埋藏深度对巷道围岩稳定性影响分析及支护优化 论文

标题中提及的“埋藏深度对巷道围岩稳定性影响分析及支护优化”暗示了将探讨巷道开挖后，其周围岩体随着地层埋藏深度的增加，稳定性受到影响的情况，并尝试通过优化支护方案来解决这一问题。在矿井工程中，巷道是进行开采作业、通风、运输等活动的必要通道，因此其稳定性对于整个矿井的安全性至关重要。由于地层埋藏深度的不同，地压大小、围岩性质、地应力分布等都会发生变化，这些变化会导致巷道围岩稳定性的改变，从而影响到支护的设计和施工。描述中提到，龙泉煤矿在采用相同支护方案的情况下，由于埋藏深度变化较大，导致深部范围支护效果不佳，而浅部范围则出现支护成本过大的问题。为了解决这一矛盾，文章提出在理论分析巷道工程地质特征的基础上，运用FLAC（快速拉格朗日分析）和3D数值计算方法，对不同深度条件下的围岩支护效果进行分析计算。FLAC是一种岩土工程数值计算软件，广泛用于模拟地下结构在施工过程和使用阶段的行为。通过这种计算方法，可以对不同埋藏深度的巷道围岩稳定性进行定量分析，从而优化支护方案，确保巷道的安全稳定。

在具体的内容分析中，文章首先介绍了龙泉煤矿的基本地质情况和采煤工艺。龙泉煤矿是一个重要的煤炭生产基地，采用综合机械化放顶煤工艺开采位于太原组顶部的400#煤层。该煤层的厚度在1.70~8.2米之间，平均为6.47米，煤层的埋藏深度从300米变化至1000米以上。由于煤层倾角较小，一般在5°~10°，因此，矿井内需要掘进布置的巷道数量较多，包括煤巷和岩巷。在这样的背景下，矿井需要对不同埋深的巷道采用不同的支护策略，以适应围岩的实际情况。文章接着描述了巷道围岩稳定性分析的具体过程。通过对南胶带大巷进行钻孔探测，获得了顶板围岩性质和岩层分布的数据，并据此进行了围岩稳定性的分析。结果显示，在不同的深度范围内，围岩的裂隙发育程度不一，裂隙发育程度直接影响了围岩的整体稳定性和支护效果。围岩中裂隙较少且微小的区域，围岩相对稳定；而裂隙发育、破碎严重的区域，则围岩稳定性较差。

进一步，文章利用FLAC3D数值计算软件，对原支护方案下的南胶带大巷进行模拟，计算了不同埋深条件下的围岩变形和应力分布，并对比了不同深度下的围岩变形量和应力值。通过分析数值模拟结果，文章提出了针对不同埋藏深度巷道的支护设计方案。对于埋深小于800米的区域，在原支护方案基础上适当增大间排距；而对埋深超过800米的区域，在原支护方案基础上适当缩小锚杆、锚索间排距。通过这种方式，既保证了深部围岩的稳定，又避免了浅部不必要的支护成本。在技术层面，文章还说明了为何要特别关注围岩中的塑性破坏范围。在巷道开挖过程中，由于围岩应力重分布，会产生一些塑性破坏区域，这些区域的岩石失去了原有的承载能力，成为潜在的不稳定因素。通过数值计算，可以直观地展示塑性破坏范围的大小，并将其作为评估支护效果的重要指标之一。

在实际应用中，相关研究对巷道围岩稳定性和支护方案的优化有着重要意义。如果你对巷道稳定性有更多的兴趣或想了解更多关于数值模拟的应用，可以参考以下资源：

• 埋藏深度对巷道稳定性的影响分析：这篇文章深入探讨了巷道埋藏深度对其稳定性的具体影响。

• 大变形巷道锚杆锚索支护稳定性数值模拟：重点分析了锚杆锚索支护在大变形巷道中的效果。

• 基于ANSYS的支护巷道围岩稳定性数值模拟研究：探讨了使用ANSYS软件进行支护巷道围岩稳定性的模拟研究。

• 软岩巷道围岩稳定性数值模拟研究：研究了软岩巷道在不同支护条件下的稳定性。