软岩巷道掘进支护方法研究.pdf

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1、第63卷第6期有色金属(矿山部分)2011年11月DOI：10．3969／J．issn．1671-4172．2011．06．008软岩巷道掘进支护方法研究李凤，张成良，张鹏强(1．昆明理工大学，昆明650093；2．东北大学，沈阳110819)摘要：针对塘子凹矿区软岩巷道的变形破坏特征，提出了软岩巷道支护与加固的技术措施和施工方法。采用有限元软件对花岗岩中巷道掘进过程中围岩的应力、塑性区及安全率进行了模拟分析。模拟结果表明：锚杆长度为1．8in，间排距为0．75mX1．0m，喷射混凝土厚度为10cm时，采用反拱形式浇灌底板是比较经济、合理的施工方

2、案。该方法有效地控制了软岩巷道变形，支护效果良好，也为其它软岩巷道的支护设计提供了一定的实践参考。关键词：软岩；巷道掘进；巷道支护；数值分析中图分类号：TD353文献标识码：A文章编号：1671—4172(2011)06-0036—04StudyondrivingsupportofsoftrockroadwayLIFeng，ZHANGChengliang，ZHANGPengqiang(1．KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming650093，China；2．NortheasternUniver

3、sity，Shenyang110819，China)Abstract：BasedonthedeformationandfailurecharacteristicsofsoftrockroadwayofTangziaoMine，thesup—portsystemandconstructiontechnologyisproposed．Thewallrockstress，plasticzoneandsafetyrateofgraniteroadwayarestudiedbyusingthesoftwareofthreedimensionalfinite

4、elementsinprocessoftunneling．Thesimula—tionresultshowsthatwhenboltlengthiS1．8m，distancebetweenrowsiS0．75m×1．0m，concretethicknessiS10cm，andtheconstructionplanthatpouringfloorbyreversearchismoreeconomicalandreasonable．Roadwayiseffectivelycontrolled，andsatisfactorysupporteffecti

5、sobtained．Italsocanprovidesomereferencesforothersoftrockroadwaysupportdesigns．Keywords：softrock；roadwaydriving；roadwaysupport；numericalanalysis矿业是国民经济发展的支柱产业之一，而井巷岩体的类型主要以风化、膨胀花岗岩和大理岩为主，掘进则是矿业发展最为基本的工艺环节，是保证矿花岗岩的变形主要表现为围岩内挤、开裂、散体冒山可持续发展的基础。近年来，井下巷道掘进遇到落、片落、岩块体脱离等形式。其中，围岩内挤、开裂

6、很多问题，其中软岩巷道的支护直接影响着矿山的为主要变形和破坏形式。为了了解花岗岩巷道变形开采，如何对软岩巷道进行合理的支护成为专家、学特征，主要研究巷道开挖后及支护后两阶段巷道的者研究和探讨的热点问题。稳定性。李琰庆等人提出在软岩中巷道掘进效率低并且2花岗岩巷道变形的数值分析变形大_】]，严重制约着矿山的可持续发展和生产能力的提高，同时也容易引发生产安全事故，因其支护2．1巷道稳定性的分析方法费用升高、返修工程量大而成为矿山建设和发展的为了研究花岗岩巷道在开挖后和支护后围岩的卡脖子工程_2]。稳定性，通过数值模拟的方法，分析、计算花岗岩巷道掘进过

7、程中围岩的应力、塑性区及安全率的分布1工程概况情况，从而确定巷道最合理的支护方法，保证巷道的塘子凹矿区1725巷道工程地质条件比较复杂，稳定性。2．2模拟采用的力学模型作者简介：李凤(1987一)，女，硕士研究生，主要从事岩土工程的实在岩体破坏分析中，采用Drucker—Prager(D—践与研究。P准则)[塑性破坏准则。此破坏准则考虑了静水第6期李凤等：软岩巷道掘进支护方法研究37压力对屈服与破坏的影响，特别适用于岩土类材料C、分别是材料黏聚力和内摩擦角，另外，材的本构模型。其屈服函数为：料在拉应力状态下，采用抗拉破坏强度准则。其力学模型为．厂

8、(1，~／J2)一~／J2一aI1一k一0(1)F—O't—R(5)f(P，q)一q一3√3口P一√3忌一0(2)器式中：为材料所受拉应