaslowtransformationinalongphaseatfirstandthenenterintoatransitorilyacceleratedfailureprocessandmacroscopicfailurephase.Therefore
7、,itisofimportantreferenceandrealisticsignificancetoinvestigatingthefailureprocessofroadwayandtotheminingsite.KeywordsDeeproadway,Failureprocess,Numericalsimulation,Wallrock深部开采是特殊环境下的开采,相对于浅部开应力分布不能象弹塑性分析那样变形是均匀的、连采来说,深部开采的特殊性主要表现在矿床开采处续的,最容易破坏(或强度最弱)
8、的局部会先破裂,于高应力、高井温、高井深!环境。从致灾的角度然后转移高应力并影响后续的应力分布与变形破来看,高应力环境可能导致采掘工作面出现岩爆、冒坏,高应力下貌似杂乱无序的岩石破裂,会形成一种[1]顶等灾害,危及工人安全。有规律的有序结构。在深部岩体中开挖洞室或巷道关于深部巷道围岩稳定性和破坏的问题,一些时,其两侧和工作面前的围岩中会产生交替的破裂[25]文献已涉及到。俄罗斯学者通过现场实测与模拟试区和不破裂区,称这种现象为分区破裂化现
