›› 2007, Vol. 28 ›› Issue (4): 659-662.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

进路分步开挖背景应力场演化规律研究

赵兴东,唐春安,田 军   

  1. 东北大学资源与土木工程院,沈阳 110004
  • 收稿日期:2005-05-27 出版日期:2007-04-10 发布日期:2013-09-05
  • 作者简介:赵兴东,男,1975年生,讲师,博士,现主要从事岩石失稳与控制研究。联系电话024-83687117
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目:(No. 50474017)和国家自然科学基金重大项目(No. 50490270)的资助

Study on evolvement law of background stress field of multi-step excavation of roadway

ZHAO Xing-dong,TANG Chun-an,TIAN Jun   

  1. School of Resources & Civil Engineering, Northeastern University, Shenyang 110004, China
  • Received:2005-05-27 Online:2007-04-10 Published:2013-09-05

摘要: 鲁中小官庄铁矿由于埋藏深、地压大、矿体倾角比较缓、矿岩破碎,是国内有名的难采矿山之一。进路开挖以后支护巷道破坏严重,其围岩变形为无收敛变形,也是国内支护较难的矿山之一。针对小官庄铁矿情况,为掌握其地压活动规律,应用东北大学岩石破裂过程分析系统(RFPA),模拟其采用无底柱分段崩落法进路开挖过程,对进路开挖过程巷道围岩应力变化进行数值分析。发现随着进路开挖,导致进路出现片帮、底鼓、顶板下沉等现象,并且在矿岩接触带出现高应力集中,导致两进路之间的间柱破坏严重,并随着进路开挖应力逐步向新开挖两进路之间的间柱转移,开挖顺序造成边界矿体出现高应力集中,导致边界矿体难采。数值分析结果可以看出:进路的开挖顺序是导致小官庄铁矿进路围岩破坏的一个主要原因。

关键词: 地压, 无底柱分段崩落法, 进路, 背景应力场

Abstract: Because of the deep embedding, high underground pressure and fragmentation of ore and rockmass, the Xiaoguanzhuang Iron Mine is one of the most difficult excavation iron mine in China. The study results in recent years indicate that the rockmass of Xiaoguanzhuang Iron Mine has the creep characteristic. After the roadway was excavated, the destruction of supporting roadway is very severe. The deformation of roadway is no convergence deformation; and the iron mine is difficult support mine. According to the field condition, in order to know the distribution law of underground pressure, we used the rock failure process analysis (RFPA), in which the creep evolvement model is drawn into the numerical model, to model the excavation process of roadway by adopting the non-pillar sublevel caving; and numerically analyze the stress distribution of surrounding rock. We found that the surrounding rock occur the creep deformation along with time when the roadway is caving. Because of the creep deformation of roadway, the destruction of roadway is mainly rib spalling, floor heave and roof falling etc.. At the same time, the high stress concentration leads to the severe destruction of pillar between two roadways. Along with the caving of roadway, the stress diverts into surrounding roadway of the newly caved roadway. Because of the multi-step caving, the high stress convergence occurs in the boundary ores, which leads to the difficult excavation of boundary ore. The numerical result is in accordance with the result of field investigation. From the numerical result we concluded that the creep characteristic of rockmass and the multi-step excavation mainly lead to the destruction of roadway.

Key words: underground pressure, non-pillar sublevel caving, roadway, background stress field

