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1、第64卷第4期有色金屬(礦山部分)2012年7月doi：10．3969·／J．issn．1671。4172．2012．04．014軟弱巖層巷道圍巖控制的數(shù)值模擬分析研究呂志云，夏明強(qiáng)(1．青海省第六地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，青海格爾木816000；2．青海省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，西寧810000)摘要：大傾角“三軟”破碎帶內(nèi)巷道圍巖失穩(wěn)問題是礦山開采所面臨的主要問題之一。以青海某金礦的軟弱圍巖巷道為背景進(jìn)行有限元模擬，發(fā)現(xiàn)大傾角破碎帶巷道開挖后應(yīng)力重新分布，且應(yīng)力變化范圍較大，其中拱腰和低邊墻出現(xiàn)應(yīng)力集中，發(fā)生拉應(yīng)力破壞
2、。通過對(duì)應(yīng)力集中區(qū)進(jìn)行錨桿支護(hù)，有效地控制了圍巖變形。關(guān)鍵詞：大傾角“三軟”巷道；有限元；圍巖控制；錨桿支護(hù)中圖分類號(hào)：TD322文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1671—4172(2012)04—0051—03Studyonnumericalsimulationoftheweaksurroundingrockcontrolinthe1anewayLVZhiyun．XIAMingqiang(1．TheSixthInstituteofQinghaiGeologica1MineralProspecting，GeermuQ
3、inghai816000，China；2．TheThirdInstituteofQinghaiGeologicalMineralProspecting，Xining810000，China)Abstract：Thesurroundingrockinstabilityoflargeanglelanewaywiththree-softcrushedzoneisoneofthema—jorproblems．TheweaksurroundinglanewayofonegoldmineinQinghaiissimula
4、tedandanalyzedwithFEM．Itisshownthatthestressdistributionisalteredlargelyandthechangerangeiswide．Thestressconcentrationtakesplaceinlateralwallandcrownanditbelongstopullingstressdestroying．Thezonewithstressconcentrationissup—portedwithanchorbolttOcontrolthede
5、formationofsurroundingrockeffectively．Keywords：largeanglelanewaywiththree-softcrushedzone；finiteelementmethod(FEM)；surroundingrockcontrol：boltsupport青海某金礦礦體下盤破碎帶平均厚度10m以已知微分方程和邊界條件的模型。因此在礦體下盤上，傾角7O。以上。位于下盤破碎帶內(nèi)的脈外巷道破碎帶內(nèi)巷道計(jì)算模型中采用了三角形二維單元的為大傾角“三軟”巷道，巷道頂板均為破碎泥化
6、帶，圍有限元格式。由彈塑性理論可知，在平面應(yīng)變問題巖力學(xué)性質(zhì)呈現(xiàn)非線性。回采巷道變形量大、支護(hù)中，其平面內(nèi)任意一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)在y—Z平面內(nèi)困難。因此本文以上述破碎帶地質(zhì)條件為模型基可由4個(gè)應(yīng)力分量、、。和r來描述。因此在礎(chǔ)，對(duì)巷道支護(hù)前后的應(yīng)力進(jìn)行對(duì)比分析，以解決此計(jì)算時(shí)只要調(diào)整剖面的剖分位置及其方向，使得該類巷道的圍巖控制問題。剖面上有兩個(gè)剪應(yīng)力始終保持為零，就可將復(fù)雜的三維問題簡(jiǎn)化為二維平面問題來進(jìn)行計(jì)算。因此本1計(jì)算模型及分析過程模型計(jì)算以平面應(yīng)變問題處理，沿破碎帶的傾斜方1．1破碎帶物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)向
7、取一剖面，同一巖層視為各向同性體，不同的巖層對(duì)破碎帶內(nèi)的各巖性做了物理力學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，按不同的材料處理。模型為一高38．1m、寬36．8其詳細(xì)參數(shù)見表1。m的長(zhǎng)方體，厚度取單位厚度。為了減少計(jì)算工作1．2計(jì)算模型量，提高計(jì)算精度，采用了八結(jié)點(diǎn)等參數(shù)單元，每個(gè)有限單元法中非線性的三角形單元對(duì)復(fù)雜邊界單元可算出9個(gè)高斯點(diǎn)的應(yīng)力分量。有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，而且伽遼金法l1]可用于求解根據(jù)該地區(qū)的具體情況，進(jìn)行有限元數(shù)值分析，建立的坐標(biāo)系如下：以水平方向向右為X軸正方作者簡(jiǎn)介：呂志云(1977一)，男，工程師，采礦工程專業(yè)
8、，主要從事礦向，垂直方向向上為y軸正方向。本模型約束條件山井下開采工作。為：位移約束底邊和一條垂直邊界，在另一垂直邊界有色金屬(礦山部分)第64卷上加應(yīng)力約束。計(jì)算剖面各邊界上的約束情況：在重側(cè)壓應(yīng)力。在應(yīng)力約束邊界上，有由于巖體自y一0的左邊界上采用y方向零位移約束，在X一0重而產(chǎn)生的側(cè)向應(yīng)力，它是一個(gè)分布荷載，呈三角形的下邊界上采用X方向零位移約束。y一368rn的分布在右邊界的面上，荷載值隨深
