爆破扰动高应力巷道围岩力学响应特征研究

• Published in: 煤炭科学技术 Vol. 52; no. 6; pp. 1 - 13
• Main Authors: 常聚才, 齐潮, 殷志强, 史文豹, 吴博文, 王拓, 高翔
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室,安徽淮南 232001 2024; 安徽理工大学矿业工程学院,安徽淮南 232001%安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室,安徽淮南 232001; 安徽理工大学矿业工程学院,安徽淮南 232001; 安徽理工大学安徽省煤矿安全采掘装备制造业创新中心,安徽淮南 232001%安徽理工大学矿业工程学院,安徽淮南 232001
• Subjects: 爆破扰动; blasting disturbance; high static load; 高静载; high stress; tunnel surrounding rock; strong dynamic load; 巷道围岩; 高应力; 强动载
• ISSN: 0253-2336
• DOI: 10.12438/cst.2023-1177

TD322%TD353; 为研究深井厚硬顶板采场巷道围岩在高静载和强动载耦合作用下的力学响应,基于相似模拟试验分析原岩应力、采动应力及爆破扰动三阶段的巷道围岩应力场与位移场,结合光纤环向应变场研究巷道围岩破坏特征,探索爆破扰动应力波在不同煤岩体中的传播规律及巷道动力响应机制.研究结果表明:巷道开挖后顶底板卸压明显,两帮产生应力集中区,采动应力阶段应力集中区范围增加 50%,爆破后顶板围岩沿垮落角大范围卸压,应力沿巷道左肩窝逆时针逐渐增大;浅部巷道围岩呈现向自由面膨胀-变形,受巷道肩窝处剪切滑移错动影响,锚杆、锚索支护场产生相反的位移量,应力波扰动后,巷道左帮产生拉伸裂纹并与锚杆支护场连成宏观裂纹,裂纹发育高度大于锚杆支护场高度;巷道围岩顶底板呈现明显的张拉破坏特征,左右肩角呈现张拉及剪切复合破坏形式;应力波由小阻抗介质进入大阻抗介质的衰减速度最快,在同种介质中衰减速度次之,由大阻抗介质进入小阻抗介质中应力波峰值反而增大,应力波峰值强度衰减后仍大于巷道顶板极限抗拉强度,导致巷道围岩大变形失稳并产生一定程度的动力响应.基于应力波连续穿过层状岩体理论模型,结合动静载叠加理论,可优化爆破参数从而实现减冲抗冲主被动联合支护.