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[1] 王 岗, 潘一山, 肖晓春, . 单轴加载煤体破坏特征与电荷规律研究及应用[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1823-1831.
[2] 朱斯陶, 姜福兴, 朱海洲, 张俊杰, 连鸿全, 韩国庆, . 高应力区掘进工作面冲击地压事故发生机制研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 337-343.
[3] 潘俊锋,夏永学,冯美华,秦子晗. 影响冲击地压危险性评价结果的II类开采技术因素研究[J]. , 2017, 38(S1): 367-373.
[4] 肖晓春,丁 鑫,赵 鑫,潘一山,王爱文,王 磊,. 加载速率影响的煤体破裂过程声-电荷试验研究[J]. , 2017, 38(12): 3419-3426.
[5] 李杨杨 ,张士川 ,高立群 ,孔德志 ,孔 贺,. 不等长工作面台阶区域覆岩运动诱冲机制及防治[J]. , 2016, 37(11): 3283-3290.
[6] 刘学生,谭云亮,宁建国,田成林,田智威, . 采动支承压力引起应变型冲击地压能量判据研究[J]. , 2016, 37(10): 2929-2936.
[7] 刘 晔,姜福兴,冯 宇. 巷道诱发型冲击地压的发生机制及危险性分析[J]. , 2015, 36(S2): 201-207.
[8] 王凯兴,潘一山. 冲击地压矿井的围岩与支护统一吸能防冲理论[J]. , 2015, 36(9): 2585-2590.
[9] 潘俊锋,秦子晗,冯美华,刘少虹. 岩浆岩床下伏短壁综放面集中静载荷型冲击启动原理[J]. , 2015, 36(9): 2631-2638.
[10] 朱斯陶 ,姜福兴 ,史先锋 ,孙广京 ,张志高 ,程祥萌 ,张 浩,. 防冲钻孔参数确定的能量耗散指数法[J]. , 2015, 36(8): 2270-2276.
[11] 冯 宇 ,姜福兴 ,翟明华 ,王 博 ,郭信山 ,成 功,. 煤层定点水力压裂防冲的机制研究[J]. , 2015, 36(4): 1174-1181.
[12] 李俊平,王红星,王晓光,程贤根. 卸压开采研究进展[J]. , 2014, 35(S2): 350-358.
[13] 胡静云 ,李庶林 ,林 峰 ,彭府华 ,杨 顺 ,余正方,. 特大采空区上覆岩层地压与地表塌陷灾害监测研究[J]. , 2014, 35(4): 1117-1122.
[14] 王春秋 ,蒋邦友 ,顾士坦, 谭云亮 ,王荣超 ,黄瑞峰 , . 孤岛综放面冲击地压前兆信息识别及多参数预警研究[J]. , 2014, 35(12): 3523-3530.
[15] 王宏伟 ,姜耀东,高仁杰 ,刘 帅 . 长壁孤岛工作面冲击失稳能量场演化规律[J]. , 2013, 34(S1): 479-485.
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[1] 黄强兵,彭建兵,邓亚虹,范 文. 西安地铁2号线隧道穿越地裂缝带的设防参数[J]. , 2010, 31(9): 2882 -2888 .
[2] 梁健伟,房营光,谷任国. 极细颗粒黏土渗流的微电场效应分析[J]. , 2010, 31(10): 3043 -3050 .
[3] 张虎元,崔素丽,刘吉胜,梁 健. 混合型缓冲回填材料膨胀力试验研究[J]. , 2010, 31(10): 3087 -3095 .
[4] 王义重,李勇泉,傅旭东. 求水山隧道下穿机荷高速段新奥法施工有限元计算[J]. , 2011, 32(1): 125 -131 .
[5] 李秀珍,王成华,邓宏艳. DDA法和Fisher判别法在潜在滑坡判识中的应用比较[J]. , 2011, 32(1): 186 -192 .
[6] 孔祥兴,夏才初,仇玉良,张丽英,龚建伍. 平行小净距盾构与CRD法黄土地铁隧道施工力学研究[J]. , 2011, 32(2): 516 -524 .
[7] 陈力华 ,林 志 ,李星平. 公路隧道中系统锚杆的功效研究[J]. , 2011, 32(6): 1843 -1848 .
[8] 赵明华,雷 勇,张 锐. 岩溶区桩基冲切破坏模式及安全厚度研究[J]. , 2012, 33(2): 524 -530 .
[9] 董志良,周 琦,张功新,邱青长,罗 彦,李 燕. 天津滨海新区浅层超软土加固技术现场对比试验[J]. , 2012, 33(5): 1306 -1312 .
[10] 谭忠盛 ,李 健 ,卓 越 ,张 鹏 . 无纺布对海底隧道衬砌防水作用的试验研究[J]. , 2012, 33(7): 1927 -1932 .